MATERIAL TEKNIK MAMPU KERAS HARDENING

•Hardening atau pengerasan dan disebut juga penyepuhan merupakan salah satu proses perlakuan panas yang sangat penting dalam produksi komponen-komponen mesin. Untuk mendapatkan struktur baja yang halus, keuletan, kekerasan yang diinginkan

pengerasan baja membutuhkan perubahan struktur kristal dari body-centered cubic (BCC) pada suhu ruangan ke struktur kristal face-centered cubic (FCC). Dari diagram keseimbangan besi karbon dapat diketahui besarnya suhu pemanasan logam yang mengandung karbon untuk mendapatkan struktur FCC. Logam tersebut harus dipanaskan dengan sempurna sampai daerah austenit. 

Pengerasan meliputi pekerjaan pendinginan yang menyebabkan karbon terbentuk dalam struktur kristal. Pendinginan dilakukan dengan mengeluarkan dengan cepat logam dari dapur pemanas (setelah direndam selama waktu yang cukup untuk mendapatkan temperatur yang dibutuhkan) dan mencelupkan kedalam media pendingin air atau oli. 

•pengerasan baja membutuhkan perubahan struktur kristal dari body-centered cubic (BCC) pada suhu ruangan ke struktur kristal face-centered cubic (FCC). 

•Pendinginan dilakukan dengan mengeluarkan dengan cepat logam dari dapur pemanas (setelah direndam selama waktu yang cukup untuk mendapatkan temperatur yang dibutuhkan) dan mencelupkan kedalam media pendingin air atau oli.


Baja dipanaskan Autenitic region kemudian di-Quenching tiba-tiba sehingga Martensite terbentuk 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).

Alat Jominy Test Dalam Proses Pencelupan Cepat

Mikrostruktur

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

HARDENABILITY

•Mampu keras semata-mata tergantung pada prosentase unsur-unsur paduan, besar butir austenit, temperatur austenisasi, lama pemanasan dan strukturmikro baja tersebut sebelum dikeraskan
•Perlu dibedakan antara pengertian kekerasan dan kemampukerasan (hardenability). Kekerasan adalah ukuran dari pada daya tahan terhadap deformasi plastik. Sedangkan kemampu kerasan adalah kemampuan bahan untuk dikeraskan

Hubungan antara kekerasan dengan meningkatnya kadar karbon dalam baja menunjukkan bahwa kekerasan maksimum hanya dapat dicapai bila terbentuk martensit 100 %. Baja yang dengan cepat bertransformasi dari austenit menjadi ferit dan karbida mempunyai kemampukerasan yang rendah, karena dengan terjadinya teransformasi pada suhu tinggi, martensit tidak terbentuk.

•Sebaliknya baja dengan transformasi yang lambat dari austenit ke ferit dan karbida mempunyai kemampukerasan yang lebih keras. Kekerasan mendekati maksimum dapat dicapai pada baja dengan mampukerasan yang tinggi, dengan pencelupan sedang dan di bagian tengah baja dapat dicapai kekerasan yang tinggi meskipun laju pendinginan lebih lambat.
•Mampu keras suatu baja dapat ditingkatkan dengan menambah unsur-unsur paduan

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 TTT

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 UNTUK 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). 

Mikrostruktur Ferrite: besi murni dan baja karbon rendah (X100) ,

Pearlite(perlit), Baja Karbon 0.8% Yang Dipanaskan Memiliki 100% Perlit (X1330)

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)