1. Terangkan apa yang dimaksud dengan Heat Treatment?

Heat Treatment adalah melakukan proses pemanasan (Heating), penahanan panas

(Holding) dan pendinginan (Cooling) untuk mengubah kondisi fisik dan dilakukan

dalam kondisi solid.

2. Terangkan 3 jenis heat treatment pada baja karbon ?

1. Hardening : melakukan proses pemanasan, holding dan pendinginan cepat (rapid

cooling), biasanya medium pendinginanya berupa fluida cair (quenching).

2. Normalizing : melakukan proses pemanasan, holding dan pendinginan dengan

medium udara (suhu ruang)

3. Annealing : melakukan proses pemanasan, holding dan pendinginanannya dalam

dapur.

3. Apa yang dimaksud dengan diagram Phase dan apa yang dimaksud dengan Phase ?

1. Diagram Phase : grafik yang mempresentasikan kondisi suatu phase di dalam

suatu system material pada temperature, tekanan dan komposisi yang berbeda.

2. Phase : daerah yang mana struktur dan atau komposisinya berbeda dengan daerah

lain pada suatu mikrostruktur material.

4. Sebutkan fungsi dari diagram phase ?

1. Untuk menunjukkan phase apa yang terbentuk pada komposisi dan temperature

yang berbeda dengan laju pendinginan yang sangat lambat (equilibrium).

2. Untuk menunjukkan kelarutan suatu element terhadap element lain.

3. Untuk menunjukkan temperature pembekuan pada masing-masing phase.

4. Untuk menunjukkan temperature melting pada masing-masing phase.

5. Gambarkan diagram Phase Fe-Fe3C dan terangkan dengan singkat dan jelas! Kenapa

disebut Diagram Fe-Fe3C ?

Disebut diagram Fe-Fe3C karena diagram tersebut menjelaskan kondisi antara

100% Fe dan 100% Fe3C.

6. Terangkan perkembangan phase dari proses pendinginan phase austenite ke

temperature di bawah temperature euctectoid pada baja eutectoid !

Dapat di lihat dari gambar di atas saat berada pada titik a fasa yang terbentuk

adalah austenite 100% dan pada saat berada di titik b yang terbentuk adalah fasa

pearlite 100%.

7. Terangkan perkembangan phase dari proses pendinginan phase austenite ke

tempereature dibawah temperature eutectoid pada baja hypo eutectoid !

Pada titik a fasa yang terbentuk adalah fasa austenite lalu pada titik b mulai

terbentuk butir-butir ferrite pada austenite dan semakin banyak ketika pada di titik

c, lalu sisa dari daerah austenite yang tersisa akan menjadi pearlite.

8. Terangkan perkembangan phase dari proses pendinginan phase austenite ke

tempereature dibawah temperature eutectoid pada baja hyper eutectoid !

Pada titik a fasa yang terbentuk adalah seluruhnya austenite dan jika diturun

sampai pada titik b maka pada batas austenite akan terbentuk cementite dan terus

bertambah jika terus di turunkan, pada titik c seluruh batas austenite di penuhi

oleh cementite dan pada titik d akan sisa austenite akan berubah menjadi pearlite.

9. Bagaimana pengaruh kandungan karbon terhadap kekuatan Tarik dan kekerasan

baja menurut diagram Fe-Fe3C ? Terangkan dan jelaskan !

Semakin tinggi kandungan karbon maka kekerasannya semakin

meningkat, dan semakin meningkat kandungan karbon maka kekuatan tariknya

semakin meningkat sampai pada kandungan karbon lebih kurang 0,9% setelah itu

penambahan karbon menyebabkan turunnya kekuatan tarik

10. Sebutkan hal-hal penting yang harus diketahui sebelum melakukan heat treatment

pada susatu logam, jelaskan!

Kandungan pada logam yang akan di kenai heat treatment, hal ini bertujuan

untuk dapat mengetahui pergeseran titik eutectoid nya sehingga dapat di ketahui

suhu austenite dan dapat di ketahui pula laju pendinginannya agar mendapatkan

fase yang sesuai dengan tujuan heat treatment.

11. Terangkan perbedaan antara diagram TTT dan CCT !

Kepanjangan TTT adalah (Time, Temperature, % Transformation) sedangkan

untuk Continous Cooling Transformation, untuk perbedaannya pada diagram TTT

laju pendinginan dapat langsung cepat dengan tanpa selang waktu karena diagram

ini digunakan hanya sebagai teori dan nose pada diagram ini hanya 1. Untuk

diagram CCT sendiri laju pendinginannya menggunakan selang waktu dan pada

diagramnya memiliki 2 nose.

