MATERIAL TEKNIK heat Treatment ( perlakuan panas )

material teknik
heat Treatment ( perlakuan panas ) adalah salah satu proses untuk mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan specimen pada elektrik terance ( tungku ) pada temperature rekristalisasi selama periode waktu tertentu kemudian didinginkan pada media pendingin seperti udara, air, air faram, oli dan solar yang masing-masing mempunyai kerapatan pendinginan yang berbeda-beda.
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 struktur mikronya diubah. Dengan adanya pemanasan atau pendinginan degnan kecepatan tertentu maka bahan-bahan logam dan paduan memperlihatkan perubahan strukturnya.
Perlakuan panas adalah proses kombinasi antara proses pemanasan aatu pendinginan dari suatu logam atau paduannya dalam keadaan padat untuk mendaratkan sifat-sifat tertentu. Untuk mendapatkan hal ini maka kecepatan pendinginan dan batas temperature sangat menetukan.

Jenis-jenis Heat Treatment

a. Quenching ( pengerasan )
Proses quenching atau pengerasan baja adalah suatu proses pemanasan logam sehingga mencapai batas austenit yang homogen. Untuk mendapatkan kehomogenan ini maka audtenit perlu waktu pemanasan yang cukup. Selanjutnya secara cepat baja tersebut dicelupkan ke dalam media pendingin, tergantung pada kecepatan pendingin yang kita inginkan untuk mencapai kekerasan baja.
Pada waktu pendinginan yang cepat pada fase austenit tidak sempat berubah menjadi ferit atau perlit karena tidak ada kesempatan bagi atom-atom karbon yang telah larut dalam austenit untuk mengadakan pergerakan difusi dan bentuk sementitoleh karena itu terjadi fase lalu yang mertensit, imi berupa fase yang sangat keras dan bergantung pada keadaan karbon.


b. Anneling
Proses anneling atau melunakkan baja adalah prose pemanasan baja di atas temperature kritis ( 723 °C )selanjutnya dibiarkan bebrapa lama sampai temperature merata disusul dengan pendinginan secara perlahan-lahan sambil dijaga agar temperature bagian luar dan dalam kira-kira samahingga 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.


c. Normalizing
Normalizing adalah suatu proses pemanasan logam hingga mencapai fase austenit yang kemudian diinginkan secara perlahan-lahan dalam media pendingin udara. Hasil pendingin ini berupa perlit dan ferit namunhasilnya jauh lebih mulus dari anneling. Prinsip dari proses normalizing adalah untuk melunakkan logam. Namun pada baja karbon tinggi atau baja paduan tertentu dengan proses ini belum tentu memperoleh baja yang lunak. Mungkin berupa pengerasan dan ini tergantung dari kadar karbon.


d. Tempering
Proses tempering adalah pemanasan baja sampai temperature sedikit di bawah temperature kritis, kemudian didiamkan dalam tungku dan suhunya dipertahankan sampai merata selama 15 menit. Selanjutnya didinginkan dalam media pendingin. Jika kekerasan turun, maka kekuatan tarik turun pula. Dalamhal ini keuletan dan ketangguhan baja akan meningkat. Meskipun proses ini akan menghasilkan baja yang lebih lemah. Proses ini berbeda dengan anneling karena dengan proses ini belum tentu memperoleh baja yang lunak, mungkin berupa pengerasan dan ini tergantung oleh kadar karbon.


Jenis-jenis pengerasan permukaan
1. karburasi
Cara ini sudah lama dikenaloleh orang sejak dulu. Dalam cara ini, besi dipanaskan      di atas suhu dalam lingkungan yang mengandung karbon, baik dalan bentuk padat,    cair ataupun gas. Beberapa bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padat, kaburasi cair dan karburasi gas.

2. 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 diamfaatkan baja yang relative murah ketebalan lapisan yang tahan antara 0,80 sampai 0,75 mm.

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

4.    Nitriding adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai ± 510°c dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu.
Pengelompokan dan Standarisasi Baja
Pengelompokan Baja
1)                        Baja Karbon
2)                        Baja karbon adalah paduan besi karbon di mana unsure karbon sangat menentukan sifat-sifatnya, sedang unsur-unsur paduan lainnya yang biasa terkandung di dalamnya terjadi karena proses pembuatannya. Sifat baja karbon biasa ditentukan oleh persentase karbon dan mikrostruktur.


