BAB IPENDAHULUAN1. Latar BelakangPembahasan ilmu bahan (logam) merupakan pembahasan yang cukup kompleks, berbagai pertimbangan teknik ada di dalamnya. Mulai dari jenis bahan, peralatan yang digunakan untuk mengolah, proses dalam pengolahan, dan masih banyak lagi pertimbangan-pertimbangan lain yang perlu banyak dipelajari.Diantara pembahasan dalam ilmu bahan, dan sekaligus sebagai Mata Kuliah adalah Perlakuan Panas yaitu mempelajari cara untuk merubah sifat mekanis suatu bahan dengan adanya pemanasan. Salah satu dari cara perlakuan panas adalah pelunakan logam atau dikenal dengan istilah Annealing. Banyak jenis dari cara/ proses Annealing ini, ada full Annealing, dan Spheroidized Annealing.Sebagai upaya mencari sifat logam yang sesuai dengan yang dibutuhkan diantaranya adalah dengan cara perlakuan panas. Yang dimaksud dengan perlakuan disini adalah proses untukmemperbaiki sifat-sifat dari logam dengan jalan memanaskan coran sampai temperatur yang cocok dibiarkan beberapa waktu pada temperatur itu, kemudian didinginkan ke temperatur yang lebih rendah dengan kecepatan yang sesuai.

2. Rumusan Masalaha. Bagaimanakah tujuan dan proses annealing ?b. Bagaimanakah tujuan dan proses normalizing ?c. Bagaimanakah tujuan dan proses spheroidizing ?3. Tujuana. Menjelaskan tujuan dan proses annealing.b. Menjelaskan tujuan dan proses normalizingc. Menjelaskan tujuan dan proses spheroidizing.

BAB IIPEMBAHASAN

1. PENGERTIAN PERLAKUAN PANASPerlakuan panas adalah suatu proses pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat dengan tujuan untuk mengubah sifat-sifat mekanik dan struktur mikro dari logam tersebut. Perlakuan panas hampir dilakukan pada material yang akan dilakukan pengerjaan lanjut, dengan kata lain perlakuan panas menyiapkan material setengah jadi untuk dilakukan pengerjaan selanjutnya.Proses perlakuan yang diterapkan untuk mengubah sifat logam dikenal dengan proses perlakuan panas (heat treatment). Proses perlakuan panas adalah suatu proses mengubah sifat logam dengan cara mengubah struktur mikro melalui proses pemanasan dan pengaturan kecepatan pendinginan dengan atau tanpa merubah komposisi kimia logam yang bersangkutan. Tujuan proses perlakuan panas untuk menghasilkan sifat-sifat logam yang diinginkan. Perubahan sifat logam akibat proses perlakuan panas dapat mencakup keseluruhan bagian dari logam atau sebagian dari logam. Prinsip perlakuan panas ini pada dasarnya sangat sederhana, yaitu logam dipanaskan dengan laju pemanasan tertentu hingga mencapai temperatur tertentu dan kemudian ditahan pada temperatur tersebut dengan waktu tertentu serta akhirnya didinginkan dengan laju pendinginan tertentu pula.