12. Terangkan dengan diagram TTT pembentukan phase Martensite pada baja

eutectoid!

Pendinginan dilakukan dengan cepat (tanpa menyentuh nose) sehingga

menyentuh daerah Martensite Start sampai dengan Martensite Finish.

13. Perkirakan dan jelaskan dengan diagram TTT pembentukan suatu phase jika

pendinginannya sangat lambat (annealing) dan sebutkan phase yang terjadi, pada

baja hypoeutectoid!

Saat pendinginannya sangat lambat pada baja hypoeutectoid maka fasa yang

terbentuk adalah pearlite dan ferrite.

14. Perkirakan dan jelaskan dengan diagram TTT pembentukan suatu phase jika

pendinginannya sangat lambat (annealing) dan sebutkan phase yang terjadi, pada

baja hyper eutectoid!

Saat pendinginannya sangat lambat pada baja hypereutectoid pada diagram

TTT maka fasa yang terbentuk adalah pearlite dan cementite.

15. Apa yang dimaksud dengan phase spheroidite pada baja carbon dan bagaimana

perlakuan panasnya untuk membentuk phase tersebut ?

Jika paduan baja mempunyai struktur mikro pearlit atau bainit dipanaskan

pada temperatur dibawah temperatur eutectiod dan ditahan untuk waktu yang lama

katakanlah t=700oC selama 18 s/d 24 jam, maka akan terbentuk struktur mikro

yang lain dan disebut spheroidite.

Struktur spheroidite mempunyai bentuk dimana fasa Fe3C muncul dalam

bentuk lingkaran / bulat pada bahan ferit. Transformasi ini terjadi karena difusi

atom karbon tanpa perubahan komposisi ferit dan sementit.

16. Terangkan apa yang dimaksud dengan proses tempering pada baja? Apa maksud

dari proses tempering tersebut ?

Tempering adalah pemanasan logam sampai di bawah suhu kritis yang

dilakukan setelah proses pengerasan, kemudian didinginkan dengan kecepatan

yang memadai, guna memperbaiki sifat yang dikehendaki.

17. Jelaskan dua jenis proses tempering dan masing-masing terangkan !

Gambar di atas menunjukkan proses Martempering yang mana dalam proses

ini baja di panaskan hingga suhu austenitenya lalu di dinginkan dengan cepat

(tanpa menyentuh nose dari diagram TTT) hingga membentuk fase martensite,

lalu baja di kenai pemanasan lagi di bawah temperature austenite lalu di holding

dan di dinginkan sehingga terbentuk fase tempered martensite.

Pada gambar di atas dapat dilihat proses Austempering yaitu baja di panaskan

melebihi 723 C lalu didingankan dengan tanpa menyentuh nose dan di holding

sebelum menyentuh garis martensite start, holding di lakukan hingga melebihi

bainite finish sehingga fase akhir dari proses ini yaitu Bainite.

18. Terangkan apa yang dimaksud dengan Hardenability? Bagaimana cara untuk

mengetahui hardenability suatu baja?

Hardenability adalah kemampuan suatu material untuk membentuk fasa

martensite. Sedangkan untuk cara mengetahui hardenability suatu baja yaitu

dengan cara pengujian contohnya yaitu metode jominy.

19. Terangkan dengan singkat dan jelas bagaimana pengaruh salah satu unsur paduan

terhadap hardenability?i

Mangan, kadar mangan yang kecil sudah dapat menurunkan kecepatan

pendinginan kritis. Oleh sebab itu baja dengan kadar mangan 1.0 sampai 1.2 %

sedah dapat dikeraskan dengan pendinginan / quenching olie ( Baja keras oli )

20. Terangkan dengan jelas apa yang dimaksud dengan precipitation hardening dan

sebutkan tahapan prosesnya!

Proses untuk membentuk alloy yang terheat-treatment yang padat, halus dan

tersebar rata.

Untuk tahapan prosesnya terdiri dari 3 proses yaitu:

- Solution heat treatment

- Quenching

- Aging

21. Apa yang dimaksud dengan natural aging dan artificial aging pada precipitiiation

hardening?

- Natural aging adalah aging dengan suhu ruangan (aging alami)

- Artificial aging adalah aging dengan suhu di atas atau di bawah suhu

ruangan (aging buatan)

22. Bagaimana pengaruh aging time terhadap kekuatan? Jelaskan alasan anda!

Aging memepunyai titik optimum dimana saat dititik optimum kekuatan dan

kekerasannya paling tinggi.

Saat pertamakali aging di mulai terdapat solid solution yang sangat jenuh,

aging berfungsi untuk memanaskan sehingga atom yang terlarut mulai muincul

kembali, semakin lama waktu aging semakin banyak atom terlarut yang muncul

sehingga jika aging dilakukan terlalu lama maka akan kembali ke bentuk

equilibriumnya.

