Received 29  May 2023;  Received in revised form  30  May 2023;  Accepted 24 Agustus  2023 Available online 1 Septe mber 2023
Contents list available at Sinta

## A R M A T U R
: Artikel  Teknik  Mesin  & Manufaktur
Journal homepage: https://scholar.ummetro.ac.id/index.php/armatur
Perilaku perambatan retak fatik stainless steel 304 yang dilapisi aluminium celup panas secara eksperimental dan numerikal
Farid  Nanda  Syanur 1* , Moh. Badaruddin 2 ,  Sugiyanto 3
1 Jurusan Teknik  Mesin, Universitas Lampung, Jl.  Prof.  Soemantri  Brojonegoro, Bandar Lampung 35145
2 Jurusan Teknik  Mesin, Universitas Lampung, Jl.  Prof.  Soemantri  Brojonegoro, Bandar Lampung 35145
3 Jurusan Teknik  Mesin, Universitas Lampung, Jl.  Prof.  Soemantri  Brojonegoro, Bandar Lampung 35145

## I N F O R M A S I
A R T I K E L

## A B S T R A K
Keywords: Stainless steel Aluminium celup panas Perambatan retak fatik Ansys Analysis of fatigue crack propagation of 304 stainless steel  coated  with  aluminum  by  hot-dip  method experimentally and numerically to determine changes in mechanical properties of SS304 and predict fatigue test results numerically based  on CFD program  with experimental  results.  The  simulation  results  of  the fatigue crack propagation cycle show the same results. SS  304  with  1  hour  diffusion  has  the  shortest  cycle, namely in the simulation data a crack occurs at cycle 8778  with  a  crack  length  of  0.703  mm,  while  for experimental  results  the  crack  occurs  at  cycle  5000 with a crack length of 0.267 mm. Then SS304 without coating  has  the  longest  cycle,  namely,  cracks  in simulation results  occur in  cycle  20351 with  a  crack length of 0.6787 mm,  while in the experimental  data the initial crack in cycle  8700 with a crack length  of 0.6  mm.  Based  on  the  analysis  of  fatigue  crack propagation rate and stress, giving diffusion treatment to SS304 has an impact on both fatigue life and stress to  propagate  cracks.  The  strength  and  plasticity  of SS304 were degraded by the aluminization treatment. After  treatment,  SS304  showed  higher  ductility  and lower strength.

## Pendahuluan
Sifat  mekanik  pada  suatu  material, seperti  kekuatan  tarik,  kekuatan  luluh, modulus elastisitas, serta elongasi
merupakan  parameter  yang  paling  mendasar untuk  desain  struktur,  khususnya  dalam perhitungan  tegangan-regangan  dan  analisis kekuatan  komponen  dan  elemen  struktur.
Sifat  material  tidak  hanya  bergantung  pada faktor  metalurgi  saja,  seperti  ukuran  butir dan  elemen  paduan  tetapi  juga  dapat dipengaruhi oleh riwayat pembebanan material,  lingkungan,  suhu,  dll.  Struktur material  yang  bekerja  di  bawah  kondisi pembebanan dinamis, sifat mekaniknya cenderung  akan  menurun  seiring  dengan waktu material tersebut beroperasi.
Fenomena  degradasi  sifat  bahan  tersebut disebut  juga  kerusakan  fatik  [1].
Fatik  adalah  kerusakan  struktural terlokalisasi  dan  progresif  yang  terjadi ketika material mengalami pembebanan siklik atau dimana kondisi material menerima beban dinamis (pembebanan yang  berulang-ulang  atau  berubah-ubah  tiap waktu). Semakin besar amplitudo pembebanan  dinamis  semakin  cepat  retak merambat  [2].  Stainless  steel  merupakan baja  paduan  tinggi  yang  memiliki  sifat ketahanan  korosi  yang  sangat  baik,  kekuatan tinggi,  keuletan  dan  ketangguhan  yang  baik. Stainless  steel  memiliki  sifat  yang  dapat bertahan  terhadap  oksidasi  dikarenakan stainless  steel  mengandung  unsur  chromium lebih  dari  11%.    Unsur  chromium  ini merupakan  pelindung  utama  baja  dalam stainless  steel  terhadap  gejala  gejala  yang disebabkan oleh kondisi lingkungan. Sehingga,  stainless  steel  banyak  digunakan pada  konstruksi  shells,  tangki  bahan  bakar untuk  rudal  dan  bagian  struktur  kendaraan serta pertahanan  dan  bidang  nuklir  [3].
Berdasarkan  uraian  diatas  aplikasi stainless steel sangat memungkinkan terjadinya korosi mencakup sulfidasi, karburisasi,  korosi  suhu  tinggi  dan  oksidasi. Maka  salah  satu  pendekatan  untuk  dapat memertahankan sifat mekanik pada stainless  steel terhadap  korosi  adalah dengan penerapan lapisan pelindung ( coating )  [4],  Pelapisan hot  dip  aluminium adalah metode yang efektif sehingga, teknologi ini sering digunakan pada permukaan  baja  yang  bertujuan  untuk ketahanan  korosi  pada  suhu  tinggi  serta memiliki ketahanan keausan dengan membentuk  lapisan  senyawa  intermetalik
Fe–Al  dan  lapisan  aluminium  murni  pada permukaan  baja [5].
Efek oksidasi dapat dikurangi melalui  pelapisan hot  dip  aluminium .  Pada kondisi suhu tinggi, permukaan kaya aluminium teroksidasi menjadi lapisan aluminium  oksida  yang  sangat  protektif yang  dapat  menghambat  korosi.  Sehingga, stainless  steel 304  memiliki  ketahanan oksidasi  dan  sulfidasi  yang  baik.  Seperti penelitian  yang  dilakukan  [6], Stainless  steel 316 hot dip mampu meningkatkan kekerasan  dan  ketahanan  korosi,  namun belum  dapat  diketahui  apakah  pelapisan difusi  juga  dapat  memengaruhi stainless steel terhadap  laju  perambatan  retak fatik.
Pada penelitian ini, pemodelan perambatan retak fatik menggunakan software Ansys  19.2 dengan  metode SMART Crack  Growth .  Seperti  yang  dilakukan  oleh Abdulnaser,  2021  [7],  Analisis  numerik menggunakan  FEM  yang  diterapkan  pada ANSYS  APDL  (ANSYS  Parametric  Design Language)  19.2  adalah  metode  yang  efektif untuk  mengurangi  waktu  komputasi  dan biaya  yang  terkait  dengan  pelaksanaan  studi eksperimental  sehingga  hasil  simulasi  dapat dicompare  dengan  ekperimental dengan kesesuaian  yang  baik  untuk  semua  kasus. Selanjutnya,  Fakhrizal,  2021  [8],  melakukan studi  perbandingan  perilaku  lelah  AISI  316L dengan  menggunakan  metode  eksperimen dan  simulasi  dengan  hasil  penyimpangan data  uji  kekuatan  lelah  dengan  beban  6  kgf yaitu  sebesar  8%.  Lalu  penelitian  yang dilakukan  oleh  Berata,  2003  [9],  melakukan simulasi  perambatan  retak  menggunakan ANSYS  dengan  penyimpangan  terbesar 11,68% dengan eksperimental yang dilakukan  Siyi  Chen  dan  Zhenyuan  Cui (1988)  [10],  sehingga  penggunaan  metode elemen hingga menggunakan ANSYS cukup valid dalam mensimulasikan perambatan  retak  fatik.  Berdasarkan  uraian diatas,  maka  dilakukan  penelitian  tentang Perilaku  Perambatan  Retak  Fatik  Stainless Steel  304  yang  Dilapisi  Aluminium  Celup Panas  Secara  Eksperimental  dan  Numerikal.

## Metode Penelitian
1. Pembentukan Spesimen dan

## Pemodelan  Geometri
SS304  dibentuk  dengan  ketebalan plat  3mm  dan  Geometri  benda  didesain menggunakan Solidwork dengan  dimensi berdasarkan  standar  ASTM E8 [11].
Gambar  1.  Dimensi  SS304  sesuai ASTM E8
Lalu  Spesimen  uji  fatik  dibentuk berdasarkan  acuan  standar  ASTM  E  647 [12],  dimensi  benda  ditunjukkan  pada Gambar  1  dengan  ketebalan  untuk  benda tanpa  dan dengan  lapisan  pada Tabel  1.

