Post on 02-Dec-2015
description
MAKALAH “DIAGRAM CONTINOUS COOLING TRANSFORMATION(CCT)” DAN
“DIAGRAM TIME-TRANSFORMATION-TEMPERATUR(TTT)”
Disusun Oleh:
Juli Susanto (421204195)
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
2015
2
A. Pengertian Diagram Continuous Cooling Transformation, CCT Diagram
Diagram Continuous Cooling Transformation, atau biasa disebut CCT
Diagram, merupakan diagram yang menggambarkan hubungan antara laju
pendinginan kontinyu dengan fasa atau struktur yang terbentuk setelah terjadinya
transformasi fasa.
Gambar 1 menunjukkan diagram CCT untuk baja secara skematika.
Terlihat bahwa Kurva-Kurva pendinginan kontinyu dengan laju pendinginan yang
berbeda akan menghasilkan fasa atau struktur baja yang berbeda. Setiap kurva
pendinginan yaitu kurva (a), (b), dan (c) memperlihatkan permulaan dan akhir
dari dekomposisi austenite menjadi fasa atau struktur baja akhir.
Gambar 1. Diagram Continuous Cooling Transformation, CCT Diagram
Sebagai ilustrasi, baja mengandung 0,2 persen karbon yang telah
diaustenisasi pada temperatur 920 celcius, kemudian didinginkan dengan laju
yang berbeda sampai temperature 200 dan 250 celcius.
Kurva pendinginan (a) menunjukkan pendinginan secara kontinyu yang
sangat cepat dari temperature austenite sekitar 920 celcius ke temperature 200
celcius. Laju pendinginan cepat ini menghasilkan dekomposisi fasa austenite
menjadi martensit. Fasa Austenite akan mulai terdekomposisi menjadi martensit
3
pada Temperature Ms, martensite start. Sedangkan akhir pembentukan martensit
akan berakhir ketika pendinginan mencapai temperature Mf, martensite finish.
Kurva pendinginan (b) menunjukkan pendinginan kontinyu dengan laju
sedang/medium dari temperature 920 celcius ke 250 celcius. Dengan laju
pendinginan kontinyu ini fasa austenite terdekomposisi menjadi struktur bainit.
Kurva pendinginan (c) menunjukkan pendinginan kontinyu dengan laju
pendinginan lambat dari temparatur 920 celcius ke 250 celcius. Pendinginan
lambat ini menyebabkan fasa austenite terdekomposisi manjadi fasa ferit dan
perlit.
Secara mikroskopik, pengaruh perbedaan laju pendinginan untuk kurva
(a), (b), dan (c) terhadap fasa atau struktur baja akhir dapat dilihat pada Gambar 2
di bawah.
Gambar 2. Struktur Mikro Pada Laju Pendinginan Berbeda
4
B. Pengertian Diagram Time-Transformation-Temperature, TTT Diagram
Salah satu cara untuk memperbaiki sifat – sifat logam adalah dengan
melakukan heat treatment ( perlakuan panas ). Perlakuan panas bisa memperbaiki
struktur mikro logam sehingga turut pula memperbaiki sifat – sifat logam tersebut.
Struktur tersebut dapat diperkirakan dengan cara menerapkan proses perlakuan
panas yang spesifik. Struktur yang diperoleh merupakan hasil dari proses
transformasi dari kondisi sebelumnya (awal). Beberapa proses transformasi dapat
dibaca melalui diagram fasa. Untuk setiap kondisi transformasi lebih baik
menggunakan diagram TTT (Time-Temperature-Transformation). Diagram ini
menghubungkan transformasi austenit terhadap waktu dan temperatur. Nama lain
dari diagram ini adalah diagram S atau diagram C. Melalui diagram ini, dapat
dipelajari kelakuan baja pada setiap tahap perlakuan panas. Diagram ini dapat
juga digunakan untuk memperkirakan struktur dan sifat mekanik dari baja yang
diquench (disepuh) dari temperatur austenitisasinya ke suatu temperatur dibawah
A1 (temperature kritis ).
