PERLAKUAN PANAS LOGAM
Perlakuan panas logam adalah suatu proses
pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat untuk mengubah sifat-sifat
mekaniknya. Melalui perlakuan panas yang tepat, tegangan dalam dapat
dihilangkan, ukuran butiran dapat diperbesar atau diperkecil. Selain itu
ketangguhan dapat ditingkatkan atau dapat dihasilkan suatu permukaan yang keras
disekeliling akan tetapi inti dari baja tersebut tetap ulet. Untuk memungkinkan
perlakuan panas yang tepat, komposisi kimia baja harus diketahui karena
perubahan komposisi kimia, khususnya karbon dapat mengakibatkan perubahan
sifat-sifat fisis. Dimana baja yang dibutuhkan dalam teknik sangatlah
berbeda-beda antara lain dibutuhkan kekerasannya, ketahanan terhadap korosi,
elastisitasnya, keuletannya/liat.
Macam-macam
perlakuan panas logam :
1. Pelunakan
antara lain Anealing dan Normalising
2. Pengerasan
perbaikan antara lain Quenching dan Tempering
3. Pengerasan permukaan
antara lain Flame
Hardening, Pengerasan dengan Induksi, Carburizing dan Nitridiing
A.
PELUNAKAN
Softening (Pelunakan): Adalah usaha untuk
menurunkan sifat mekanik agar menjadi lunak dengan cara mendinginkan material
yang sudah dipanaskan didalam tungku (annealing) atau mendinginkan dalam udara
terbuka (normalizing).
1.
Annealing
Annealing
ialah memanaskan baja sampai suhu tertentu, kemudian menahannya selama waktu
tertentu kemudian didinginkan dengan lambat.
a)
Tujuan proses annealing:
1)
Mengurangi kekerasan,
2)
Menghilangkan tegangan
sisa,
3)
Memperbaiki ductility,
4)
Menghaluskan ukuran
butiran.
b)
Proses annealing:
1) Untuk baja hypoeutectoid (<0,83%C).
Baja dipanaskan 30–60ºC (50-1000ºF) diatas temperatur A3 kemudian ditahan
beberapa saat baru didinginkan di dalam dapur dengan kecepatan pendinginan
10—30ºC/jam sampai temperatur 30ºC di bawah A1, kemudian didinginkan di udara.
2) Untuk baja hyper
eutectoid (>0,831%C). Pada dasarnya sama dengan baja hypo eutectoid,
kecuali pada permulaan pemanasan hanya sampai daerah austenit+sementit, yaitu
pada temperatur sekitar 30-60ºC di atas A1.
2.
Normalizing
Normalizing
merupakan proses perlakuan panas dimana proses pemanasan mencapai temperatur
austenisasi (temperatur eutectoid), dan kemuadian didinginkan perlahan pada
udara (still air atau slightly agitated air).
a)
Tujuan proses
Normalizing:
Untuk
memperbaharui struktur butiran, agar semua pengaruh dari pengerjaan dingin atau
panas dapat dihilangkan dan dapat dimanfaatkan untuk baja-baja konstruksi, baja
rol, bahan yang mengalami penempaan.
b)
Proses Normalizing:
Memanaskan sampai sedikit di atas suhu kritis (60ºC di atas suhu kritis atas). Untuk hypoeutectoid temperatur pemanasan dilakukan diatas garis A3 sedangkan untuk baja hypereutectoid temperatur pemanasan dilakukan diatas garis Acm kemudian setelah suhu merata didinginkan di udara.
Gambar 1. Diagram normalizing
B.
PENGERASAN
Hardening
(Pengerasan) adalah usaha untuk meningkatkan sifat tahan aus dan kekerasan yang
tinggi dengan cara celup cepat (quenching) material yang sudah dipanaskan ke
dalam suatu media quenching berupa air, air garam, maupun oli.
1. Tujuan Proses
Hardenging: Merubah struktur baja sedemikian rupa sehingga diperoleh struktur
martensit yang keras.
2. Proses
Hardening: Baja dipanaskan sampai temperature pengerasannya (Temperatur
Austenisasi) antara 770—830ºC (tergantung dari kadar karbon) kemudian ditahan
pada suhu tersebut, beberapa saat, kemudian didinginkan secara mendadak dengan
mencelupkan dalam air, oli atau media pendingin yang lain. Dengan pendinginan
yang mendadak, tak ada waktu yang cukup bagi austenit untuk berubah menjadi
perlit dan ferit atau perlit dan sementit. Pendinginan yang cepat menyebabkan
austenit berubah menjadi martensit.
Gambar 2. Diagram
hardening
C.
PERBAIKAN
Proses perbaikan pada
perlakuan panas logam merupakan suatu proses untuk memperbaiki ataupun mengatur
ulang struktur mikro pada logam, agar sesuai dengan kebutuhan. Adapun proses
perbaikan dalam perlakuan panas logam adalah sebagai berikut:
1. Quenching
Media quenching yang
sering digunakan adalah media cair (liquid) dan gas. Media quenching cair
adalah oli, air, larutan polimer (aquos polymer solution), dan larutan garam.
Sedangkan media quenching gas adalah helium, argon, dan nitrogen.
a) Tujuan Proses
Quenching: Secara umum pada baja (baja carbon, low alloy steel, dan tool steel)
adalah untuk proses hardening, yaitu menghasilkan struktur mikro martensit pada
baja tersebut.
b) Proses
Quenching: Prosesnya dilakukan dengan pendinginan yang relatif cepat dari
temperatur austenisasi (umumnya pada jarak temperatur 815°C – 870°C) pada baja.
2. Tempering adalah memanaskan kembali baja yang telah
dikeraskan.
a) Tujuan Proses
Tempering: Untuk menghilangkan tegangan dalam dan mengurangi kakerasan.
b) Proses
Tempering: Memanaskan kembali berkisar pada suhu 150—650°C dan didinginkan
secara perlahan-lahan tergantung sifat akhir baja tersebut. Tempering dibagi
menjadi :
1) Tempering
pada sahu rendah (150—300°C). Tujuannya untuk mengurangi tegangan-tegangan
kerut dan kurapuhan dari baja.
2) Tempering
pada suhu menengah (300—500°C). Tujuannya untuk menambah keuletan dan
kekerasannya menjadi sadikit berkurang
3) Tempering
pada suhu tinggi (500—650°C). Tujuannya untuk memberikan daya keuletan yang
besar dan sekaligus kekerasan menjadi agak rendah.
D.
PENGERASAN
PERMUKAAN
Seringkali
komponen-komponen baja diinginkan hanya keras pada permukaannya saja sedangkan
inti atau porosnya tetap lunak, hal ini memberikan kombinasi yang serasi antara
permukaan yang tahan pakai dan poros yang ulet.
1. Tujuan Proses
Pengerasan Permukaan: Menghasilkan lapisan permukaan yang keras pada baja yang
dianggap lunak dan ulet.
2. Umumnya
pengerasan permukaan dibagi menjadi tiga proses :
a) Carbuzing
adalah salah satu metoda yang digunakan untuk menghasilkan permukaan keras pada
baja yang berkadar karbon rendah (<0,3%). Proses karburizing didasarkan atas
kemampuan baja untuk menyerap karbon pada temperatur antara 900—950°C.
Gambar 3. Grafik
waktu pengerasan
Gambar 4. Proses carbuzing
Tidak ada komentar:
Posting Komentar