Resume Heat Treatment

Heat Treatment adalah kombinasi dari operasi pemanasan dan pendinginan dengan kecepatan tertentu yang dilakukan terhadap logam atau paduan dalam keadaan padat, sebagai suatu upaya untuk memperoleh sifat-sifat tertentu. Proses Heat Treatment sendiri adalah salah satu proses untuk mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan spesimen pada elektrik terance ( tungku ) pada temperature rekristalisasi selama periode waktu tertentu kemudian didinginkan pada media pendingin, seperti udara, air, air garam, oli dan solar yang masing-masing mempunyai kerapatan pendinginan yang berbeda-beda, dan bila perlu dilanjutkan dengan pemanasan serta pendinginan ulang.

Sifat-sifat logam yang terutama sifat mekanik yang sangat dipengaruhi oleh struktur mikrologam disamping posisi kimianya, contohnya suatu logam atau paduan akan mempunyai sifat mekanis yang berbeda-beda apabila struktur mikronya diubah. Dengan adanya pemanasan atau pendinginan dengan kecepatan tertentu maka bahan-bahan logam dan paduan memperlihatkan perubahan strukturnya.

Tujuan heat treatment adalah:

Mempersiapkan material untuk pengolahan berikutnya.
Mempermudah proses machining.
Mengurangi kebutuhan daya pembentukan dan kebutuhan energi.
Memperbaiki keuletan dan kekuatan material.
Mengeraskan logam sehingga tahan aus dan kemampuan memotong meningkat.
Menghilangkan tegangan dalam.
Memperbesar atau memperkecil ukuran butiran agar seragam.
Menghasilkan pemukaan yang keras disekeliling inti yang ulet.
Masing-masing proses heat treatment memiliki fungsi yang berbeda-beda dengan menghasilkan sifat-sifat kekerasan yang diinginkan. Proses heat treatment dapat klasifikasi menjadi 2 bagian, yaitu :

Heat treatment untuk memperbaiki sifat keuletan material (Softening) contohnya annealing, dan normalizing.
Heat treatment untuk memperbaiki sifat kekerasan material (Hardening) contohnya karburasi, karbonitiding, nitriding, sianiding, dan quenching.
Softening

Softening adalah proses heat treatment untuk menghasilkan / memperbaiki tingkat keuletan material.



Anneling

Annealing adalah istilah umum yang digunakan untuk menggambarkan proses restorasi (pengembalian sifat-sifat semula) atas paduan coldworked atau yang telah diberi perlakuan panas. Annealing juga berfungsi untuk mengembalikan tekanan residual dalam suatu part manufaktur demi meningkatkan tingkat machinability dan kestabilan dimensional.

Proses anneling atau melunakkan baja dilakukan dengan proses pemanasan baja di atas temperature kritis ( 723 °C )selanjutnya dibiarkan beberapa lama sampai temperature merata disusul dengan pendinginan secara perlahan-lahan sambil dijaga agar temperature bagian luar dan dalam kira-kira sama hingga diperoleh struktur yang diinginkan dengan menggunakan media pendingin udara.

Tujuan proses anneling :

1. Melunakkan material logam

2. Menghilangkan tegangan dalam / sisa

3. Memperbaiki butir-butir logam

Jenis Anneling itu beraneka ragam, tergantung pada jenis atau kondisi benda kerja, temperature pemanasan, lamanya waktu penahanan, laju pendinginan (cooling rate), dll. Sehingga kita akan mengenal dengan apa yang disebut : Annealing, Stress relief Annealing, Process annealing, Spheroidizing, Normalizing dan Homogenizing.

Normalizing

Normalizing merupakan proses pemanasan 100oF diatas temperatur kritis atas sekitar temperatur 1000oF-1250oF. Tujuan proses ini adalah untuk menghasilkan baja yang lebih kuat dan keras diibandingkan dengan baja hasil proses full anneling,jadi aplikasi penerapan dari proses normalizing digunakan sebagai final treatment.