## Tabel 1. Ketebalan SS304
SS304 SS304+Al SS304 Dif 1 Jam SS304 Dif 9 Jam SS304 Dif 49 Jam T ebal 2,98 3,04 3,107 3,14 3,13

## 2. Hot dipping
Proses hot  dipping adalah  proses akhir  atau  pelapisan  yang  dilakukan  dengan mencelupkan Stainless  steel 304  ke  dalam Aluminium  dan  waktu  pencelupan  yang akan  dilakukan  dalam  proses  pelapisan  ini adalah  2 menit.

## 3. Difusi
Setelah proses hot  dipping, spesimen uji dipanaskan kembali kedalam tanur/ furnace dengan  suhu  750 o C  selama kurun  waktu  1 jam,  9 jam  dan  49 jam.

## 4. Uji  tarik
Setelah  proses  pelapisan, stainless steel 304  dilakukan  pengujian  tarik  dengan menggunakan  mesin  MTS  Landmark  100 kN. Pengujian tarik dilakukan untuk mendapatkan  nilai  tegangan  luluh  (σy).

## 5. Uji  fatik
Setelah  melakukan  proses  uji  tarik stainless  steel  304  dilakukan  pengujian perambatan  retak fatik.  Metode yang digunakan  untuk  menghitung  perambatan retak fatik yaitu metode polynomial incremental [8].
a 𝑖 = b 0 +   b 1 ( N𝑖−C1 C2 ) +  b 2 ( N𝑖−C1 C2 ) 2 (1)
Dimana  :
−1  ≤ ( N𝑖−C1 C2 )   ≤ + 1 (2)
Laju  pertumbuhan  retak  pada  Ni diperoleh  dari  turunan  dari  parabola  di  atas, sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut  :
( da dN ) d i = ∗b1 C2 +  2 b 2 ( N𝑖−C1 C2 ) 2 (3)
Nilai  ΔK  terkait  dengan  nilai  da/dN ini  dihitung  dengan  menggunakan  ukuran retak  âi,  sesuai  dengan  Ni  .  Persamaan  nilai ΔK  untuk  spesimen  retak  sisi  tunggal  yaitu  :
Δ K = Δ P B√W (2 + α ) (1 – α )3/2 (  0.886 + 4.6 α – 13.32 α 2 + 14.72 α 3 – 5.6 α 4 ) (4)
Dimana  :
𝛼 = 𝑎/𝑊 (5) 6. Simulasi dengan menggunakan Ansys 19.2
Material dasar yang digunakan adalah  SS304.  Material  ini  dilapisi  oleh alumunium  dan  diberikan  perlakuan  difusi 1,  9,  dan  49  jam  sehingga  menghasilkan  sifat mekanik  yang  berbeda.  Sifat  mekanik berupa  kekuatan  material  yang  diperoleh berdasarkan  uji  tarik,  sedangkan  nilai  C  dan m  yang  merupakan  konstanta  Paris  Law diperoleh  dari  uji  kelelahan.  Masukkan  data tersebut  ke  dalam  Data  Engineering.  Jenis mesh  yang  digunakan  untuk  simulasi  adalah tetrahedron. Lalu perkembangan atau pertumbuhan  retak  menggunakan SMART
crack  growth ,  dengan  inisiasi  retak pre- meshed  crack dan  memilih  material  yang telah  diberikan  konstanta  paris  law.