2. ANNEALING2.1 Pengertian dan TujuanProses anil merupakan proses perlakuan panas suatu bahan melalui pemanasan pada suhu cukup tinggi dan waktu yang lama, diikuti pendinginan perlahan-lahan. Proses annealing atau anil merupakan perlakuan panas yang dilakukan pada logam hasil pengerjaan dingin ataucold working. Perlakuan panas ini bertujuan untuk mendapatkan kembali atau merecoveri sifat-sifat fisik yang berubah selama proses deformasi dingin dan mendapatkan sifat-sifat mekanik yang lebih sesuai dengan aplikasinya. Proses anil akan menurunkan sifat mekanik seperti kuat tarik dan kekerasan, namun logam akan menjadi lunak dan ulet, sehingga dapat diproses lebih lanjut.Logam yang telah mengalami pengerjaan dingin,cold workingataucold forming, akan memiliki kekerasan yang tinggi, kekuatan tarik yang tinggi, dan hambatan listrik yang tinggi pula. Namun logam memiliki keuletan yang sangat rendah atau logam menjadi sangat rapuh. Secara mikro, hal ini disebabkan oleh meningkatnya jumlah dislokasi dan distorsi-distorsi pada bidang struktur Kristal. Logam memiliki energy dalam yang tinggi dan menjadi metastabil.Tujuan utama proses annealing ialah melunakan, menghaluskan butir kristal, menghilangkan internal stress, memperbaiki machinability dan memperbaiki sifat kelistrikan / kemagnetan.Proses annealing juga bertujuan untuk mendapatkan keuntungan seperti:1.Menurunkan kekerasan2.Menghilangkan tegangan sisa3.Memperbaiki sifat mekanik4.Memperbaiki mampu mesin dan mampu bentuk5.Menghilangkan terjadinya retak panas6.Menurunkan atau menghilangkan ketidak homogenan struktur7.Memperhalus ukuran butir8.Menghilangkan tegangan dalam dan menyiapkan struktur baja untuk proses perlakuan panas.2.2 PROSES ANNEALINGDalam pengerjaan dingin maka akan terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanik. Perubahan sifat mekanik misalnya peningkatan kekerasan, tegangan sisa dan kekuatan tarik/luluh dan penurunan elestisitas akibat pengerjaan dingin. Untuk itu logam perlu dipulihkan ke kondisi awal guna mendapatkan sifat mekanik yang diinginkan dengan cara annealing. Logam yang mengalami deformasi, mempunyai energi regangan yang tersimpan dalam kisi sehingga kondisinya tidak stabil secara termodinamik dibandingkan dengan kondisi tanpa deformasi. Untuk menghilangkan kondisi pengerjaan dingin dilakukan melalui 3 kombinasi proses yaitu pemulihan, rekristalisasi dan pertumbuhan butir.Selama proses pemulihan terjadi penurunan energi yang tersimpan dan tahanan listrik. Sedangkan kekuatan tarik/luluh, kekerasan turun sedikit. Pada tahap pemulihan, selama annealing akan tersusun kembali dislokasi guna mengurangi energi kisi dan batas butir tidak mengalami migrasi. Salah satu proses pemulihan terpenting adalah penyusunan kembali dislokasi sehingga terjadi penurunan energi regangan kisi yang disebut poligonisasi.Proses rekristalisasi akan mengubah sifat struktur kisi yang terdeformasi diganti oleh kisi baru tanpa regangan melalui proses nukleasi dan pertumbuhan. Butir tumbuh dari inti yang terbentuk di matriks yang terdeformasi. Besarnya laju kristalisasi tergantung jumlah deformasi sebelumnya, temperatur annealing dan kemurnian bahan.Pertumbuhan butir terjadi pada saat kristalisasi primer terhenti (kristal yang tumbuh telah menelan semua bahan yang mengalami regangan. Pada saat annealing berlangsung, butir yang kecil menyusust dan yang lebih besar tumbuh. Keadaan ini diseut pertumbuhan butirHal ini berarti annealing mempengaruhi sifat mekanis dari baja. Dengan dilakukannya annealing itu menurunkan kekuatan tarik dari sebuah baja. Hal ini terjadi karena dengan adanya annealing maka terjadi penyusunan kembali dislokasi yang sebelumnya dislokasi tersusun secara tidak teratur dengan adanya penyusunan kembali dislokasi berarti membuat material tersebut menjadi kurang kuat. Selain itu, melalui annealing terjadi pertumbuhan butir yang terjadi dalam proses reksristalisasi. Seperti yang sudah dijelaskan bahwa pertumbuhan butir terjadi pada kristalisasi primer terhenti dimana kristal yang tumbuh telah menelan semua bahan yang mengalami regangan dan pada saat annealing butir yang kecil menyusut dan yang lebih besar tumbuh. Apabila butir menjadi lebih besar maka dislokasi semakin mudah bergerak karena tidak banyak yang menghalangi pergerakannya. Apabila dislokasi semakin mudah bergerak maka baja semakin tidak kuat dan kekuatan tariknya menjadi menurun. Hubungan ini juga dapat kita liat melalui persamaan Hall Patch.Berdasarkan persamaan diatas kita dapat melihat diameter ukuran butir berbanding terbalik dengan kekuatan tarik/luluh. Jadi, dengan annealing membuat kekuatan tarik baja karbon dan besi tuang menjadi menurun.

