BAB 2 perlakuan panas

8/16/2019 BAB 2 perlakuan panas

http://slidepdf.com/reader/full/bab-2-perlakuan-panas 1/12

BAB II

PERLAKUAN PANAS

2.1. Tujuan1. Mengetahui macam-macam proses perlakuan panas .

2. Mengetahui tahapan proses perlakuan panas khusus nya hardening .

3. Mengetahui tempertur ,waktu penahanan (holding time) dan media

quenching yang tepat untuk memperoleh kekerasan optimal sesuai dengan

jenis baja .

2.2. Teori Dasar

A. Pengertian Heat Treatment

Heat Treatment ( perlakuan panas ) 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.

Siat-siat logam yang terutama siat mekanik yang sangat

dipengaruhi oleh struktur mikro logam disamping posisi kimianya,

contohnya suatu logam atau paduan akan mempunyai siat mekanis yang

berbeda-beda struktur mikronya diubah. !engan adanya pemanasan atau

pendinginan dengan kecepatan tertentu maka bahan-bahan logam dan

paduan memperlihatkan perubahan strukturnya.

Perlakuan panas adalah proses kombinasi antara proses pemanasan

atau pendinginan dari suatu logam atau paduannya dalam keadaan padat

untuk mendapatkan siat-siat tertentu. "ntuk mendapatkan hal ini makakecepatan pendinginan dan batas temperature sangat menetukan.

#. Proses-proses Heat Treatment $

6



#A# %% P&'A"A* PA*AS

Ada beberapa proses-proses pada perlakuan pada Heat Treatment yaitu

sebagai berikut$

+. Quenching ( pengerasan )

Proses quenching atau pengerasan baja adalah suatu proses

pemanasan logam sehingga mencapai batas austenit yang homogen. "ntuk

mendapatkan kehomogenan ini maka austenit 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.%ni mencegah proses suhu rendah, seperti

transformasi fasa, dari terjadi hanya menyediakan jendela sempit waktu

di mana reaksi ini menguntungkan kedua termodinamika dan kinetis

diakses, dapat mengurangi kristalinitas dan dengan demikian

meningkatkan ketangguhan dari kedua paduan dan plastik (dihasilkan

melalui polimerisasi).

Pada waktu pendinginan yang cepat pada ase 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 sementit oleh karena itu terjadi fasa lalu

yang mertensit , imi berupa fasa yang sangat keras dan bergantung pada

keadaan karbon.

2. Anneling

Proses anneling atau melunakkan baja adalah proses pemanasan

baja di atas temperature kritis ( /0 )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.1ujuan proses anneling $

+. Melunakkan material logam

. Menghilangkan tegangan dalam 2 sisa

. Memperbaiki butir-butir logam.

3. ormali!ing

aboratorium ogam 1eknik Metalurgi 1.A . 3+423+ 7




ormali!ing adalah suatu proses pemanasan logam hingga

mencapai fasa austenit yang kemudian diinginkan secara perlahan-lahan

dalam media pendingin udara. 5asil pendingin ini berupa perlit dan ferit

namun hasilnya jauh lebih mulus dari anneling . Prinsip dari proses

normali!ing adalah untuk melunakkan logam. *amun 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.

2.3. Tata Cara Praktikum

aboratorium ogam 1eknik Metalurgi 1.A . 3+423+ 8



Lakukan pengikiran dan Pengampelasan

Siapkan alat dan Bahan

Masukan kedalam tungku Mufe

Uji kekerasan , catat dan Amati

Simpan spesimen kedalam Keranjang

Panaskan spesimen sampai temperatur 8!"# dan h$lding time selama % Menit

dinginan masing &masing spesimen dengan media pendinginan 'ang Ber(eda 'aitu air, $li, uda

Analisa dan Kesimpulan


2.3.1. Skema Proses

6ambar .+. skema proses perlakuan panas

2.3.2.Penjeasan Skema Proses

+. Alat dan bahan disiapkan terlebih dahulu.

aboratorium ogam 1eknik Metalurgi 1.A . 3+423+ )




. Spesimen uji dimasukan kedalam keranjang .

. Spesimen uji yang sudah ada di dalam keranjang dimsukan

kedalam tungku muffle .

7. Setelah dimasukan kedalam tungku muffle "tungku dinyalakan

setelah itu spesimen di panaskan sampai 893:0 dan ditahan

temperaturnya selama 9 menit.

9. Spesimen diangkat dari tungku .

4. Masing ; masing spesimen di lakukan proses pendinginan dengan

media pendinginan yang berbeda-beda , yaitu media air, media

udara (normali!ing ) ,media oli, dan media pendinginan didalam

tungku yang sudah dimatikan (anealing).

. Setelah spesimen dingin angkat spesimen dan bersihkan

8. Spesimen dilakukan pengikiran pada kedua permukaan masing-

masing spesimen dengan menggunakan kikir dan spesimen di jepit

dengan ragum supaya si permukaan rata setelah itu dihaluskan

dengan menggunakan ampelas 43 kemudian 83 mesh .

<. Setelah itu spesimen dilakukan uji kekerasan dengan menggunakan

alat uji kekerasan rock#ell c.

+3. !icatat dan di amati

11. !i analisa dan di simpulkan

2.!.Aat Dan Ba"an

2.!.1. Aat

1. 1ungku muffle + buah

2. Penjepit spesimen + buah

3. Mesin uji kekerasan rock#ell c + buah

!. ikir + buah

#. 'agum + buah

$. Sarung tangan + pasang

%. eranjang tempat spesimen 7 buah

2.!.2. Ba"an

1. Ampelas secukupnya

2. Spesimen uji A%S% +379 7 buah

3. Media pendinginan air, oli , udara

2.#.Pen&um'uan Dan Pen&oa"an Data

2.#.1.Pen&um'uan Data

• =enis tungku $ tungku muffle

• Metode pengujian kekerasan $ $ndentasi

• Alat pengujian kekerasan $ %ock#ell &

aboratorium ogam 1eknik Metalurgi 1.A . 3+423+ *!




• =enis indentor $ kerucut intan

• #eban minor $ +3 kg

• #eban ma'or $ +73 kg

• #eban total $ +93 kg

• >aktu penekanan $+3 detik

• 1emperatur pemanasan $ 893:0

• Holding time $ 9 menit

• =enis material $ A%S% +379

1abel .+.A%S% +379

1abel .. ekerasan Spesimen "ji 1erhadap #erbagai =enis Perlakuan Panas

No

.

S'esimen uji (enis 'erakuan

'anas

Keteran&an )RC )RC

Rata*rata1 2 3

+. & Q&H$* +,$ 3 + +,

9

3,8

. ? Q&H$* A$% 9< 94,9 43,9 98,4

. 6 +%A,$$* 4 9 4 9,4

7. 5 AA,$* <,9 8,9 ++,9 <,8

2.#.2. Pen&oa"an Data

aboratorium ogam 1eknik Metalurgi 1.A . 3+423+ **

=enis

Material

@0 @Mh @Si @Mo @p @S

A%S% +379 3,7-3,79 3,4-3,< 3,+-3, 3,39 3,37 maks 3,39 maks




+ - .!

*!

%!

/!

0!

!6!

7!

8!

)!

*!!

SP+S1M+2 U31

.4#

6ambar ..6raik ekerasan 'ata-'ata

* % /!

*!%!

/!

0!

!

6!

7!

8!

)!

*!!

Series *

SP+S1M+2 U31 5uenching li

.4#

6ambar.. 6raik Perlakuan Panas !engan Media Quenching li

aboratorium ogam 1eknik Metalurgi 1.A . 3+423+ *%




* % /!

*!

%!

/!

0!!

6!

7!

8!

)!

*!!

Series *

SP+S1M+2 U31 5uenching air

.4#

6ambar .7. 6raik Perlakuan Panas Media Air

* % /!

*!

%!

/!

0!

!

6!

7!

8!

)!

*!!

Series *


.4#

6ambar .9. 6raik Perlakuan Panas Media ormali!ing

* % /!

%!

0!

6!

8!

*!!

Series *


.4#

6ambar .4 6raik Perlakuan Panas Media Anealing

1

893:0 +933 detik

aboratorium ogam 1eknik Metalurgi 1.A . 3+423+ */




(t)

Air oli udara anealing

6ambar .. 6raik Holding Time

5'0 rata-rata spesimen uji & quenching oli

E=20+21+21,25

3=20,83 HRC

• 5'0 rata-rata spesimen uji ? quenching air

F =59+56,5+60,65

3=58,67 HRC

• 5'0 rata-rata spesimen uji 6 ormali!ing

G=6+5+6

3=5,67 HRC

• 5'0 rata-rata spesimen uji 5 Anealing

H =9,5+8,5+11,5

3=9,83 HRC

2.$.Anaisa Dan Pem+a"asan

Proses heat treatment harus dilakukan pada kondisi solid dan pada

temperatur austenisasi B(93 sampai dengan +33):0 dan pada daerah

austenit , karena luas daerah austenite adalah paling besar dan batas

kelarutan karbon pada baja adalah paling tinggi.

