BAB

PERLAKUAN PANAS BAJA

Sifat mekanis bahan logam yang terbentuk selama proses pembekuan

berlangsung, masih dapat diatur dan diarahkan, macam struktur kristalnya.

Dengan demikian pada dasarnya sifat mekanis yang bagaimana kita kehendaki

pada batas-batas tertentu dapat kita atur. Sifat logam yang seperti ini yang

menempatkan logam sebagai material yang sangat terkemuka dibandingkan

dengan bahan-bahan lainnya. Walaupun mekanis terdapat bahan-bahan lain

yang memiliki sifat-sifat mekanis tertentu yang lebih baik daripada logam, tetap

saja Iogam akan merupakan bahan yang sulit untuk disubstitusi secara

menyeluruh. Bangun kristal logam yang dapat dihasilkan komposisi struktur yang

bervariasi, baik dari segi macamnya maupun dari segi kadarnya, menjadikan

logam sebagai bahan yang mudah diatur.

Gambar. 7.1

Gambar ilustrasi terjadinya transformasi Austenit ke Perlit. Terjadi perubahan inti

pada batas butiran dan difusi berlangsung secara mekanisme. Terlihat Lameral

Cementit ( Fe3 C ).

Bagan Heat Treatment

Dengan metoda heat treatment seperti tersebut di atas, maka sifat mekanis

bahan dapat diarahkan, yaitu dengan merubah struktur mikro, akibat perlakuan

panas ini, bangun kristal berubah demikian pula komposisi struktur berubah pula.

Dengan melakukan heat treatment terhadap logam akan diperoleh beberapa

keuntungan tertentu tergantung tipe heat treatment yang mana dilaksanakan,

diantaranya perbaikan yang dapat dicapai adalah :

1. Menghilangkan atau menurunkan derajat kerapuhan

2. Logam bebas dari tegangan dalam

3. Logam bersifat lebih lunak dan kemudian dapat diproses lebih lanjut

4. Setelah melalui perlakuan secara kimia, logam dapat memiliki lapisan

yang lebih keras

Dengan perbaikan-perbaikan seperti di atas, bahan dasar logam tidak lagi

seutuhnya menentukan secara 100% sifat akhir 7ogam. Bahan dasar (Basic

Materials) menurut penelitian hanya berpengaruh 60% saja. Dengan

mempergunakan dam berdasarkan prinsip diagram CCT (Continuous Cooling

Temperature) dan dengan memperhatikan komposisi kimia bahan dasarnya,

maka tindakan perlakuan panas terhadap suatu benda/komponen untuk maksud

menaikkan sifat mekanisnya pasti dapat tercapai. Hasil dari perlakuan panas

dengan nyata akan terlihat setelah dilakukan pengujian mikrostruktur. Setelah

pembentukan benda melalui proses permesinan, perlakuan yang sering

dilakukan adalah perubahan struktur : FERRIT dan CEMENTIT. Proses

perlakuan panas yang dapat terjadi seperti pada bagan di bawah ini :

Gambar 7.2

Keterangan :

1. Pendinginan CEPAT

2. Pendinginan SEDANG

3. Pendinginan LAMBAT

4. Pendinginan SANGAT LAMBAT

Bagan diatas memberikan pandangan jelas, bagaimana finishing dari segi sifat

mekanis bahan dapat dilaksanakan. Yang paling utama harus diperhatikan

adalah tingginya suhu pemanasan dan penahan selang waktu yang tepat.

Beberapa Contoh

1. Austenisasi.

Peristiva pemanasan baja karbon (Bj K) hingga temperatur di atas suhu

AC3, sehingga diperoleh struktur dasar Austenit stabil dan merata di seluruh

penampang. Setelah struktur ini di capai, maka dilakukan pendinginan

dengan kecepatan tertentu yang harus dipertahankan dengan seksama,

perhatikan Gambar. 7.3. berikut ini :

Gambar. 7.3. Proses Austenisasi Baja Karbon.

Proses

1. 0 – 1 ............................ α + Pt.

2. 1 – 2 ............................ Pt ....... δ dengan reaksi eutektoid ( α + Fe3C ....... δ ).

3. 2 – 3 ............................ α → δ.

4. 3 – 4 ............................ Pemanasan δ.

5. 4 – 5 ............................ Struktur δ.

6. 5 – 6 ............................ Pendinginan δ.

7. 6 – 7 ............................ δ → α ( struktur α + δ ).

