1

• Mempersiapkan material logam sebagai produk setengah jadi agar layak diproses lanjut.

• Meningkatkan umur pakai material logam sebagai produk jadi.

MENGAPA PERLU MELAKUKAN MENGAPA PERLU MELAKUKAN PERLAKUAN PANAS ?PERLAKUAN PANAS ?

ILMU MATERIAL

Dalam Ilmu bahan diamati hubungan antara :

Proses

Struktur

Sifat

Kinerja

Dari material. Dengan Ilmu material dapat dipilih material dan proses yang tepat untuk mendapat struktur dan sifat material yang dibutuhkan ,sehingga kinerjanya dalam aplikasinya baik

Kontribusi Pengetahuan Bahan

• Pemilihan Material Yang Tepat • Inovasi Material/ Produk• Intake Manifold Innova (dari Al Casting Ke

Nylon 66/ polimer)• Contoh Inlet Pipe dari Al Casting Ke Polimer

Efisiensi Production Cost

Kontribusi Pengetahuan Bahan

Subsitusi Material

Plastic (Nylon

Keuntungan :• Lebih ringan dengan reject yg rendah• Tidak perlu proses machining• Cost produksi tereduksi

SIFAT MATERIAL

• Sifat Mekanis :Reaksi terhadap gaya mekanik, berhubungan dengan kekuatan material.

• Sifat Elektronik dan Magnit : Reaksi bahan terhadap medan listrik dan magnit, berhubungan dengan konduktivitas.

• Sifat Thermal : Reaksi bahan terhadap konduktifitas panas bahan dan kapasitas panas bahan

• Sifat Optik : Sifat bahan termasuk absorbsi, pembiasan dan penghamburan cahaya.

• Kestabilan kimia :Berhubungan dengan kontak dengan lingkungan, seperti ketahanan korosi bahan.

• Sifat-sifat di atas ditentukan oleh struktur mikro material

ILMU MATERIAL

Dalam Ilmu bahan diamati hubungan antara :

Proses

Struktur

Sifat

Kinerja

Dari material. Dengan Ilmu material dapat dipilih material dan proses yang tepat untuk mendapat struktur dan sifat material yang dibutuhkan ,sehingga kinerjanya dalam aplikasinya baik

Kontribusi Pengetahuan Bahan

• Pemilihan Material Yang Tepat • Inovasi Material/ Produk• Intake Manifold Innova (dari Al Casting Ke

Nylon 66/ polimer)• Contoh Inlet Pipe dari Al Casting Ke Polimer

Efisiensi Production Cost

Kontribusi Pengetahuan Bahan

Subsitusi Material

Plastic (Nylon

Keuntungan :• Lebih ringan dengan reject yg rendah• Tidak perlu proses machining• Cost produksi tereduksi

SIFAT MATERIAL

• Sifat Mekanis :Reaksi terhadap gaya mekanik, berhubungan dengan kekuatan material.

• Sifat Elektronik dan Magnit : Reaksi bahan terhadap medan listrik dan magnit, berhubungan dengan konduktivitas.

• Sifat Thermal : Reaksi bahan terhadap konduktifitas panas bahan dan kapasitas panas bahan

• Sifat Optik : Sifat bahan termasuk absorbsi, pembiasan dan penghamburan cahaya.

• Kestabilan kimia :Berhubungan dengan kontak dengan lingkungan, seperti ketahanan korosi bahan.

• Sifat-sifat di atas ditentukan oleh struktur mikro material

10

Logam Mentah(hasil ekstraksi bijih)

Logam Mentah(hasil ekstraksi bijih)

Penuangan (cor)

Penuangan (cor)

Metalurgi serbuk

Metalurgi serbuk

Pengelasan/penyambunganPengelasan/

penyambungan Pemotongan(machining)

Pemotongan(machining)

Pembentukan mekanis(deformasi plastis)

Pembentukan mekanis(deformasi plastis)

Perlakuan panasPerlakuan panas

FinishingFinishing

produk jadi

Perlakuanpanas

Perlakuanpanas

PROSES MANUFAKTUR LOGAMPROSES MANUFAKTUR LOGAM

produk 1/2 jadi

11

IRON AND STEEL ~ 95.45 Al (1.75)

Cu (1.2)Zn (0.8)Pb (0.6)Ni (0.1)Mg, Sn, Ti (0.1)

PRODUKSI LOGAM DIDUNIAPRODUKSI LOGAM DIDUNIA

Data berdasarkan berat

Struktur Kristal

• Setiap logam memiliki struktur kristal– BCC = Iron & Steel– FCC = Austenitik Stainless

Steel, Al, Cu– HPC= Mg, Ti, Zn

• Keuntungan Logam– Sifat Ductile (di bentuk

tanpa patah)– Konduktor (listrik dan

panas)

13

Inklusi (titik leleh tinggi)

Batas butir

Endapan batas butir kontinyu

Unit kristal (Fe = 0.86 Å)

Endapan/partikeldidalam matriks

Dislokasi

GAMBAR SKEMATISMIKROSTRUKTUR

Kembaran (twins)

KUALITAS MATERIAL LOGAM KUALITAS MATERIAL LOGAM ? ?