3. NORMALIZING3.1 PENGERTIAN DAN TUJUANProses normalizing atau menormalkan adalah jenis perlakuan panas yang umum diterapkan pada hampir semua produk cor, over-heated forgings dan produk-produk tempa yang besar. Normalizing ditujukan untuk memperhalus butir, memperbaiki mampu mesin, menghilangkan tegangan sisa dan juga memperbaiki sifat mekanik baja karbon struktural dan baja-baja paduan rendah. Normalizing dilakukan karena tidak diketahui bagaimana proses dari pembuatan benda kerja ini apakah dikerjakan dingin (cold Working) atau pengerjaan Panas (Hot Working). Dimana normalizing ini bertujuan untuk mengembalikan atau memperhalus struktur butir dari benda kerja. Normalizing pada umumnya menghasilkan struktur yang halus, sehinga baja dengan komposisi kimia yang sama akan memiliki yiel strength, UTS, kekerasan, dan impact strength akan lebih tinggi dari pada hasil full annealling. Normalizing dapat juga dilakukan pada benda hasil tempa untuk menghilangkan tegangan dalam dan menghaluskan butiran kristalnya. Sehingga sifat mekanisnya menjadi lebih baik. Normalizing dapat juga menghomogenkan struktur mikro sehingga dapat memberi hasil yang bagus dalam proses hardening, sehingga ummnya sebelum dihardening baja harus di normalizing terlebih dahulu.Normalizing juga merupakan proses perlakuan panas yang menghasilkan perlite halus, pendinginannya dengan menggunakan media udara, lebih keras dan kuat dari hasil anneal. Secara teknis prosesnya hampir sama dengan annealing, yakni biasanya dilakukan dengan memanaskan logam sampai keatas temperature kritis (untuk baja hypoeutectoid , 50 Derajat Celcius diatas garis A3 sedang untuk baja hypereutectoid 50 Derajat Celcius diatas garis Acm). Kemudian dilanjutkan dengan pendinginan pada udara. Pendinginan ini lebih cepat daripada pendinginan pada annealing.

Tujuan proses Normalizing adalah sebagai berikut: 1. Normalizing biasa digunakan untuk menghilangkan struktur butir yang kasar yang diperoleh dari proses pengerjaan sebelumnya yang dialami oleh baja.2. Normalizing berguna untuk mengeliminasi struktur kasar yang diperoleh akibat pendinginan yang lambat pada prses anil.3. Berguna untuk menghilangkan jaringan sementit yang kontinyu yang mengelilingi perlit pada baja perkakas. 4. Menghaluskan ukuran perlit dan ferit. 5. Memodifikasi dan menghaluskan struktur cor dendritik.6. Mencegah distorsi dan memperbaiki mampu karburasi pada baja baja paduan karena temperatur normalizing lebih tinggi dari temperatur karbonisasi.