Pengaruh laju pendinginan pada transformasi austenit, dapat diuraikan
melalui penggunaan diagram TTT untuk jenis baja tertentu. Sebagai contoh,
Gambar 1.15 menggambarkan diagram TTT untuk baja dengan kadar karbon 1%.
Pada diagram ini, sumbu tegak menyatakan temperatur sedangkan sumbu
mendatar menyatakan waktu yang diplot dalam skala logaritmik. Diagram ini
merupakan ringkasan dari beberapa jenis struktur mikro yang diperoleh dari
rangkaian percobaan yang dilakukan pada spesimen yang kecil yang dipanaskan
pada temperatur austenisasinya, kemudian diquench pada temperature tertentu
di bawah titik eutectoid A1 untuk jangka waktu yang tertentu pula sampai
seluruh austenit bertransformasi. Proses transformasi dari austenit pada baja
yang bersangkutan diamati dan dipelajari dengan menggunakan mikroskop.
5
Cara untuk memperoleh kurva transformasi isothermal ( diagram TTT )
Permulaan transformasi austenit ( Titik A )
Transformasi terlaksana 25% (Titik B)
Transformasi terlaksana 75% ( Titik D )
6
Diagram TTT untuk dekomposisi austenit ( SAE 1080 )
Suhu transformasi martensit ( baja karbon ).
Transformasi mula-mula terjadi pada Ms dan hampir sempurna pada Mf.
Antara Ms dan Mf terdapat austenit sisa.
7
Harga kekerasan dari struktur-struktur tersebut diatas dapat dibaca pada skala yang terdapat di sebelah kanan kurva
8
Struktur yang akan ada pada suatu baja adalah : ferit, sementit, perlit, bainit,
martensit, dan karbida lainnya
9
BAINIT
Penemunya E.C Bainit. Kekerasannya 45 – 55 HRC. Bainite adalah suatu
campuran non-lamellar dari ferrite dan cementite yang terbentuk pada
dekomposisi austenite melalui reaksi eutectoid. Berbeda dengan pearlite yang
terbentuk pada laju transformasi atau pendinginan sedang strukturnya adalah
acicular, terdiri atas ferrite lewat jenuh dengan partikel-partikel carbide terdispersi
secara diskontinu. Dispersi dari bainite tergantung pada temperatur
pembentukannya
MARTENSIT
10
Penemunya A. Martens. Sifatnya sangat keras dan diperoleh jika baja dari
temperatur austenitisasinya didinginkan dengan laju pendinginan yang lebih
besar dari laju pendinginan kritiknya.
Martensite adalah mikro konstituen yang terbentuk tanpa melalui proses
difusi. Konstituen ini terbentuk saat austenite didinginkan secara sangat cepat,
misalnya melalui proses quenching pada medium air. Transformasi berlangsung
pada kecepatan sangat cepat, mendekati orde kecepatan suara, sehingga tidak
memungkinkan terjadi proses difusi karbon. Transformasi martensite
diklasifikasikan sebagai proses transformasi tanpa difusi yang tidak tergantung
waktu (diffusionless time-independent transformation). Martensite yang
terbentuk berbentuk seperti jarum yang bersifat sangat keras (hard) dan getas
(brittle). Fase martensite adalah fase metastabil yang akan membentuk fase yang
lebih stabil apabila diberikan perlakuan panas. Martensite yang keras dan getas
diduga terjadi karena proses transformasi secara mekanik (geser) akibat adanya
atom karbon yang terperangkap pada struktur kristal pada saat terjadi
transformasi polimorf dari FCC ke BCC. Hal ini dapat dipahami dengan
membandingkan batas kelarutan atom karbon di dalam FCC dan BCC serta ruang
interstisi maksimum pada kedua struktur kristal tersebut.