Tugas Kelompok Casting Defect
Cacat Crack (Hot Tears)
Kelompok 9
Proses Manufaktur Logam - 01
Anggota Kelompok
 Ara Gamaliel Boanerges (NPM: 1806232875 )
 Arya Permadi Kristanto (NPM: 1806149375)
 Ibnu Rais Syukran (NPM: 1806149482)
 Jonathan Aditomo (NPM: 1806201642)
 Jose Christian (NPM: 1806201680 )
 Madioti (NPM: 1806149513 )
Hot Tears pada Logam
 Pada dasarnya, hot tears disebabkan karena
penumpukkan stress selama solidifikasi dan
pendinginan dalam casting karena kontraksi
yang terhalang.
 Pada tahun 1952, Pellini melakukan studi
dimana saat solidifikasi terbentuk sebuah
lapisan cairan tipis (liquid film) yang
ditemukan di antara struktur dendrit logam
yang ber-solidifikasi. Hot tears terjadi saat
‘pemisahan’ film ini ketika logam sudah
hampir membeku dan tersisa sedikit fasa
liquid.
Pada saat pembekuan, jumlah beban yang diperlukan
untuk mendeformasi perpanjangan liquid film (hot
spot) akan mendekati nol, seiring suhu mendekati suhu
solidifikasi ketebalan liquid film akan menjadi sangat
tipis dan deformasi (ekstensi) akan terkonsentrasi ada
hot zone (film) yang masih tersisa, sehingga hal ini akan
menyebabkan strain yang tinggi pada daerah ini.
 Strain ini akan menumpuk sampai
mencapai titik kritis, dan akan memisahkan
film (hot spot). Fenomena inilah yang disebut
sebagai hot tears. Oleh karena itu, hot tears
juga disebut sebagai kegagalan tarik yang
uniaksial pada bagian material yang lemah.
 Regangan total yang terjadi pada film
dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu laju
regangan (strain rate) dan durasi umur film
liquid saat solidifikasi.
 Secara matematis, regangan yang terjadi
di hot spot dapat diekspresikan dengan
formula disamping.
Hot Tears Indication
•
•
•
•
•
No Crack : Tidak ada Crack pada material
Hairline Crack (a)
Light Crack (b)
Severe Crack (c)
Complete Crack (d)
Geometri
• Diameter terlalu kecil; sudut terlalu tajam
Penyebab
terjadinya Hot Tears
pada Alumunium
Alloy
Composition
Temperature
• Quenching Process
Grain Boundaries
• Grain Boundaries ↑; HTS ↑
Penyebab hot tears pada Aluminium Alloy
Hubungan Temperatur dan Hot Tears pada Alumunium dengan variasi %Si :
Hubungan Panjang retakan dan
temperatur cetakan dengan variasi %Si
Hubungan Kualitas dan temperatur cetakan
dengan variasi %Si
Sumber : https://media.neliti.com/media/publications/142746-ID-pencegahan-terjadinya-retak-panas-padap.pdf
Pencegahan
Hot Tears
pada Al
Tuang (Al
Cast)
 Melakukan grain refinement dengan mengubah
morfologi butir dari bentuk equiaxed (unrefined)
menjadi bentuk bulat. Bentuk butir yang bulat diketahui
dapat mencegah hot tears pada Al selama solidifikasi.
 Menaikkan temperatur pada cetakan, hal ini
dikarenakan tingginya temperatur cetakan akan
membuat kontraksi casting akan menjadi seragam yang
akibatnya konsentrasi stress akan menjadi lebih ringan.
Selain itu, tingginya temperatur cetakan akan
menyebabkan gradien temperatur pada saat pencetakan
menjadi lebih rendah, yang akan menyebabkan butir
yang bersolidfikasi memiliki bentuk bulat.
Pencegahan
Hot Tears
pada Al
Tuang (Al
Cast)
 Menaikkan temperatur penuangan Al. Jika temperatur
penuangan Al tinggi, fluiditas logam tuang juga akan
meningkat dimana sifat fluiditas ini dapat membuat logam
mengisi ruang kosong antarbutir (yang rentan akan hot tears)
saat solidfikasi terbentuk. Menambah fluiditas tanpa
menambah temperatur dapat dilakukan dengan menambahkan
unsur logam tanah jarang pada logam.
Cast iron memiliki sifat kemampulasan (weldability)
yang buruk karena memiliki kandungan karbon yang
tinggi sehingga membuatnya bersifat brittle.
Daerah yang terbentuk selama pengelasan pada cast
iron:
 Fusion Zone (FZ). Daerah ini akan meleleh selama
pengelasan dan memadat kembali setelah
pendinginan
 Partially Melted Zone (PMZ). Daerah ini tepat berada
di luar FZ di mana liquation dapat terjadi selama
pengelasan
 Heat Affected Zone (HAZ). Daerah ini tidak meleleh,
namun mengalami perubahan mikrostruktur
 Base Metal (BM). Daerah ini tidak terpengaruh
selama siklus termal pengelasan dan memiliki
struktur yang tetap
Hot Tears
Pada Cast
Iron
Penyebab Hot Tears Pada Cast Iron
1. Komposisi Kimia :
 %C terlalu tinggi (menurunkan titik lebur baja, melunakkan dan




