Kompetensi Dasar
3.4 Memahami persyaratan perlakuan panas logam
4.4 Mengidentifikasi perlakuan panas logam
Materi
PERLAKUAN PANAS DAN TEKNIK PENGUJIAN PADA LOGAM
A. Perlakuan Panas pada Logam
Perlakuan panas (heat treatment) adalah proses kombinasi antara pemanasan atau pendinginan dari suatu logam atau paduannya dalam keadaan padat untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu. Untuk mendapatkan hal ini maka kecepatan pendinginan dan batas temperatur sangat menentukan.
1. Prinsip Proses Perlakuan Panas
Berikut prinsip proses perlakuan panas, yaitu :
a. Laju pemanasan, di mana material dipanaskan sampai temperatur austenit. Adapun syarat-syarat pemanasan, yaitu:
1) Pemanasan yang dilakukan tidak mengubah bentuk komponen (tetap dalam keadaan solid).
2) pemanasan telah sampai pada fase yang bertemperatur tinggi karena butir akan menjadi kasar.
Berdasarkan kandungan karbon, temperatur austenisasi dibagi atas:
1) Untuk baja hypoeutectoid :
T = A3 kurang lebih 50-100 derajat Celsius.
2) baja hypereutectoid :
T= A1 kurang lebih 50-100 derajat Celsius
b. Penahan waktu (holding time), dimana setelah material mencapai temperatur austenit kemudian dilakukan penahanan waktu pada temperatur tertentu untuk menyeragamkan struktur mikro.
c) Laju pendinginan, dimana media pendinginan yang digunakan, yaitu oli, air, tungku, dan udara terbuka.
Proses perlakuan panas yang diterapkan pada baja perkakas ada dua kategori yaitu:
a. Softening (Pelunakan)
Usaha untuk menurunkan sifat mekanik agar menjadi lunak dengan cara mendinginkan material yang sudah dipanaskan di dalam tungku (annealing) atau mendinginkan dalam udara terbuka ( normalizing).
b) Hardening (Pengerasan)
Usaha untuk meningkatkan sifat material terutama kekerasan dengan cara celup cepat (quenching) material yang sudah dipanaskan ke dalam suatu media "quenching" berupa air, air garam, maupun oli.
2. Jenis-Jenis Perlakuan Logam
Berikut merupakan beberapa jenis dari perlakuan panas logam, yaitu:
a. Hardening
Perlakuan panas bertujuan untuk memperoleh kekerasan maksimum pada logam baja. Baja tersebut dipanaskan kemudian didinginkan tepat di dalam air atau tergantung pada komposit kimia, bentuk, dan dimensinya. Kecepatan pendingin harus sesuai supaya terjadi transformasi yang sempurna pada austenit menjadi martensit. Maksimum yang dicapai tergantung kadar karbon. Semakin tinggi kadar karbon semakin tinggi kekerasan maksimum yang didapat.
b. Tempering
Tempering adalah pemanasan logam sampai di bawah suhu kritis yang dilakukan setelah proses pengerasan pembentukan dingin dan pengelasan, kemudian didinginkan dengan suhu yang memadai guna memperbaiki sifat yang dikehendaki. Perlakuan panas tempering bertujuan untuk mengurangi tegangan sisa, meningkatkan ketangguhan dan keuletan baja yang telah mengalami pengerasan martensit. Selama proses tempering, baja akan mengalami penurunan kekerasan dan kekuatan. Namun, sifat keuletan akan naik yang diikuti dengan penurunan kerapuhan. Tegangan sisa yang terbentuk selama pembentukan fasa martensit ikut berkurang. Pengurangan tegangan sisa menjadi sangat penting dalam penurunan kerapuhan baja.
c. Annealing
Merupakan perlakuan panas yang digunakan untuk meningkatkan keuletan, menghilangkan tegangan dalam, menghaluskan ukuran butir, dan meningkatkan sifat mampu mesin. Tahapan dari proses annealing ini dimulai dengan memanaskan logam paduan sampai temperatur tertentu, menahan pada temperatur tertentu tadi selama beberapa waktu tertentu agar mencapai perubahan yang diinginkan, lalu mendinginkan logam atau paduan tadi dengan laju pendinginan yang cukup lambat.
d. Normalizing
Perlakuan panas yang dilakukan dan digunakan untuk menghaluskan struktur bahan butiran yang mengalami pemanasan berlebihan (overheated). Menghilangkan tegangan dalam, meningkatkan pemesinan, dan memperbaiki sifat mekanik material. Prosesnya dengan pemanasan 30 derajat sampai 50 derajat Celsius dan didinginkan pada udara sampai temperatur ruang.
e. Perlakuan Panas Kimiawi
1) Carburizing
Suatu proses penjenuhan lapisan permukaan baja dengan karbon baja yang diikuti dengan hardening akan mendapatkan kekerasan permukaan yang sangat tinggi, sedangkan bagian tengahnya tetap lunak.
2) Nitriding
Proses ini merupakan proses penjenuhan permukaan baja dengan nitrogen, yaitu dengan cara melakukan holding dalam waktu yang relatif lama pada temperatur 480-650 derajat Celcius dalam lingkungan amonia (NH3).
f. Perlakuan Panas Permukaan yang Lain
1) Flame Hardening
Prosesnya dengan pemanasan tepat permukaan baja di atas temperatur kritisnya dengan menggunakan gas oksigetilen, selanjutnya diikuti dengan pendinginan.
2) Electrolit Bath Hardening
Pemanasan yang dilakukan dalam suatu larutan elektrolit yang biasanya digunakan adalah 5%-10% Sodium Karbonat yang digunakan arus DC , pada tegangan tinggi 200-220 V. Prosesnya yaitu pada baja dipakai sebagai katoda, sehingga terbentuk gelembung-gelembung hidrogen tipis. Konduktivitas dari gelembung hidrogen rendah, sehingga arus meningkat cepat pada katoda. Akibatnya katoda mengalami pemanasan pada temperatur yang sangat tinggi (2000 derajat Celcius). Logam yang akan dikeraskan tersebut dicelupkan dalam elektrolit sedalam bagian yang akan dikeraskan. Setelah dipanaskan oleh listrik diputus dan elektrolit digunakan sebagai media quenching.
3) Induction Surface Hardening
Pemanasan yang dilakukan dengan menggunakan arus listrik frekuensi tinggi. Logam yang berbentuk silindris diletakkan pada indikator ini. Jadi, pemanasan permukaan dipengaruhi oleh frekuensi dan waktu pemanasan. Pendinginan dilakukan dengan penyemprotan air setelah pemanasan selesai.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar