Gores atau Goresan Gesekan pada Baja: Deteksi, Penyebab & Dampak Kualitas

Definisi dan Konsep Dasar

Goresan atau goresan gesekan mengacu pada cacat permukaan yang ditandai dengan tanda linear dangkal atau dalam, alur, atau abrasi pada produk baja yang dihasilkan dari interaksi gesekan selama proses manufaktur, penanganan, atau pengujian. Ketidakteraturan permukaan ini biasanya disebabkan oleh kontak mekanis dengan bahan abrasif, alat, atau peralatan, yang mengakibatkan penghilangan atau deformasi material secara lokal.

Dalam konteks pengendalian kualitas baja dan pengujian material, goresan atau goresan gesekan berfungsi sebagai indikator integritas permukaan, kebersihan proses, dan prosedur penanganan. Mereka dapat mempengaruhi kinerja mekanis, ketahanan korosi, dan penampilan estetika komponen baja. Mengenali dan mengevaluasi cacat ini sangat penting untuk memastikan kepatuhan terhadap standar industri dan untuk memprediksi kinerja layanan.

Dalam kerangka jaminan kualitas baja yang lebih luas, goresan atau goresan gesekan diklasifikasikan sebagai cacat permukaan yang dapat mengkompromikan sifat fungsional dan struktural material. Kehadiran mereka sering kali memerlukan tindakan perbaikan atau penyesuaian kriteria penerimaan untuk menjaga keandalan dan keselamatan produk.

Sifat Fisik dan Dasar Metalurgi

Manifestasi Fisik

Di tingkat makro, goresan atau goresan gesekan muncul sebagai tanda linear atau alur yang terlihat pada permukaan baja, sering kali dengan kedalaman dan lebar yang bervariasi. Tanda-tanda ini dapat bersifat superfisial, hanya mempengaruhi lapisan permukaan, atau menembus lebih dalam ke dalam mikrostruktur, tergantung pada tingkat keparahan interaksi gesekan.

Secara mikroskopis, cacat ini muncul sebagai alur memanjang, zona deformasi, atau mikroretakan yang sejajar dengan arah gaya gesekan. Permukaan dapat menunjukkan deformasi plastis, pengerasan kerja, atau pembentukan mikrovoid di sekitar tepi goresan. Ciri khasnya termasuk pola linear yang jelas, sering kali dengan tekstur kasar atau halus tergantung pada sifat abrasif dari kontak.

Mekanisme Metalurgi

Pembentukan goresan atau goresan gesekan melibatkan interaksi fisik dan metalurgi yang kompleks. Ketika permukaan baja mengalami gerakan relatif terhadap media atau alat abrasif, tegangan geser lokal menyebabkan deformasi plastis. Jika gaya yang diterapkan melebihi kekuatan luluh material, material akan dipindahkan atau dihilangkan, menciptakan alur.

Secara mikrostruktur, proses ini dapat menyebabkan pengerasan regangan, inisiasi mikroretakan, atau koalesensi mikrovoid di sepanjang jalur goresan. Tingkat kerusakan tergantung pada mikrostruktur baja, seperti ukuran butir, distribusi fase, dan kandungan inklusi. Misalnya, baja dengan butir kasar atau tingkat kotoran tinggi lebih rentan terhadap kerusakan permukaan.

Komposisi baja mempengaruhi pembentukan cacat; elemen paduan seperti karbon, mangan, atau krom mengubah kekerasan dan ketangguhan, mempengaruhi ketahanan goresan. Kondisi pemrosesan, seperti penggilingan, penempaan, atau perlakuan panas, juga memodifikasi kekerasan permukaan dan tegangan sisa, mempengaruhi kemungkinan dan tingkat keparahan goresan atau goresan.

Sistem Klasifikasi

Sistem klasifikasi standar untuk goresan atau goresan gesekan sering mengkategorikannya berdasarkan kedalaman, panjang, dan tingkat keparahan. Kriteria umum meliputi:

• Tipe I (Ringan): Tanda permukaan superfisial yang tidak menembus lebih dalam dari lapisan oksida atau skala permukaan; umumnya dapat diterima dalam batas kualitas.
• Tipe II (Sedang): Goresan yang lebih dalam yang mungkin mencapai mikrostruktur yang mendasari tetapi tidak mengkompromikan integritas keseluruhan; sering kali memerlukan inspeksi.
• Tipe III (Parah): Goresan atau goresan dalam yang menyebabkan deformasi signifikan atau mikroretakan, berpotensi mempengaruhi sifat mekanis dan kinerja layanan.