## Hasil dan Pembahasan

## 1. Hasil Uji  Fatik
Perambatan retak hasil simulasi untuk  SS304  tanpa  dan  dengan  lapisan ditunjukkan  oleh  grafik cycles  vs  crack probe pada Gambar  2 di  bawah ini.
Gambar  2.  Panjang Retak vs Siklus (Simulasi)
Simulasi  perambatan  retak  fatik  ini material  diasumsikan  homogen,  isotropik dan  kontinyu  serta  tidak  memperhitungkan adanya  pengaruh  lingkungan.  Selanjutnya data  perambatan  retak  diambil  sebanyak  11 hingga  16  step.  Berdasarkan  grafik  pada Gambar  2,  terlihat  bahwa  SS304  tanpa lapisan  memiliki  jumlah  siklus  terpanjang, diikuti  oleh,  perlakuan  49  jam,  perlakuan  9 jam,  SS304  +  Aluminium  dan  terakhir perlakuan  1  jam.  Awal  retak  untuk  kelima kondisi  relatif  sama,  yakni  pada  panjang  0.5 –  0.7  mm.  Retak  paling  panjang  terjadi  pada SS304  dengan  difusi  1  jam  dan  difusi  9  jam. Kemudian  oleh  SS  304  lapisan  alumunium, SS304  tanpa  perlakuan,  dan  terkahir  SS304 difusi  49  jam.  Berdasarkan  hasil  simulasi perkembangan  retak  lelah,  pelapisan  SS304 dan  perlakuan  difusi  memberikan  pengaruh terhadap umur kelelahan.
Pelapisan
alumunium memberikan umur kelelahan yang  hampir  sama  dengan  difusi  selama  9 jam  dan  lebih  baik  dibanding  difusi  selama 1  jam.  Namun,  pelapisan  alumunium  dan
perlakuan  difusi  selama  1  dan  9  jam memberikan penurunan umur kelelahan dibandingkan  dengan  SS304 tanpa  lapisan.
Gambar  3.  Panjang Retak vs Siklus (Eksperimental)
Jumlah  siklus  terhadap  panjang  retak eksperimental dengan hasil simulasi menunjukan  perbandingan  yang  tidak  jauh berbeda,  dimana  SS304  tanpa  pelapisan memiliki  jumlah  siklus  terpanjang,  dimana pada  siklus  35500,  panjang  retak  mencapai 9,045  mm.  Lalu  SS304  dengan  lapisan aluminium memiliki penurunan jumlah siklus,  dimana  pada  siklus  28600  panjang retak SS304 mencapai  8,643 mm.
Berdasarkan  analisis  perkembangan retak  lelah,  pemberian  perlakuan  difusi  pada SS304  memberikan  dampak  baik  untuk umur  kelelahan  maupun  tegangan  untuk merambatkan  retak.  Hasil  yang  ditunjukkan oleh  SS304  dengan  perlakuan  difusi  49 menghasilkan  siklus  dan  tegangan  tertinggi dibanding  dengan  perlakuan  yang  lain.
Data  panjang  retak  dan  jumlah  siklus digunakan untuk menentukan laju perambatan retak da/dN dan faktor intensitas  tegangan  (ΔK)  menggunakan metode  polynomial incremental (ASTM E647,  2004).  Setelah  diperoleh,  nilai  da/dN dan  ΔK,  kemudian  diplot  kurva  log-log  pada gambar  4  dan  gambar  5.  Slope  dari  kurva da/dN  vs  ΔK  yang  disebut  konstanta  Paris (nilai  C dan m).
0 2 4 6 8 10 12 14 0 50000 100000 150000 C ra ck P ro b e (m m ) Number  of Cycles BS HD HD1 HD9 HD 49 0 2 4 6 8 10 12 2000 22000 P a n ja n g R et a k (m m ) Siklus (n) BS Hda 1 Jam 9 Jam 49 Jam
Gambar  4.  Perbandingan da/dn vs ΔK (Simulasi)
(by OriginPro)
Gambar  5.  Perbandingan da/dn vs ΔK (Eksperimental)  (by OriginPro)
Tabel 2. Perbandingan Nilai  Hukum  Paris Law
Eksperimen Simulasi Konstanta C Konstanta m Konstanta C Konstanta m SS304 7.523 × 10-9 1,2725 3,9 × 10- 8 0,9356 HDA 7,639 × 10-9 1,3708 1,493 × 10-8 1,1316 HDA 1 1,213 × 10-9 2,0764 4,343 × 10-9 1,6509 HDA 9  1,382 × 10-8 1,2001 1,67 × 10-8 0,9899 HDA 49 0,9655 × 10-8 1,1536 8,69 × 10-9 0,9809
Gambar  4  menunjukkan  hasil  dari grafik  laju  perambatan  retak  da/dN  vs  ΔK eksperimen  dengan  nilai  m  (slope  dari  kurva da/dN  fungsi  ΔK  yang  disebut  konstanta Paris)  pada  SS  304  sebesar  1,2725, sedangkan hasil simulasi
ANSYS
mendapatkan  nilai  m  sebesar  0,9356.  Untuk grafik  laju  perambatan  retak  da/dN  vs  ΔK eksperimen  pada  SS  304  dengan  lapisan mendapatkan  nilai  m  sebesar 1,3708,
sedangkan hasil simulasi ANSYS mendapatkan  hasil  1,1316.  Lalu  grafik  laju perambatan  retak  da/dN  vs  ΔK  eksperimen pada  SS  304  +  difusi  49  Jam  mendapatkan nilai  m  sebesar  1,1536  sedangkan  dengan simulai  yaitu  0,9809.