memudahkan antara proses peleburan dan penuangan di
cetakan, menjadi sumber keretakan terutama pada C berbentuk
Flake)
Adisi %P dan %S yang melebihi ketentuan (Fosfor dan Sulfur
diperlukan untuk meningkatkan mampu alir, tetapi saat melebihi
ketentuan akan menyebabkan sumber keretakan)
(mengakibatkan pecah saat rolling)
Adisi %Mn berlebih (mendorong chilling dan hot tearing)
%Cu diatas 2,0% (sedikit meningkatkan kecenderungan
kontraksi dan formasi hot tear)
%Sn diatas 0,2% (mendorong chilling dan hot tearing)
Penyebab Hot Tears Pada Cast Iron
2. Terdapat kontraksi bebas karena chilling (mendorong terjadinya hot
tears)
3. Cast Iron dengan Sc lebih rendah (memiliki risiko formasi hot tears
lebih tinggi)
4. Faktor-faktor lain seperti bentuk yang kompleks tidak banyak
berpengaruh (kebanyakan hot tears terjadi pada daerah HAZ saat
proses pengelasan Cast Iron)
5. Oli dan pengotor (berpengaruh terhadap terjadinya Porositas,
berakibat inisiasi crack dan hot tears)
 Sebelum melakukan pengelasan, bersihkan daerah yang akan
Pencegahan
Hot Tears Pada
Cast Iron
dilas agar bebas dari pengotor
 Melakukan preheating. Tujuannya agar thermal gradient antara
HAZ dan casting body menurun sehingga dapat mengurangi
tensile stress akibat pengelasan. Pada umumnya, preheating
dilakukan pada suhu 300-600oC
 Melakukan teknik peening pada besi yang cenderung ulet. Hal
ini bertujuan untuk memperkecil peluang terbentuknya crack
dengan menggunakan ball-peen hammer yang dihentakkan
ke material. Melalui peening, akan dihasilkan lapisan
permukaan yang terkompresi karena sifat elastis dari
subpermukaan sehingga pertumbuhan crack dapat
diminimalkan
Pencegahan
Hot Tears Pada
Cast Iron
 Menggunakan elektroda dengan paduan nikel. Tujuannya
adalah agar tegangan penyusutan tidak terlalu tinggi. Nikel
dapat mengendapkan karbon pada base metal dalam bentuk
bebas sebagai grafit
 Melakukan PWHT. Hal ini bertujuan untuk meningkatkan sifat
kemampumesinan
 Apabila crack sudah terbentuk, buatlah lubang sehingga crack
berhenti merambat di lubang.
 Struktur mikro pada daerah HAZ
(menambah paduan meninggikan
kemampu kerasan baja dan
meningkatkan sensifitas crack)
 Difusi hidrogen pada daerah las
(kelebihan kandungan hidrogen pada
HAZ)
 Tegangan pada daerah las (tegangan sisa
dan tegangan thermal, semakin tebal
kepekaan terhadap retak semakin besar)
Penyebab
Hot Tears
pada Steel
Alloy Casting
 1. Keretakan solidifikasi dapat dicegah jika kandungan
karbon logam lebih dari nilai kritis, yang bervariasi antara 0,05
dan 0,10% tergantung pada kondisi pengelasan.
 2. Terjadinya retak solidifikasi dipengaruhi oleh morfologi
Pencegahan Hot
Tears Pada Steel
Alloy Casting
struktur dendritik yang dipadatkan pada logam. Jenis struktur
dendritik benturan langsung sangat rentan terhadap retak.
 3. Retak solidifikasi tidak pernah terjadi jika kecepatan tuang
kurang dari tingkat kritis.
 4. Retak lebih mungkin terjadi dengan intensitas
pengendalian sendi yang lebih tinggi, meskipun ini bukan faktor
utama.
 5. Peningkatan kandungan C dan Ni sangat efektif untuk
mencegah retak.