Beberapa standar, seperti ASTM A480 atau ISO 4287, menetapkan kedalaman goresan maksimum yang diizinkan atau parameter kekasaran permukaan untuk mengklasifikasikan dan menerima atau menolak produk baja. Klasifikasi ini membantu produsen dan inspektur dalam penilaian cacat yang konsisten dan pengendalian kualitas.

Metode Deteksi dan Pengukuran

Teknik Deteksi Utama

Inspeksi visual tetap menjadi metode utama untuk mendeteksi goresan atau goresan gesekan, terutama untuk cacat tingkat permukaan. Inspektur yang terampil memeriksa permukaan baja di bawah pencahayaan dan pembesaran yang memadai untuk mengidentifikasi tanda linear, ketidakteraturan, atau penyimpangan kekasaran permukaan.

Untuk pengukuran yang lebih tepat, mikroskopi optik, termasuk stereomikroskop atau sistem pencitraan digital, digunakan. Alat-alat ini memungkinkan visualisasi rinci fitur permukaan, memungkinkan pengukuran dimensi goresan seperti panjang, lebar, dan kedalaman.

Profilometri permukaan, termasuk metode kontak dan non-kontak seperti pemindaian laser atau interferometri cahaya putih, memberikan data kuantitatif tentang topografi permukaan. Teknik-teknik ini mengukur parameter kekasaran permukaan dan penyimpangan profil dengan akurasi tinggi, memfasilitasi karakterisasi cacat.

Standar dan Prosedur Pengujian

Standar internasional yang relevan yang mengatur penilaian goresan atau goresan gesekan termasuk ASTM A370, ASTM E407, ISO 4287, dan EN 10029. Standar ini menguraikan prosedur untuk inspeksi permukaan, pengukuran, dan klasifikasi.

Prosedur tipikal meliputi:

• Menyiapkan permukaan spesimen, memastikan bahwa permukaan bersih, kering, dan bebas dari debris yang longgar.
• Melakukan inspeksi visual di bawah kondisi pencahayaan yang ditentukan.
• Menggunakan alat optik atau profilometrik untuk mengukur dimensi goresan.
• Membandingkan pengukuran dengan ambang batas standar untuk klasifikasi.
• Mendokumentasikan temuan dengan foto dan data pengukuran.

Parameter pengujian kritis termasuk tingkat pembesaran, kondisi pencahayaan, dan resolusi pengukuran, yang semuanya mempengaruhi sensitivitas deteksi dan akurasi pengukuran.

Persyaratan Sampel

Sampel harus representatif dari batch produksi, dengan permukaan yang disiapkan sesuai dengan prosedur standar—dibersihkan, dipoles, atau sedikit diabrasi—untuk memastikan kondisi inspeksi yang konsisten.

Kondisi permukaan melibatkan penghilangan kontaminan permukaan, lapisan oksida, atau skala yang dapat mengaburkan cacat. Pemilihan sampel yang tepat memastikan bahwa goresan yang terdeteksi adalah bawaan dari proses manufaktur dan bukan artefak dari penanganan atau persiapan permukaan.

Ukuran sampel dan area permukaan harus cukup untuk memberikan penilaian yang dapat diandalkan, biasanya melibatkan beberapa titik inspeksi di seluruh spesimen untuk memperhitungkan variabilitas.

Akuras Pengukuran

Presisi pengukuran tergantung pada peralatan yang digunakan dan keterampilan operator. Profilometer dan sistem mikroskopi menawarkan tingkat pengulangan dan reproduksi yang tinggi ketika dikalibrasi dengan benar.

Sumber kesalahan termasuk kontaminasi permukaan, ketidakselarasan, bias operator, dan penyimpangan kalibrasi peralatan. Untuk memastikan kualitas pengukuran, standar merekomendasikan rutinitas kalibrasi, pelatihan operator, dan pengukuran berulang untuk validasi statistik.

Melaksanakan langkah-langkah pengendalian kualitas seperti perbandingan antar-operator dan verifikasi peralatan berkala meningkatkan keandalan pengukuran.

Kuantifikasi dan Analisis Data

Satuan dan Skala Pengukuran

Dimensi goresan biasanya dinyatakan dalam milimeter (mm) atau mikrometer (μm). Misalnya, kedalaman goresan dapat dilaporkan sebagai nilai maksimum dalam mikrometer, sementara panjang dan lebar dinyatakan dalam milimeter.

Parameter kekasaran permukaan, seperti Ra (kekasaran rata-rata), Rz (tinggi maksimum rata-rata), atau Rq (kekasaran akar rata-rata), digunakan untuk mengkuant