!ipanaskan 893:0 dan dilakukan holding time selama 9 menit

agar pada pemanasan pada bidang spesimen tersebut rata antara

permukaan dan bagian dalam spesimen tersebut ,agar proses perlakuan

panas menjadi baik dan menghasilkan siat mekanik yang kita inginkan .

aboratorium ogam 1eknik Metalurgi 1.A . 3+423+ *0




Pada pengujian kekerasan rock#ell c permukaan spesimen harus

rata serta bersih dan halus dikarenakan akan mempengaruhi hasil

pengujian rock#ell c tersebut.

setelah fasa tunggal austenit terbentuk adalah pendinginan, dimana

mekanismenya dipengaruhi oleh temperatur, waktu, serta media yang

digunakan. Pada pendinginan secara perlahan-lahan perubahan fasa

berdasarkan mekanisme difusi, dimana kehalusan dan kekasaran struktur

yang dihasilkan tergantung pada kecepatan difusi. #ila pendinginan

dilakukan secara cepat, maka perubahan fasan'a berdasarkan mekanisme

geser menghasilkan struktur mikro dengan siat mekanik yang keras dan

getas. Perubahan struktur mikro selama proses pendinginan dapatmerupakan paduan dari mekanisme difusi dan mekanisme geser.

Pembentukan siat-siat dalam baja tergantung pada kandungan

karbon,temperatur pemanasan, sistem pendinginan, serta bentuk dan

ketebalan bahan.

Pengaruh unsur karbon ekerasan baja ini tergantung dari pada

jumlah karbon yang terkandung didalam baja, dimana makin tinggi

prosentase karbonn'a makin keras baja. #erdasarkan kandungan

karbonnya, baja dapat dikelompokkan menjadi $a.#aja karbon rendah (lo# carbon steel ) yang mengandung karbon

kurang dari3.@

b.#aja karbon sedang (medium carbon steel ) yang mengandung karbon

3.@-3.@

c.#aja karbon tinggi (high carbon steel ) kandungan karbon sekitar 3.@-

+.@.

Pengaruh suhu pemanasann #aja karbon rendah dipanaskan diatas

titik kritis atas (tertinggi). Seluruh unsur karbon masuk ke dalam larutan

padat dan selanjutnya didinginkan. #aja karbon tinggi biasanya

dipanaskan hanya sedikit diatas titik kritis terendah(bawah). !alam hal ini,

terjadi perubahan perlit menjadi austenit . Pendinginan yang dilakukan

pada suhu itu akan membentuk martensit . =uga sewaktu kandungan

karbon diatas 3,8@ tidak terjadi perubahan sementit bebas menjadi

austenit ,karena larutannya telah menjadi keras. Sehingga perlu dilakukan

pemanasan padasuhu tinggi untuk mengubahnya dalam bentuk austenit.

aboratorium ogam 1eknik Metalurgi 1.A . 3+423+ *




amanya pemanasan bergantung atas ketebalan bahan tetapi bahan harus

tidak berukuran panjang karenaakan menghasilkan struktur yang kasar.

Pengaruh pendinginan =ika baja didinginkan dengan kecepatan

minimum yang disebut dengan kecepatan pendinginan kritis maka seluruh

austenit akan berubah ke dalam bentuk martensit . Sehingga akan

dihasilkan kekerasan baja yang maksimum. Adapun kecepatan

pendinginan kritis adalah bergantung pada komposisi kimia

baja.ecepatan pendinginan tergantung pada pendinginan yang digunakan.

"ntuk pendinginan yang cepat digunakan larutan garam atau soda api

yang dimasukkanke dalam air. Sementara itu, untuk pendinginan yang

sangat lambat digunakan embusan udara secara cepat melalui bataslapisannya.

7.Pengaruh bentuk #aja cair bila didinginkan melai membeku pada

titik-titk inti yang cukup banyak. Atom-atom yang tergabung dalam

kelompok di sekitar suatu inti cenderung memiliki letak yang serupa.

"kuran butir tergantung pada beberapa factor anatara lain laju

pendinginan sewaktu pembekuan. #aja dengan butiran yang kasar kurang

tangguh dan kecenderungan untuk distorsi. #esar butir dapat di kendalikan

melalui komposisi pada waktu proses pembuatan , akan setelah baja jadi

dapat dikendalikan melalui perlakuan panas.

4.Pengaruh ketebalan bahan Pengaruh ketebalan bahan terhadap lama

pemanasan atau penahanan padasuhu tertentu adalah semakin tebal bahan

yang akan di heat treatment makasemakin lama waktu penahanan yang

diperlukan.

2.%.Kesim'uan

+. Permukaan spesimen berpengaruh pada uji kekerasan rock#ell c.. tahapan proses hardening yaitu perlakuan panas dengan media

pendinginan quenching air dan oli.

. Pembentukan siat siat dalam baja tergantung pada kandungan

karbon,temperatur pemanasan ,sistem pendinginan , serta bentuk

dan ketebalan benda .

0 1emperatur yang di pakai pada pemanasan spesimen yaitu 893/0

serta waktu penahanan temperatur yaitu 9 menit dan media





quenching yang tepat untuk memperoleh kekerasan optimal sesuai

dengan baja A%S% +379 yaitu quenching air dan oli .


BAB 2 perlakuan panas

Documents

Transcript of BAB 2 perlakuan panas