23. Terangkan kenapa Cast Iron tidak dapat diklasifikasikan menurut kadar karbon

seperti halnya pada baja?

Cast Iron memiliki sifat mampu cor yang sangat baik namun memiliki

elongasi yang relatif rendah. Oleh karenanya proses pengerjaan bahan ini tidak

dapat dilakukan melalui proses pembentukan, melainkan melalui proses

pemotongan (pemesinan) maupun pengecoran, dan kandungan fosfor dan sulphur

dari material ini sangat tinggi dibandingkan baja.

24. Bangingkan kekerasan baja carbon tinggi dengan white cast iron, dan terangkan

dengan jelas dan benar!

Pada baja carbon tinggi dan white cast iron fase nya sama pearlite + cementite

sehingga kekerasaannya di lihat dari kandungan C nya. Pada white cast iron

kandungan C nya lebih tinggi sehingga white cast iron lebih tinggi kekerasannya

di bandingkan baja carbon tinggi.

25. Bandingkan kekerasan baja carbon tinggi dengan grey cast iron, dan terangkan

dengan jelas dan benar!

Pada baja carbon tinggi fase nya pearlite + cementite sedangkan fase pada grey

cast iron adalah sementit sehingga kekerasan grey cast iron lebih tinggi, Hal ini

bisa dilihat dari kandungan C nya. Pada grey cast iron kandungan C nya lebih

tinggi sehingga grey cast iron lebih tinggi kekerasannya di bandingkan baja

carbon tinggi.

26. Apa yang dimaksud dengan Wear ? dan bagaimana cara menanggulanginya jika

hal tersebut terjadi pada suatu baja? Terangkan !

Wear adalah hilangnya bagian dari permukaan material disebabkan oleh

interaksi dari permukaan material yang lain.

Untuk cara penanggulangannya logam dapat dikeraskan sehingga ketahanan

ausnya tinggi.

Hukum Fick.

Difusi adalah pergerakan spesies dari daerah dengan konsentrasi tinggi menuju daerah

dengan konsentrasi rendah. Secara umum, laju diffusi berbanding lurus dengan

gradien konsentrasi

Hukum Fick pertama

Hukum Fick kedua menyatakan bahwa perubahan konsentrasi terhadap waktu dalam daerah tertentu sebanding dengan perubahan gradien konsentrasi pada titik itu

Carburizing is a process used to harden low carbon steels that normally would not respond to quenching and tempering.  This is done for economical reasons (utilizing less expensive steel) or design considerations to provide a tough part with good wear characteristics.  Carburizing introduces carbon into a solid ferrous alloy by heating the metal in contact with a carbonaceous material to a temperature above the transformation range and holding at that temperature.  The depth of penetration of carbon is dependent on temperature, time at temperature, and the composition of the carburizing agent.  As a rough indication, a carburized depth of about .0.030 to 0.050 inches can be obtained in about 4 hours at 1700°F, depending upon the type of carburizing agent, which may be a solid, liquid, or gas.  Since the primary object of carburizing is to secure a hard case and a relatively soft, tough core, only low-carbon steels (up to a maximum of about 0.25% carbon), either with or without alloying elements (nickel, chromium, manganese, molybdenum), are normally used.  After carburizing, the steel will have a high carbon case graduating into the low-carbon core.  Once the carburization is complete, the parts must be hardened and tempered to obtain the desired

Carbonitriding, also called Nitrocarburizing, is a process for case hardening steel part in a gas-carburizing atmosphere that contains ammonia in controlled percentages.  The process is carried on above the transformation range, up to 1700°F.  The parts are then quenched in oil to obtain maximum hardness.   The depth to which carbon and

nitrogen penetrate varies with temperature and time.  The penetration of carbon is approximately the same as that obtained in Gas Carburizing.

Gas Nitriding consists of subjecting machined and heat-treated steel, free from surface decarburization, to the action of a nitrogenous medium, usually ammonia gas, at a temperature of approximately 950°F to 1050°F, creating a very hard surface.  The surface hardening effect is due to the absorption of nitrogen, and subsequent heat treatment if the steel is unnecessary.  The case is less than .020 inch deep and the highest hardness exists in the surface layers to a depth of only a few thousandths of an inch.  Because of the low temperatures required for Gas Nitriding, distortion is very low compared to other Case Hardening processes.

Because Gas Nitriding is carried out at a relatively low temperature, it is advantageous to use quenched and tempered steel as the base material.  This gives a strong, tough core with an intensely hard wear-resisting case -- much harder than can be obtained by quench hardened or carburized steel.