3.2 PROSES NORMALIZINGNormalizing terdiri dari proses pemanasan baja diatas temperatur kritik A3 atau Acm dan ditahan pada temperatur tersebut untuk jangka waktu tertentu tergantung pada jenis dan ukuran baja (lihat Gambar 8.2). Agar diperoleh austenit yang homogen, baja-baja hypoeutektoid dipanaskan 30 - 40oC diatas garis A3 dan untuk baja hypereutektoid dilakukan dengan memanaskan 30 - 40oC diatas temperatur Acm . Kemudian menahannya pada temperatur tersebut untuk jangka waktu tertentu sehingga transformasi fasa dapat berlangsung diseluruh bagian benda kerja, dan selanjutnya didinginkan di udara.

Gambar 8.2: Diagram untuk temperatur Normalizing Normalizing terdiri dari proses pemanasan baja di atas temperatur kritis A3 atau Acm dan ditahan pada temperatur tersebut untuk jangka waktu tertentu tergantung pada jenis dan ukuran baja. Agar diperoleh austenit ynag homogen, baja baja hypoeutektoid dipanaskan pada temperatur 30 400C di atas garis A3. Pemanasan pada temperatur austenit yang terlalu tinggi akan menyebabkan tumbuhnya butir butir austenit. Demikian juga untuk waktu penahan pada temperatur austenit yang terlalu lama akan mengakibatkan tumbuhnya butir butir austenit. Setelah waktu penahan selesai, benda kerja kemudian didinginkan di udara. Struktur baja hypoeutektoid yang akan dihasilkan terdiri dari ferit dan perlit. Perlu diketahui bahwa batas batas butir yang baru tidak ada hubungannya dengan batas batas butir sebelum baja dinormalkan. Setelah penormalan akan terjadi perbaikan terhadap strukturnya diiringi dengan timbulnya perbaikan sifat mekaniknya. Sifat mekanik yang akan diperoleh setelah proses penormalan tergantung pada laju pendinginan di udara. Laju pendinginan yang agak cepat akan menghasilkan kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi.

4. SPHEROIDIZING4.1 PENGERTIAN DAN TUJUAN Spheroidizing merupakan proses perlakuan panas untuk menghasilkan struktur carbida berbentuk bulat (spheroid) pada matriks ferrite. Proses ini bertujuan untuk menambah ketangguhan (toughness) baja yangmempunyai sifat getas. Proses perlakukan panas ini biasa diterapkan pada bajahypereutektoid setelah mengalami permesinan.Pada proses Spheroidizing ini akan memperbaiki machinibility pada baja paduan kadar Carbon tinggi. Secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut : bahwa baja hypereutectoid yang dianneal itu mempunyai struktur yang terdiri dari pearlite yang terbungkus oleh jaringan cemented. Adanya jaringan cemented (cemented network) ini meyebabkan baja (hypereutectoid) ini mempunyai machinibility rendah. Untuk memperbaikinya maka cemented network tersebut harus dihancurkan dengan proses spheroidizing.Spheroidizing ini dilaksanakan dengan melakukan pemanasan sampai disekitar temperature kritis A1 bawah atau sedikit dibawahnya dan dibiarkan pada temperature tersebut dalam waktu yang lama (sekitar 24 jam) baru kemudian didinginkan. Karena berada pada temperature yang tinggi dalam waktu yang lama maka cemented yang tadinya berbentuk plat atau lempengan itu akan hancur menjadi bola-bola kecil (sphere) yang disebut dengan spheroidite yang tersebar dalam matriks ferrite.

4.2 PROSES SPHEROIDIZINGSpheroidite terbentuk ketika baja karbon dipanaskan sampai sekitar 700C selama lebih dari 30 jam. Spheroidite dapat terbentuk pada suhu yang lebih rendah tetapi waktu yang dibutuhkan secara drastis meningkat, karena ini adalah proses difusi-dikendalikan. Hasilnya adalah struktur batang atau bola sementit dalam struktur primer (ferit atau perlit, tergantung pada sisi eutektoidnya berada). Tujuannya adalah untuk melunakkan baja karbon yang lebih tinggi dan memungkinkan sifat mampu bentuk yang lebih. Ini adalah bentuk paling lembut dan paling ulet baja. Gambar dibawah ini menunjukkan di mana biasanya terjadi spheroidizing.