Terdapat  penyimpangan  antara  hasil eksperimen  dan  hasil  ANSYS  untuk  da/dN vs  ΔK  dimana  hasil  simulasi  ANSYS  lebih kecil  dari  hasil  ekperimen.  Artinya  bahwa laju perambatan retak fatik dengan pemodelan ANSYS lebih lama
dibandingkan dengan data hasil uji perambatan  retak  yang  dilakukan  secara eksperimen. Hal ini dipengaruhi oleh kondisi  material  saat  pemodelan  ANSYS, dimana  material  SS  304  dengan  lapisan diasumsikan  sebagai  material  homogen  dan isotropic  sedangkan  pada  kenyataannya material  tidak  memiliki  sifat  ideal. Selanjutnya,  pemodelan  perambatan retak  fatik  ini  dalam  kondisi  LEFM  (Linear Elastic Fracture Mechanic) yang mengabaikan munculnya daerah plastis disekitar ujung retak, sedangkan
kemunculan daerah plastis ini akan menyebabkan adanya perlambatan perambatan  retak.  Disamping  itu  dalam pemodelan ANSYS tidak menyertakan pengaruh  lingkungan,  padahal  lingkungan berpengaruh  terhadap  laju  perambatan  retak seperti  hasil  dari  penelitian  Berata,  W.,2003, dimana gambar 6 menunjukkan perbandingan  grafik  ∆K  terhadap  panjang retak  dengan  menggunakan  ANSYS  secara umum  mendekati  hasil  eksperimen,  dengan penyimpangan  grafik  sebesar  11.68  %  serta mendapatkan  hasil  bahwa  harga  m  dari konstanta  paris  pada  kondisi  hampa  udara lebih  besar  dibanding  dengan  kondisi  udara laboratorium.
Gambar  6 (a).  Perbandingan Grafik  K1(a),  K1(c)  Vs Panjang retak arah Hasil Eksperimen (Sumber:  Berata, W. 2003)
Gambar  6 (b).  Perbandingan Grafik  K1(a),  K1(c)  Vs Panjang retak arah Hasil Simulasi  ANSYS
(Sumber:  Berata, W. 2003)
Adapun  visualisasi  perambatan  retak dengan menggunakan ANSYS sebagai berikut:
Gambar  7 (b). Maximum Principal Stress SS304  +
HAD
Gambar  7 (c). Maximum Principal Stress SS304  + Difusi  9 Jam
Dari gambar diatas tegangan maksimum  paling  besar  yaitu  SS304  difusi selama  9  jam,  selanjutnya  SS304  dengan pelapisan  aluminium  dan  SS304  tanpa perlakuan. Jika dilihat dengan ukuran panjang  retak  yang  sama,  perlakuan  difusi memberikan  hasil  terbaik  dibanding  dengan lainnya  karena  memerlukan  tegangan  yang cukup  tinggi  untuk  merambatkan  retak. Berdasarkan hasil simulasi perkembangan  retak  lelah,  pelapisan  SS304 dan  perlakuan  difusi  memberikan  pengaruh terhadap  umur  kelelahan  fatik.  Pelapisan alumunium memberikan umur kelelahan yang  hampir  sama  dengan  difusi  selama  9 jam  dan  lebih  baik  dibanding  difusi  selama 1  jam.  Namun,  pelapisan  alumunium  dan
perlakuan  difusi  selama  1  dan  9  jam memberikan penurunan umur kelelahan dibandingkan  dengan  SS304  tanpa  lapisan. Hal  ini  sebanding  dengan  hasil  uji  OM  yang ditunjukkan  pada  gambar  8.  Terlihat  pada gambar  8  (a)  menunjukkan  butir  butir austenitik.  Lalu  pada  gambar  8  (b),  SS  304 +  Dif  1  jam  terjadi  perubahan  fase  δ-ferit menjadi  fase  α  yang  bersifat  keras  dan  getas sehingga mengurangi elastisitas dan menyebabkan  laju  perambatan  retaknya lebih  cepat  dibandingkan  dengan  SS304 tanpa  pelapisan.  Setelah  perlakuan  difusi, karbida  pada  batas  butir  larut,  sedangkan fase  α  masih  terdeteksi  pada  butir  austenitik. Selain itu, fraksi kembar mekanis meningkat.  Di  lain  sisi,  pertumbuhan  butir yang  terjadi  saat  perlakuan  difusi  49  jam menyebabkan  penurunan  pada  batas  butir, yang  mengurangi  potensi  cacat  pada  batas butir untuk terjadinya slip dislokasi.
Sebaliknya  fasa  α  dengan  sifat  getas  yang tinggi  akan  menurunkan  kekuatan  material. Cacat  pada  lapisan  Fe-Al  memberikan retakan mikro, sehingga terjadinya penurunan  kekuatan  SS304  secara  terus- menerus  selama  proses  uji  tarik.  Lalu, void yang terus  berkembang  pada  batas  butir seiring  deformasi  saat  uji  tarik  juga  dapat memengaruhi  penurunan  sifat  mekanik  pada SS304 aluminized dan  perlakuan  difusi.  [13]
Gambar  8 (a).  Hasil Uji  OM SS  304
Gambar  8 (b).  Hasil Uji  OM SS 304  + Dif  1 Jam
Sedangkan  difusi  selama  49  jam memberikan  hasil  yang  lebih  baik  dibanding dengan  perlakuan  yang  lain  dan  SS304. Sehingga, lamanya difusi berpengaruh terhadap  umur  lelah.  Semakin  lama  waktu difusi  akan  meningkatkan  ketahanan  lelah pada material  SS304.
Gambar  9 (a).  Hasil Uji  SEM SS  304
Gambar  9 (b).  Hasil Uji  SEM  SS 304  + Dif  9 Jam
Buti r Aus teni ti k Ka rbi da Striasi Al  Coa ti ng (Fe-Al ) Cra ck La pi s a n Intermeta l i k Fe(Al -Cr) Lapisan Difusi
Substrat
Gambar  9 (c).  Hasil Uji  SEM SS  304  + Dif  49  Jam
Pada  gambar  9  menunjukkan  hasil uji  SEM  ( Scanning  Electron  Microscope ) dimana  pada  gambar  (a)  SS  304  tanpa lapisan  terdapat  striasi  dan  garis  garis retakan.  Garis  striasi  terjadi  karena  adanya pembebanan  berulang  dan  terus  menerus. Striasi  dapat  mengindikasikan  posisi  retakan dan  arah  perambatan  retak  pada  spesimen. Lalu  pada  gambar  (b)  dan  (c)  terlihat  ada  3 lapisan.  Dimana  pada  lapisan  atas  terdapat lapisan aluminium. Selanjutnya lapisan intermetalik setelah heat treatment diperoleh  senyawa  dominan  yaitu  Fe  dan  Al sehingga  terbentuk  senyawa  Fe x Al y dimana telah  dilaporkan  sebelumnya  oleh  Jian,  D., et,  al..  2019,  pelapisan  pada  SS316L  pada suhu  yang  berbeda  dan  menunjukkan  bahwa lapisan  aluminium  hanya  terdiri  dari  fase Fe 2 Al 5 pada  600 o C,  tetapi  beberapa  fase Fe 3 Al,  FeAl,  Fe 2 Al 5 dan  FeAl 3 dapat dideteksi  ketika  suhu  pencelupan  meningkat hingga  650–680 o C.  Untuk  SS304  +  Dif menunjukkan  bahwa  struktur  pelapis  dapat diklasifikasikan  lebih  lanjut  menjadi  lapisan atas,  β-(Fe,Ni)Al  lalu  transisi  menjadi  fasa β-(Fe,Ni)Al/α-(Fe ,Cr). Selain itu, transformasi  fasa  dari  δ-Fe 2 Al 5 (getas) menjadi  β-FeAl  (ulet)  terjadi  pada  lapisan aluminium  setelah  perlakuan  difusi  anil, yang konduktif untuk meningkatkan plastisitas  material  [14].
SS304  memiliki  kandungan chrome (Cr)  yang  cukup  tinggi  yaitu  18-20%. Namun,  tingginya komposisi Cr pada substrat  dapat  memengaruhi  pada  lapisan
intermetalik, sehingga lapisan tersebut mengandung  persenyawaan  Cr.  Atom-atom Cr yang berdifusi ke arah lapisan intermetalik, selain membentuk
persenyawaan  dengan  Fe  dan  Al  juga membentuk  presipitat  Al x -Cr y ketika  atom- atom  Cr  mencapai  lapisan  alumunium. Namun,  pada  pelapisan  aluminium  SS304 memungkinkan  penurunan  jumlah  atom  Cr pada  batas  butir  karena  laju  difusi  atom  Cr lebih  rendah  daripada  atom  C  sehingga dapat memengaruhi daya ikat butir austenitik yang dapat menyebabkan
kegagalan material ketika dilakukan pengujian  tarik  serta  kekuatan  dan  plastisitas yang  lebih  rendah  [15].
Crack yang terbentuk  pada  gambar 9(b)  di  lapisan  intermetalik  diakibatkan  oleh tegangan  yang  terdistribusi  melalui  cacat- cacat  rongga  ( voids )  yang  ada  pada  lapisan intermetalik. Proses terbentuknya voids (cacat  rongga)  salah  satunya  adanya  inklusi sehingga  menyebabkan  berkurangnya  sifat ketahanan  pada  material.  Hal  serupa  yang pada  gambar  9(c),  dimana Crack yang muncul  pada  lapisan  difusi  disebabkan adanya  deformasi  plastis  yang  tinggi  pada saat  sampel  dipanaskan  (Wei  Li, et.,  al. , 2021).  Namun  tegangan  yang  diterima masing-masing  perlakuan  untuk  pada  ujung retak  terlihat  bahwa  pemberian  perlakuan berupa  pelapisan  dan  difusi  menghasilkan nilai  yang  lebih  baik  dibanding  dengan  tanpa perlakuan. Jika dilihat dengan ukuran panjang  retak  yang  sama,  perlakuan  difusi 49  jam  memberikan  hasil  terbaik  dibanding dengan lainnya karena memerlukan tegangan yang cukup tinggi untuk merambatkan  retak.  Sehingga  semakin  lama waktu  difusi,  maka  semakin  tinggi  tegangan yang  diperlukan  untuk  merambatkan  retak. Berdasarkan  analisis  perkembangan  retak lelah  dan  tegangan,  pemberian  perlakuan difusi  pada  SS304  memberikan  dampak  baik untuk  umur  kelelahan  maupun  tegangan untuk  merambatkan  retak.  Hasil  terbaik ditunjukkan  oleh  SS304  dengan  perlakuan difusi  49  jam  yang  menghasilkan  siklus  dan tegangan tertinggi dibanding dengan perlakuan  yang  lain
Substrat Lapisan Difusi Void