8. 7 – 8 ............................ Pembentukan Pt.

struktur δ → α + Fe3C.

9. 8 – 9 ............................ Pendinginan α + Pt.

struktur α + Pt.

Demikianlah proses Austenisasi yang berlangsung, tahap demi tahap. Proses di

atas masih dapat lebih dilaksanakan secara terperinci dengan beberapa

peristiwa heat treatment.

2. Full Annealing.

Baja hypoeutektoid dipanasi hingga suhu 30˚ – 50˚ C di atas temperatur

kritis dan dengan temperatur ini dipertahankan beberapa waktu dan

kemudian didinginkan dengan kecepatan pendinginan antara temperatur 500˚

C dengan 600˚ C untuk penurunan suhu (50˚ – 100˚ C)/jam.

Tujuan fuII annealing adalah untuk mencapai :

- Baja lebih lunak.

- Mengurangi tegangan dalam.

3. Spheroidizing Annealing.

Pemanasan Baja Hypereutektoid dengan waktu pemanasan yang

berlangsung lama hingga mencapai suhu di atas temperatur kritis AC1, sekitar

suhu 770˚ C. Dengan suhu dipertahankan dan pelan-pelan diturunkan

dengan kecepatan penurunan (25˚ – 30˚) C/jam sampai suhu 600˚ C. Dengan

peristiwa ini akan di peroleh struktur perlit yang lamelar menjadi bentuk

globular.

4. Hardening.

Baja Hypereutektoid dengan struktur Ferrit & Perlit atau Baja

Hypereutektoid dengan struktur Perlit & Cementit diubah agar berstruktur

Austenit. Prosesnya dengan cara pemanasan dan mempertahankan

beberapa saat. Selama mempertahankan beberapa saat. Selama

mempertahankan suhu itu maka Ferrit akan berkesempatan untuk masuk ke

dalam butir-butir Austenit, sehingga diperoleh struktur Martensit apabila

dilakukan pendinginan dengan cepat, seperti kita ketahui struktur Hartensit

keras sekali.

Pemanasan dilaksanakan sebagai berikut :

- BJ. Hypereutektoid. 30˚ – 50˚ C di atas suhu Ac1.

- BJ. Hypereutektoid. 30˚ – 50˚ C di atas suhu Ac3.

Kecepatan pendinginan yang penting itu diatur sebagai berikut :

- Media Pendingin Oli

Suhu antara 550˚ – 650˚ C dengan kecepatan pendinginan

100˚ C – 150˚ C / detik.

Suhu antara 200˚ – 300˚ C dengan kecepatan pendinginan

20˚ C – 50˚ C / detik.

- Media Pendingin Air (18˚ C)

Suhu antara 550˚ – 650˚ C dengan kecepatan pendinginan

600˚ C / detik.

Suhu antara 200˚ – 300˚ C dengan kecepatan pendinginan

270˚ C / detik.

setelah Hardening berlangsung akan diperoleh logam dengan sifat-sifat

sebagai berikut :

- Menjadi keras.

- Mengandung sisa-sisa tegangan dalam.

- Struktur tidak stabil.

5. Tempering.

Tempering disebut pula dengan istilah populer "pemudaan". peristiwa

penyepuhan mengakibatkan logam memiliki sifat-sifat yang kurang

menguntungkan, seperti sifat keras dan rapuh. Perubahan fisik ini harus

ditanggulangi, yaitu dengan cara pemudaan ini, sehingga sifat rapuh menjadi

kenyal dan struktur martensit yang keras dijadikan Sorbit.

Jadi tujuan Tempering adalah :

- Membuat baja lebih kenyal.

- Menghilangkan tegangan-tegangan dalam.

Tahapan Tempering yang utama adalah :

1. Pada 100˚ C, martetragonal .... mar. kubus.

2. Sampai 200˚ C, terjadi pembebasan dari sebagian atom C. pada saat

ini terjadi peralihan yang kaya C tanpa Fe3C.

3. Pada suhu 240˚ C terjadi transformasi sisa ke martensit.

4. Pada suhu 300˚ C, terjadi transformasi Fe3C terjadi Fe3C dan martensit

ke Sorbit.

5. Mulai pada suhu 300˚ C terjadi struktur Sorbit baru dan mulai pada

saat ini tempering berlangsung.

Demikian secara singkat keterangan utama yang perlu mendapat perhatian

dalam masalah Heat Treatment logam.