Ket: UTC, Upper Critical Temperature. LTC, Lower Critical Temperature

Spheroidizing process applied at a temperature below the LCT.Pada baja hypereutektoid terdiri dari perlit dan cementit, kedua wujud ini memberikan sifat yang brittle atau rapuh sehingga susah untuk digunakan sebagai alat pemotong dan machineability buruk sehinga diperlukan speroidisasi, untuk meningkatkan keuletan dan manchineability dari baja karbn tersebut.Proses speroidisasi dimana titik LCT tidak dilewati dan berlangsung secara terus merus dalam jangka waktu yang cukup lama sehingga akan menghancurkan pearlitic structure and cementite network, struktur ini akan menghasilkan yang namanya spheroidit.

Spheroidizing process applied at a temperature below and above the LCT.

Spheroidized cementite in a ferrite matrix.Metode spheroidizing yang umumnya digunakan adalah Pemanasan yang terus menerus pada suhu di bawah suhu kritis yang lebih rendah, biasanya diikuti oleh pendinginan yang relatif lambat. Untuk baja perkakas umumnya dengan memanaskan suhu hingga 749C - 804C (1380F - 1480F) untuk baja karbon dan lebih tinggi untuk baja perkakas dengan paduan cukup banyak, dipanaskan 1 sampai 4 jam, dan pendinginan secara perlahan-lahan di dalam tungku hingga suhu ruang.

Beberapa keuntungan yang didapat dari hasil speroidisasi :Meningkatkan Keuletan (ductility)Meningkatkan MachinabilityMeningkatkan Kekuatan (toughness)Removal of residual stresses that result from cold-working or machiningGrain refinement

BAB IIIPENUTUPAN

KESIMPULANPerlakuan panas adalah suatu proses pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat dengan tujuan untuk mengubah sifat-sifat mekanik dan struktur mikro dari logam. Dalam perlakuan panas ada istilah-istilah yang kita kenal dengan annealing, normalizing, dan spheroidizing yang kesemua ini berperan penting dalam perakuan tterhadap logam.

SARANDari makalah diatas dapat kita lihat betapa pentingnya perlakuan panas pada logam dalam proses metalurgi. Dan kita menyadari betapa perlunya kita mempelajari materi tentang difusi. Oleh karena itu, sebaiknya kita berusaha lebih keras lagi dan belajar lebih giat lagi dalam menguasai materi ini, sehingga pelajaran metalurgi kedepannya dapat berjalan dengan lebih baik.

DAFTAR RUJUKAN

Jeremia, Ardiles. 2011. Pengaruh Annealing Terhadap Kekuatan Tarik Baja Karbon dan Besi Tuang. http://ardilesjeremia.blogspot.com/2011/08/first-post.html. Diakses pada 24 April 2015 pukul 06.44 WIB.

Amalia, Wahyuni. 2012. Proses Anil dan Perlakuan Panas. http://ayuwahyuniamalia.blogspot.com/2014/03/tugas-besar-material-teknik-proses-anil.html. Diakses pada 24 April 2015 pukul 06.39 WIB.

Ahmadi, Juli. 2014. Proses Annealing. http://081993038562.blogspot.com/2014/11/pengertian-annealing.html. Diakses pada 24 April 2015 pukul 06. 22 WIB.

http://ardra.biz/sain-teknologi/metalurgi/perlakuan-panas-logam/proses-anil-annealing/. Diakses pada 24 April 2015 pukul 06.05 WIB.

Amat, Mohammad Azwar. FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA. Heat Treatment Spheroidizing. https://www.academia.edu/7853484/Material_Teknik_-_HEAT_TREATMENT_SPHEROIDIZING. Diakses pada 24 April 2015 pukul 07.02 WIB.

1