RANGKUMAN MODUL D HARDENABILITY DAN PERCOBAAN JOMINY

Salah satu sifat mekanik material yang paling sering digunakan dalam dunia industri adalah kekerasan (hardness). Sifat kekerasan sangat sering dipakai dalam dunia industri karena material dapat dibandingkan dengan mudah dengan melihat nilai kekerasannya, nilai kekerasan juga dapat dikonversikan menjadi nilai kekuatan. Intinya, nilai kekerasan dapat menggambarkan kekuatan material.

Dalam kondisi tertentu, baja perlu ditingkatkan nilai kekerasannya, untuk memenuhi performa tertentu dalam dunia industri. Cara meningkatkan kekerasan baja adalah dengan memanaskan baja tersebut sampai temperatur austenisasi kemudian didinginkan dengan cepat (quench). Cara ini disebut dengan metode heat treatment. Dalam proses heat treatment ini, faktor-faktor yang berperan antara lain komposisi kimia, kecepatan pendinginan, medium pendinginan, serta cara mendinginkan.

Beberapa konsep yang digunakan dalam heat treatment untuk mengeraskan baja ini adalah isothermal transformation. Temperatur berperan penting dalam menentukan rate of the austenite-to-pearlite transformation. Semakin tinggi temperatur pemanasannya, maka semakin lambat transformasi yang berlangsung (transformation rate nya semakin rendah). Selain transformasi austenite-perlite, ada transformasi austenite-bainite. Mikrostruktur bainite terdiri dari fasa ferrite dan cementite, dan proses difusi terlibat dalam formasi ini. Transformasi austenite-bainite juga dipengaruhi oleh temperatur.

Bila sebuah baja baik pearlitic maupun bainitic dipanaskan sampai dan dibiarkan pada temperatur di bawah eutectoid dalam jangka waktu yang cukup lama, misalnya pada 700oC selama 18-24 jam, akan terbentuk struktur mikro lainnya yang disebut spherodite. Fasa/mikrostruktur lainnya adalah martensite, yang terbentuk saat baja austenite didinginkan secara cepat (quench) ke temperatur yang cukup rendah. Transformasi austenite-martensite tidak melibatkan difusi dan terjadinya secara instan (instaneous).

Perbandingan kekerasan fasa-fasa pearlite, sphereodite, bainite, dan martensite: cementite jauh lebih keras tapi lebih getas dari ferrite. Fine pearlite lebih keras dan lebih kuat dari coarse pearlite, namun coarse pearlite lebih ulet dari fine pearlite. Sphereodite adalah fasa baja yang paling lunak (tidak keras) dan paling lemah dari fasa-fasa baja lainnya, namun sphereodite adalah fasa baja yang paling ulet. Bainite lebih kuat dan lebih keras dari pearlite. Martensite adalah fasa baja yang paling kuat dan paling keras dari fasa-fasa baja lainnya, namun paling getas.

Untuk dapat mengetahui sifat mampu keras (hardenability) suatu material dengan proses heat treatment, digunakan metode antara lain metode bola baja (Krauss-Baine) dan metode Jomminy. Pada metode bola baja, beberapa bola baja dipanaskan kemudian didinginkan. Sifat mampu keras dilihat dari prosentase martensite yang terbentuk dan diukur dari diameter bola baja. Pada percobaan Jomminy, metode untuk mengetahui sifat mampu keras suatu logam lebih mudah dan sederhana. Pada metode Jomminy, digunakan spesimen berbentuk silinder yang dipanaskan pada temperatur austenisasinya, kemudian didinginkan pada salah satu ujungnya dengan cara disemprot dengan air. Untuk mengetahui sifat mampu keras yang baik, diukur kekerasan dari jarak terdekat dari penyemprotan air hingga ke ujung satunya lagi.

Bahan Bacaan:

Modul Praktikum Labtek 2 Callister, William D. Materials Science And Engineering An Introduction,

edisi ke-8, John Willey & Son Inc. Halaman 356-374.