Normalizing pada umumnya menghasilkan struktur yang halus, sehinga baja dengan komposisi kimia yang sama akan memiliki yield strength, UTS, kekerasan, dan impact strength akan lebih tinggi dari pada hasil full annealling. Normalizing dapat juga dilakukan pada benda hasil tempa untuk menghilangkan tegangan dalam dan menghaluskan butiran kristalnya. Sehingga sifat mekanisnya menjadi lebih baik. Normalizing dapat juga menghomogenkan struktur mikro sehingga dapat memberi hasil yang bagus dalam proses hardening, sehingga ummnya sebelum dihardening baja harus di normalizing terlebih dahulu.

Hardening

Pengerasan adalah proses pemanasan baja sampai suhu di daerah atau di atas daerah kritis disusul dengan pendinginan yang cepat. Bila kadar karbon diketahui, suhu pemanasannya dapat dibaca dari diagram fasa Besi-karbida besi. Akan tetapi, bila komposisi baja tidak diketahui, perlu diadakan percobaan untuk mengetahui daerah pemanasannya. Cara yang terbaik adalah memanaskan dan mencelupkan beberapa potong baja berbagai suhu disusul dengan pengujian kekerasan atau pengamatan mikroskopik. Bila suhu yang tepat telah diperoleh akan terjadi perubahan dalam kekerasan dan sifat lainnya.

Surface Hardening (Pengerasan Permukaan)

Pengerasan permukaan memiliki dua cara dalam proses hardening, yaitu dengan penambahan zat (Karburasi, Nitriding, Karbonitriding, Sianiding, Chromizing, Siliconizing, Boronizing) dan tanpa penambahan zat (Flame Hardening , Induction Hardening , Laser and Electron Beam Hardening).

Karburasi

Cara ini sudah lama dikenal oleh orang sejak dulu. Dalam cara ini, besi dipanaskan di atas suhu dalam lingkungan yang mengandung karbon, baik dalam bentuk padat, cair ataupun gas. Beberapa bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padat, kaburasi cair dan karburasi gas.

Karbonitiding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dan terjadi penyerapan karbon dan nitrogen. Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan lapisan luar meningkat bila ditambahkan nitrogen sehingga dapat dimanfaatkan baja yang relative murah ketebalan lapisan yang tahan antara 0,80 sampai 0,75 mm.

Sianiding

Adalah proses dimana terjadi absobsi karbon dan nitrogen untuk memperoleh specimen yang keras pada baja karbon rendah yang sulit dikeraskan.

Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai ± 510°c dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu.

Quenching

Quenching merupakan salah satu teknik perlakuan panas yang diawali dengan proses pemanasan sampai temperatur austenit (austenisasi) diikuti pendinginan secara cepat, sehingga fasa austenit langsung bertransformasi secara parsial membentuk struktur martensit. Austenisasi dimulai pada temperatur minimum ± 50°C di atas Ac3,yang merupakan temperatur aktual transformasi fasa ferit, perlit, dan sementit menjadi austenit. Temperatur pemanasan hingga fasa austenit untuk proses quenching disebut juga sebagai temperatur pengerasan (hardening temperatur). Dan setelah mencapai temperatur pengerasan, dilakukan penahanan selama beberapa menit untuk menghomogenisasikan energi panas yang diserap selama pemanasan, kemudian didinginkan secara cepat dalam media pendingin.

Tujuan utama quenching adalah menghasilkan baja dengan sifat kekerasan tinggi. Sekaligus terakumulasi dengan kekuatan tarik dan kekuatan luluh, melalui transformasi austenit ke martensit. Proses quenching akan optimal jika selama proses transformasi, struktur austenit dapat dikonversi secara keseluruhan membentuk struktur martensit.

Hal-hal penting untuk menjamin keberhasilan quenching dan menunjang terbentuknya martensit khususnya, adalah : temperatur pengerasan, waktu tahan, laju pemanasan, metode pendinginan, media pendingin dan hardenability.

Anda baru saja membaca artikel yang berkategori ARTIKEL TEKNIK MESIN dengan judul Resume Heat Treatment. Anda bisa bookmark halaman ini dengan URL https://fraisengine.blogspot.com/2012/12/resume-heat-treatment.html. Terima kasih!

Ditulis oleh: Unknown - Wednesday, December 12, 2012