## Kesimpulan
Dengan menggunakan
software ANSYS  dapat  memudahkan  kita  dalam memprediksi  siklus  perambatan  retak  fatik dimana hasil simulasi dengan hasil eksperimen  menunjukkan  hasil  yang  sama. SS  304  dengan  difusi  1  jam  memiliki  siklus terpendek  yaitu  pada  data  simulasi  terjadi retakan  di  siklus  8778  dengan  Panjang  retak 0,703 mm, sedangkan untuk hasil eksperimen  retakan  terjadi  di  siklus  5000 dengan  panjang  retak  0,267  mm.  Lalu SS304  tanpa  pelapisan  memiliki  siklus terpanjang  yaitu,  retakan  pada  hasil  simulasi terjadi  di  siklus  20351  dengan  Panjang  retak 0,6787  mm,  sedangkan  pada  data  hasil eksperimen  awal  retakan  di  siklus  8700 dengan  Panjang  retak  0,6  mm.  Lalu berdasarkan  analisis  laju  perambatan  retak fatik  dan  tegangan,  pemberian  perlakuan difusi  pada  SS304  memberikan  dampak  baik untuk  umur  kelelahan  maupun  tegangan untuk merambatkan retak. Sementara kekuatan  dan  plastisitas  SS304  terdegradasi oleh perlakuan aluminisasi. Setelah perlakuan,  SS304  menunjukkan  keuletan yang  lebih  tinggi  dan  kekuatan  yang  lebih rendah.

## Referensi
Referensi  jurnal/artikel/prosiding:
[1]  Syaifudin,  A.  et  al.,  2015.  Effects  of plaque  lengths  on  stent surface. Journal  of  Bio-Medical  Materials  and Engineering  25, 189–202.
Referensi  buku:
[2]  Strunk  Jr.,  W.  and  White,  E.B.,  1979. The  elements  of  style,  3 rd Ed., Macmillan,  New York.
Referensi  bab dalam  buku:
[3]  Mettam,  G.R.  and  Adams,  L.B.,  1999. How  to  prepare  an  electronic  version of  your  article,  in:  B.S.  Jones,  R.Z. Smith  (Eds.),  Introduction  to  the electronic  age,  E-Publishing  Inc.,  New Yo
Referensi  berupa  paten:
[4]  Clem,  P.G.,  Rodriguez,  M.,  Voigt,  J.A., and  Ashley,  C.S.,  2001.  Process  for forming  epitaxial  perovskite  thin  film layers  using  halide  precursors.  US Patent  No. 6231666.
Referensi  berupa  laman  internet:
[6] Informasi dari http://www.weld.labs.
gov.cn (diakses pada hari-bulan-tahun
[1]  Duyi,  Ye.  et  al.,  2010.  Effects  Of  Low- Cycle  Fatigue  On  Static  Mechanical Properties,
Microstructures And Fracture  Behavior  Of  304  Stainless Steel. Institute for Process
Equipments. Zhejiang
University, Hangzhou,  China,  4092–4102.
[2]  Timings and Roger, L., 1998. Engineering  Materials,  Jilid  1,  edisi  2., Penerbit Longman Scientific & Technical,  New York.
[3]  Simms, H. G., 2011. Oxidation behaviour  of  austenitic  stainless  steels at  high  temperature  in  supercritical plant,  University  of Birmingham.
[4]  Smith,  K.L.  et  al.,  2013.  Aluminide
Coatings  on  304  Stainless  Steel., California State Polytechnic
University,  Pomona  3801,  W,  Temple Avenue  Pomona,  CA 91768, USA.
[5]  Wanga,  S.P.,  Zhoua,  L.,  et  al.,  2019. Morphology  Of  Composite  Coatings Formed On Mo1  Substrate Using  Hot- Dip Aluminising And Micro-Arc
Oxidation Techniques. Applied Surface  Science  508, 1-9.
[6]  Mukhtar,  S.,  Asghar,  W.,  et  al.,  2018. Development  and  Characterization  of Hot  Dip  Aluminide  Coated  Stainless Steel  316L.  Journal  of  Central  South University  25, 2578-2588.
[7]  Abdulnaser,  M.  A.,  2021.  Numerical Modeling  of  Crack  Growth  under Mixed-Mode Loading. Applied Science  11, 2975.
[8]  Berata,  W.,  2003.  Faktor  Intensitas Tegangan  Pada  Part  Through  Crack Untuk  Kasus  Surface  Crack  Dengan
Metode Elemen Hingga. Jurnal
Teknik  Mesin  Vol.  5, No. 2, 48 – 55.
[9]  Fakhrizal. et al., 2021. Studi
perbandingan perilaku lelah AISI
316L  dengan  menggunakan  metode eksperimen dan simulasi. Jurnal Polimesin  19, Nomor 2, 194-200.
[10] Chen,  S.  and  Cui,  Z.,  1998.  Surface Crack Growth Behaviour Under
Tensile  Cyclic  Loading.  International Journal  of  Fatigue  10,  Nomor  1,  43- 47.
[11] ASTM  E8.,  2001.  Standard  Test
Method for Tension Testing of
Metallic  Materials.,  USA.
[12] ASTM  E647.,  2004.  Metal Test Methods  and  Analitycal  Prosedures, Annual  Book  of  STM  Standard.,  Bar Harbor Drive,  Weat Conshohocken.
[13]  Wei  Li, et.,  al. ,  2021. Microstructure and  tensile  properties  of  AISI  321 stainless  steel  with  aluminizing  and annealing treatment. Materials & Design  205 (2021), 109729
[14] Mao, S, W., et al., 2010. Microstructure of  aluminized  stainless  steel  310  after annealing. Surface & Coatings
Technology  205 (2010), 533–539.
[15]  Kevin,  Mikhael.,  dkk.  2019.  Pengaruh Komposisi  Lelehan  dan  Waktu  Celup terhadap  Struktur  Mikro  Lapisan  Hot Dip  Aluminizing  pada  Baja  Tahan Karat  Martensitik  13Cr.  Widyariset. Vol.  5 No. 1 (2019) Pp. 21 – 29.