https://weldingheadquarters.com/how-to-weld-cast-iron/

https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-what-is-peening

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1179/imr.1990.35.1.217?src=recsys

https://web.wpi.edu/Pubs/ETD/Available/etd-042810020947/unrestricted/Li_Dissertation.pdf

Referensi
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/57418211/Prevention_of_Solidification_Crac
king.pdf?1537477026=&response-contentdisposition=inline%3B+filename%3DPrevention_of_Solidification_Cracking_in.pdf&Ex
pires=1603772039&Signature=eODodVcBrOsgd6IEfSQYzfWS4Qc7PwdrtUs~xWQQYQ0Mtp7AdtYHiAdoBnhF9jxr81YxFimiuM7ms~8Ld0Lyb6n5n7b7oC8MPan2n3lIFzMRuzMwTRP~DRXcmRId3VVKjFuuYDEd
peJNAF~9uP9L~LVPgFTJya97jrnplxkFP0nYR3U5PQ7qj1hr6wEBsX6oJ9kGLPsJ95QXojZqnVZY
qsRHQUQfuoxBc8Zr79goPvzX7~1MdVy-yY~au93GKatFbkaDcBm8QOONI3KjaPvaDYB8Utk8FUhpjYZ6L9X~lRKlT2Zbd2OC5CcLbxAIfaD6X67O1OyUN
dNi-f8KmQ__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA

https://core.ac.uk/download/pdf/11682508.pdf

Pouranvari, M. (2010). On the weldability of grey cast iron using
nickel based filler metal. Materials & Design, 31(7), 3253-3258.

Zhong, H.; Li, X.; Wang, B.; Wu, T.; Zhang, Y.; Liu, B.; Zhai, Q. Hot
Tearing of 9Cr3Co3W Heat-Resistant Steel during Solidification.
Metals 2019, 9, 25
Referensi

Li, S., Apelian, D. Hot Tearing of Aluminum Alloys. Inter Metalcast
5, 23–40 (2011). https://doi.org/10.1007/BF03355505

Kazuo TSUNODA, Takeo SUZUKI, Kaoru MIKI, Shigenobu
MATSUNAGA, Akihiro NODA, Kiyoshi ISHIKAWA, Influence of
Chemical Composition on Hot Tearing of Metal Mold Cast Iron, THE
JOURNAL OF THE JAPAN FOUNDRYMEN'S SOCIETY, 1968, Volume 40,
Issue 8, Pages 645-653, Released October 04, 2012, Online ISSN 21860335, Print ISSN 0021-4396, https://doi.org/10.11279/imono.40.8_645
THANK YOU