Baja paduan adalah baja yang mengandung sebuah unsur lain atau lebih dengan kadar yang berlebih daripada karbon biasanya dalam baja karbon.
Menurut kadar unsur paduan, baja paduan dapat dibagi ke dalam dua golongan yaitu baja paduan rendah dan baja paduan tinggi. Baja rendah unsur paduannya di bawah 10% sedangkan baja paduan tinggi di atas 10%.
3)            Baja Khusus


Baja khusus mempunyai unsur-unsur paduan yang tinggi karena pemakaian-pemakaian yang khusus. Baja khusus yaitu baja than karat, baja tahan panas, baja perkakas, baja listrik.Unsur utama dari baja tahan karat adalah Khrom sebagai unsure terpenting untuk memperoleh sifat tahan terhadap korosi. Baja tahan karat ada tiga macam menurut strukturnya yaitu baja tahan karat feritis, baja tahan karat martensitas dan austenitis.Baja tahan panas, tahan terhadap korosi. Baja ini harus tahan korosi pada suhu lingkungan lebih tinggi atau oksidasi.Baja perkakas adalah baja yang dibuat tidak berukuran besar tetapi memegang peranan dalam industri-industri. Unsure-unsur paduan dalam karbitnya diperlukan untuk memperoleh sifat-sifat tersebut dan kuat pada temperature tinggi.Baja listrik banyak dipakai dalam bidang elektronika.


Standarisasi Baja
1)            Amerika Serikat
a)      ASTM ( American Society for Testing Materials )
o   Strogen Steel (H3 9M-94)
o   High Strength Low alloy Structure Steel (H2 42M-93a)
o   Low and Intermediate tensile Strength carbon silicon, steel plate for machine pane and general construction (A 284M-38)
o   High Steel Strength. Quenhead and Temporal alloy steel plate euatable for andirum (A 514-94m)
o   Structural Steel mide 290 MPa minimum Yield point (BMM) maximum
o   High Strongth Low alloy alambium vanadium steel of structural quality (43,72m-94a)
o   Structural carbon steel plate of improved longers (AS 37M-93a)
o   High Strength Low alloy Structural Steel 345 MPa minimum yield point 100 mm thickness (AS 88M-94a)
o   Normalized high Strength Low alloy Structural Steel (A633-94a)
o   Low carbonate hardening, nikel copped evanium monodin, corombium and nikel copper columbion allow steel (A710M-94)
o   Hot road stuktural steel high Strength Low alloy plate with improved in ability (A 610 M-93a)
o   Quenhead and tempered carbon steel plates for structural aniration (A 678-94a)


b)      AISI (Americal Iron and Steel Institute) and SAE (Society of Automotive Engineers)
Baja menurut standarisasi AISI dan SAE merupakan spesifikasi dengan loxx digunakan untuk paduan yang sangat minimal. Contoh baja AISI, SAE 1445, ini berarti kandungan karbonnya adalah 0,4% dengan paduan uranium (0,4%-1,4%)
c)      Menurut UNS (United Numbering System)
Baja menurut standar UNS hampir sama dengan standar AISI dan SAE, hanya saja menggunakan huruf di depan ditambah lima digit untuk jenis tambahan lainnya misalnya baja AISI,SAE A 0,70% UNS menjadi G41070 di mana awalnya G untuk baja karbon paduan rendah.
2)      Jepang (JIS = Japan Industrial Standar)
o   Rolled Steel for general structural (G 3101-87)
o   Rolled Steel for walled structural (G 3106-92)
o   Hot Rolled Atmosphetle corrosion resisting steel (G 3128-87)
o   Hot Yield Strength Steel plate for walled structural (G 3128-87)
o   Superior atmosphere corrosion resistant steel (G 3215-87)
3)       Standarisasi Jerman (DIN = Deutsche Industrie Norm.)
o   Steel for general structural purposes (17100-80)
o   Waldable tine astin steel (17102-83)
4)       Standarisasi Perancis (NF)
o   Structural Steel (A 35-501-87)
o   Structural Steel Imprived atmosphere votection vistance (H 35-502-DA)


Pada proses pembuatannya, komposisi kimia yang dibutuhkan diperoleh ketika baja dalam bentuk fasa cair pada suhu yang tinggi.
Pada saat proses pendinginan dari suhu lelehnya, baja mulai berubah menjadi fasa padat pada suhu 13500, pada fasa ini lah berlangsung perubahan struktur mikro. Perubahan struktur mikro dapat juga dilakukan dengan jalan heat treatment.


Bila proses pendinginan dilakukan secara perlahan, maka akan dapat dicapai tiap jenis struktur mikro yang seimbang sesuai dengan komposisi kimia dan suhu baja. Perubahan struktur mikro pada berbagai suhu dan kadar karbon dapat dilihat pada Diagram Fase Keseimbangan (Equilibrium Phase Diagram).

0 comments: