INTERSTITIAL FREE STEEL (IF-STEEL)

Deep drawing (penarikan dalam) adalah proses pengerjaan logam yang digunakan untuk membentuk lembaran logam menjadi bentuk mangkuk seperti selongsong peluru, panci, panel, body mobil, bak mandi, dan lain-lain. Selain dari aspek parameter proses, keberhasilan proses deep drawing juga sangat ditentukan oleh karakteristik material lembaran yang digunakan. Salah satu material yang sesuai untuk proses tersebut adalah baja bebas interstisi (IF-Steel).
IF-Steel merupakan baja dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi sehingga kandungan C dan N sangat minim sekali. Ketidakhadiran unsur-unsur yang larut secara interstisi dalam matriks menyebabkan IF-Steel memiliki kekuatan luluh yang rendah, elongasi yang tinggi, dan sifat mampu bentuk yang baik. Hal tersebut dapat dicapai dengan cara melakukan penambahan Ti, Nb, atau paduan Ti-Nb untuk membentuk senyawa TiC, TiN, NbC, atau NbN.
Karena sifat akhir dari baja sangat ditentukan oleh kadar C, maka untuk menghasilkan IF-Steel perlu dilakukan dekarburisasi pada baja cair. Keefektifan proses dekarburisasi dalam R-H –OB Process (Ruhrstahl-Heraeus-Oxygen-Blowing) ditentukan oleh laju peniupan gas dan ukuran diameter snorkel.
Penambahan Ti untuk mencegah C dan N agar tidak larut secara interstisi akan meningkatkan harga ř . Jumlah Ti efektif yang dibutuhkan untuk menghasilkan nilai ř yang paling unggul (excellent) dapat dihitung melalui persamaan sebagai berikut :
Ti* (%) = Ti (%) – [ 4C (%) + 3,43 N (%) ]
Penambahan Nb yang sangat kecil akan memperbaiki nilai ř dan r-45o tanpa mengorbankan elongasi material IF-steel. Penambahan Nb sekitar 0,007% berguna untuk mengontrol tekstur dan mengikat C sebanyak 10 ppm sebagai NbC. Penambahan Nb sebesar 0,005 % menghasilkan baja dengan sifat yang unggul karena memiliki elongasi sebesar 53 %, harga ř = 2,5 dan r-45o = 1,9.
Butir yang halus pada lebaran baja hasil pengerolan panas (Hot rolled sheet) sangat efektif untuk memperbaiki ř -value dan r-45o IF-steel setelah mengalami cold rolling dan annealing. Hal tersebut dibutuhkan karena ř -value sangat menentukan deep drawability suatu material, sedangkan harga r-45o yang tinggi dibutuhkan ketika punch atau dies berbentuk kotak (square).
Penambahan sejumlah kecil Nb menyebabkan nilai r-45o meningkat disertai dengan meningkatnya angka kehalusan butir. Hal ini berlawanan dengan efek yang dihasilkan dari penambahan Ti. Penambahan Ti tidak banyak pengaruhnya pada penghalusan butir hasil hot rolled, karena itu peningkatan nilai r-45o masih lebih rendah bila dibandingkan dengan efek dari penambahan Nb.
Peningkatan Nb dalam baja IF-Steel yang mengandung Ti sebesar 0,01% menyebabkan NbC meningkat dan TiC menurun. Penambahan Nb yang minimum diperlukan untuk mengikat C dalam lembaran baja hasil hot rolled sehingga memberikan keseimbangan antara elongasi dan ř-value. Nb dalam IF-Steel menyebabkan temperatur rekristalisasi baja tersebut lebih tinggi 30 – 40oC dibandingkan dengan baja yang ditambah Ti.
Didalam IF-Steel yang ditambahkan Nb-Ti (0,01%), baik Nb atau Al sebenarnya dapat berikatan dengan nitrogen, tetapi N lebih cenderung berikatan dengan Ti. Sekitar 0,06% Ti dibutuhkan untuk mengikat N sebanyak 150 ppm sebagai TiN dan sisanya (0,04%) digunakan untuk mengikat C sebanyak 10 ppm sebagai TIC.
TiN berpresipitasi pada temperatur yang lebih tinggi dibandingkan dengan AlN atau NbN sehingga sangat baik untuk mencegah penurunan elongasi yang drastis. Sementara itu NbC sangat berguna untuk mengendalikan ukuran butir Hot rolled sheet dan mengubah tekstur cold rolling melalui pembentukan tekstur rekristalisasi yang menguntungkan bagi peningkatan nilai ř-value.
Sebagai penutup, saya cuma mau bilang sorry banget karena tulisan ini sifatnya sudah bener-bener masuk ke intinya metalurgi dan khawatir timbul kesalahan presepsi, maka kepaksa deh…ditulis dengan bahasa yang formal.