MATERIAL TEKNIK PERLAKUAN PANAS

PERLAKUAN PANAS ADALAH

Adalah mekanisme untuk merubah sifat bahan tanpa perubahan bentuk produk. Perlakuan panas merupakan pemanasan dan pendinginan bahan yang terkontrol untuk tujuan penentuan sifat-sifatnya.

perlakuan panas pada Logam untuk tujuan:
1.Pelunakan (Softening)
2.Pengerasan (Hardening)
3.Modifikasi Material (Material Modification)

1. Pelunakan (Softening)

Pelunakan (softening) dilakukan untuk mengurangi kekuatan atau kekerasan, menghilangkan tegangan sisa (residual stresses), memperbaiki ketangguhan (toughness), menaikkan keuletan (ductility), memperhalus ukuran butir atau merubah sifat lektromagnetik dari baja

Proses Pelunakan berupa : 

1.Proses anil (annealing process) :

tujuan dari proses pelunakan adalah untuk memperbaiki sifat mekanik dan sifat mampu mesin dari suatu material. Proses ini dapat menghasilkan sifat material yang dibutuhkan (sifat keuletan dan besar butir yang homogen). Sifat kekerasan material yang dihasilkan dari proses ini dapat ditingkatkan dengan membatasi kecepatan pendinginan
•

A. Anil Sempurna (Full Annealing)

proses peningkatan temperatur secara pelan sampai sekitar 500 o C di atas temperatur austenit A3 atau Acm pada baja hypoeutectic (<0.77% C) dan 500 oC dalam daerah Austenit – Cementit pada baja hypoeutectic (<0.77% C) (Gambar 2.3). Tujuan proses ini adalah pelunakan sebelum pemesinan.
•

Proses Anil

B. Stress Relief Anneal

Digunakan untuk menghilangkan tegangan sisa pada proses pembentukan (pengecoran), bagian yang dilas, dan bagian yang dibentuk pendinginan. Bagian tersebut cenderung mempunyai tegangan oleh karena siklus pemanasan atau cold working.

Caranya :

bagian tersebut dipanaskan pada temperatur sekitar 600 – 650 0C selama beberapa menit dan kemudian didinginkan dengan perlahan di udara







c. Speroidisasi

proses anil yang digunakan untuk baja karbon tinggi (C >0.6%) yang akan diproses pemesinan atau cold formed. Tujuan proses ini adalah meningkatkan ketangguhan baja rapuh.

Cara :
•Bila struktur mula : Perlit – bahan dipanaskan 16-24 jam pada suhu sekitar eutektoid (~ 700 0C).
•Bila struktur mula : martensit – bahan dipanaskan 1-2 jam pada suhu yang sama.

2. Proses Normalizing

dilakukan dengan pemanasan lambat dan merata di atas temperatur transformasi (>60 0C di atas A3/Acm) dan didinginkan secara perlahan-lahan di udara untuk menghilangkan struktur-struktur yang tidak merata dari hasil proses sebelumnya, seperti pada proses pengecoran, tempa dan sebagainya. Proses normalizing ini dilakukan pada baja untuk menghindari terjadinya retak.

Proses Autenisasi

Proses Eutectoid 

D Proses Temper

suatu proses perlakuan panas yang mereduksi kegetasan dari bahan. Proses ini dilakukan pada temperatur di bawah kira-kira 723 oC untuk mengurangi kekerasan bahan dan menambah keuletan bahan.

Dengan temper mikrostruktur baja akan homogen dan tegangan sisa akibat pemanasan yang tinggi selama di-quenching tereliminasi atau dapat diminimalisasi. Baja yang dikeraskan seharusnya ditemper sebelum digunakan.




Pengaruh waktu tempering
Kekerasan turun dengan kenaikan waktu temper, tetapi kekuatan tarik tidak terlalu berpengaruh terhadap waktu temper Kekuatan tarik dan ketangguhan baja komersial tidak terlalu berpengaruh secara signifikan terhadap variasi waktu (1 jam, 2 jam, 3 jam dan 4 jam)

perlakuan panas temper ( 600oC)





Efek perlakuan panas temper terhadap sifat mekanis material (Jurnal SMARTek 2006)

Efek perlakuan panas temper terhadap sifat mekanis material (Jurnal SMARTek 2006)

2. Pengerasan (Hardening)

•Baja dipanaskan Autenitic region kemudian di-Quenching tiba-tiba mengasilkan Martensite dengan struktur sangat kuat dan brittle.
•Quenching lambat menimbulkan Austenite and Pearlite terbentuk yang sebagian keras dan sebagian lunak. Cooling rate lambat membentuk Pearlite yang lunak (soft).

Kemampu Kerasan (Hardenability):
Adalah kemampuan bahan untuk dikeraskan.

Baja bertransformasi cepat dari austenit membentuk ferit dan karbida dengan kemampu kerasan rendah, martensit tidak terbentuk (krn transformasi suhu tinggi). Baja bertransformasi lambat dari austenit membentuk ferit dan karbida yang kemampu kerasan besar

Mikrostruktur

Diagram TT dan CCT

1.Diagram TTT

TTT (Time – Temperature - Transformation).

Diagram ini menghubungkan transformasi austenit terhadap waktu dan temperatur. Nama lain dari diagram ini adalah diagram S atau diagram C

Diagram ini merupakan ringkasan dari beberapa jenis struktur mikro yang diperoleh dari rangkaian percobaan yang dilakukan pada spesimen yang kecil yang dipanaskan pada temperatur austenitisasinya, kemudian diquench pada temperatur tertentu dibawah titik eutektoid A1, untuk jangka waktu yang tertentu pula sampai seluruh austenit bertransformasi

Diagram TT Baja Karbon

Produk yang diperoleh dari transformasi austenit dapat dikelompokkan ke dalam tiga kelompok. Pada rentang temperatur antara A1 sampai kira – kira 550 OC akan terbentuk perlit. Tetapi perlit yang terbentuk sekitar 700 0C akan lebih kasar, sedangkan perlit yang terbentuk pada temperatur 550 0C akan lebih halus. Pada temperatur sekitar 450 0C akan terbentuk upper bainit dan pada temperatur 250 0C yaitu sekitar sedikit di atas ms akan terbentuk lower bainit. Harga kekerasan dari struktur – struktur tersebut Dapat dibaca pada skala yang terdapat disebelah kanan kurva




Pembentukan Martensit sangat berbeda dibandingkan dengan Pembentukan perlit atau bainit. Pembentukan martensit hampir tidak tergantung pada waktu. Sebagai contoh: Martensit mula terbentuk sekitar 200 oC (Ms) dan terus berlanjut sampai temperatur mencapai 29 0C yaitu pada saat Martensit mencapai 100% (Mf).




Diagram CTT untuk Baja Karbon