--Komposisi kimia --Mikrostruktur

Mikrostruktur : --Struktur logam dalam resolusi mikroskopik (1-100m)--Terdiri dari beberapa konstituen seperti: fasa, butir kristal, cacat kristal, segregasi, inklusi

14

CACAT KRISTALCACAT KRISTAL

Kehadiran cacat-cacat kristal mempengaruhi Kehadiran cacat-cacat kristal mempengaruhi sifat mekanis dan fisika bahan logamsifat mekanis dan fisika bahan logam

DISLOKASI BIDANG(Edge dislocation)

Pusat dislokasi

Vektor gerak(burger vector)

Garis dislokasi (dislocation line)

DISLOKASI ULIR(Screw dislocation)

Tangga luncur(slip step)

Vektor gerak(burger vector)

KEMBARAN(twins)

                                                                                                                 

                                                                   

                                

1. Penguatan Paduan (Interstisi dan substitusi)

1. Vacancy

2. Interstisi sendiri

3. Interstisi unsur lain

4,5 substitusi unsur lain

Tanda Panah menunjukkan tegangan lokal akibat cacat

Kekuatan dan kekerasan bahan meningkat

CACAT GARIS/SATU BARIS ATOM HILANG

Kondisi tidak stabil sehingga cenderung untuk bergeser pada bidangnya Perubahan bentuk material

CACAT GARIS/SATU BARIS ATOM HILANG

• Cacat garis disebut dengan dislokasi menyebabkan bahan mudah diubah bentuk, karena ada satu baris atom yang hilang.

• Pada Pengubahan bentuk logam, awalnya logam mudah diubah bentuk, yaitu dengan bergesernya dislokasi. Jika dislokasi berkumpul akibat pengubahan bentuk, akan terjadi ikatan dislokasi, sehingga atom-atom sulit bergeser, sehingga kekerasandan kekuatan material menjadi tinggi.

Contoh: Logam yang didrawing pada deformasi tertentu menjadi amat keras proses dan drawing tak dapat diteruskan plat akan menjadi robek.

• Setiap ada partikel yang menghalangi pergerakan dislokasi menyebabkan atom sulit bergerak, sehingga

kekuatan dan kekerasan material meningkat

Batas Butir

• Saat solidifikasi (pembekuan), atom- atom mengatur diri membentuk arah kristal yang bertemu pada batas butir (grain boundary)– High energy area– Tempat terdapatnya cacat garis/dislokasi terpadat, dislokasi

membutuhkan energi yang tinggi untuk bergerak memotong batas butir

– Dengan demikian batas butir makin banyak, makin sulit dislokasi bergerak, bahan makin kuat

– Sehingga untuk memperkuat bahan, butir dibuat lebih halus.– Jika logam di etsa, terlihat jelas batas butirnya

21

LOGAM DENGAN KOMPOSISI KIMIA SAMA BELUM TENTU MEMILIKI SIFAT MEKANIS / FISIKA IDENTIK

PERLAKUAN PANAS MENGONTROL MIKROSTRUKTUR LOGAM SEHINGGA MENINGKATKAN SIFAT MEKANISNYA

PERLAKUAN PANAS MENGOPTIMUMKAN SIFAT KEKERASAN DAN KEULETAN LOGAM/BAJA

22

Faktor Penyebab Tidak Berfungsinya Faktor Penyebab Tidak Berfungsinya Komponen LogamKomponen Logam

=

Surface heat treatmentSurface heat treatmentmengurangi risiko tersebutmengurangi risiko tersebut

23

EHW 98

KOMPONEN ONGKOS PERLAKUAN PANAS KOMPONEN ONGKOS PERLAKUAN PANAS TERHADAP BIAYA TOTAL PROSES MANUFAKTURTERHADAP BIAYA TOTAL PROSES MANUFAKTUR

Mould material, components etc.

16%

Grinding5%

EDM16%

Trimming20%

Heat treatment3%

Etching2%

Assembly11%

Milling20%

Drilling5%

PEMBUATAN PLASTIC MOULD

Dengan biaya perlakuan panas yang relatif rendah umur pakai komponen lebih lama

24

Perlakuan panas termal : Annealing, Homogenising, Hardening, dst. (thermal treatment)

Perlakuan panas termokimia : Carburising, Carbonitriding, Nitriding, (thermochemical treatment) Nitrocarburising, dst.

Perlakuan panas termomekanik : Ausforming, Isoforming, dst. (themomechanical treatment)

Perlakuan inovatif permukaan : Enhanced plasma diffusional treatment, (innovative surface treatment) Laser/electron beam surface alloying,

Laser surface hardening, dst.

KLASIFIKASI PERLAKUAN PANAS BAJA KLASIFIKASI PERLAKUAN PANAS BAJA