Perlakuan Panas BahanHeat Treatment of MaterialsPolinema 2011

Sifat-sifat suatu bahan dapat diubah dengan suatu cara perlakuan

Cold WorkingIncreases hardness and strength at the expense of ductility.

Bahan yang bisa di-Heat-Treatment:LogamKeramikKomposit

Perlakuan Panas BajaHeat Treatment of SteelBAJALOGAMPenggunaan yang luas dan jumlah besarMemungkinkan perlakuan yang bervariasiAlasan

Definisi Heat TreatmentPemanasan dan pendinginan terkendali untuk mengubah sifat fisis dan mekanis suatu bahan tanpa mengubah bentuknya.

Tujuan Heat Treatment pada BAJAMelunakkan(softening)Mengeraskan(hardening)

Mengeraskan(hardening) Meningkatkan kekerasan (hardness) Meningkatkan ketahanausan (wear resistance) Meningkatkan kekuatan (strength)Syarat:Cukup kandungan karbon dalam baja >0,3% (medium-high)

Melunakkan(softening)Menurunkan kekerasan (hardness) dan kekuatan (strength)Mengurangi residual stressMemperbaiki ketangguhan (toughness)

HARDENINGFull HardeningSurface HardeningQUENCHINGPemanasan dlm Dapur(furnace) Flame Induction Laser Beam Electron BeamCase Hardening Carburising Nitriding Carbonitriding Cyaniding Chromizing BoronizingCukup karbonKarbon rendahCukup karbon

Full HardeningPemanasan benda kerja secara menyeluruh dalam Dapur (furnace)

Surface HardeningFLAMEINDUKSIELECTRON BEAMLASER BEAM

CARBURIZINGCarburizingPack CarburizingGas CarburizingLiquid Carburizing

Carburizing -> HRC 60, Thickness: 0.025 4 mmNitriding -> HRC 70, Thickness: 0.025 0.05 mmCarbonitriding -> HRC 70, Thickness: 0.07-0.5 mmChromizing and Boronizing -> HRC 70Case hardening

Jominy TestGenerally, the faster steel cools, the harder it will be. The Jominy bar measures the hardenbility of a steel

SOFTENINGAnnealingStress ReleivingNormalizingTempering

Annealing

Pemanasan sampai temperature austenite (FCC, ) (20 derajat di atas A3-Acm)Setelah pendinginan, ferrite () dan cementite menjadi halus. Hasil:Mikrostruktur pearlite kasar dan ferrite (lebih lunak)Mudah dikerjakan dg permesinanFull Annealing

Untuk baja dg kadar karbon lebih dari 0.5% Bila diinginkan lebih lunak Cementite bertransformasi menjadi spheroid Pemanasan tepat di bawah garis A3,1, ditahan (holding) selama 20 jam atau lebih dan slow coolingSpherodizing AnnealingHasil:Mudah dikerjakan dg permesinan

Stress-relief Annealing Pemanasan tepat dibawah temperature eutectoid transformation (A1) Untuk menghilangkan pengaruh cold work dan grain deformation. Hasil:Menghilangkan residual stressMeningkatkan DuctilityKekuatan tidak berubah

RecrystallizationPemanasan yang cukup merata sehingga muncul butir-butir baru

Hasil:DuctileKekuatan rendah

Tempering Pemanasan di bawah garis A1 , holding, dan slow cooling dalam temperature ruangan (1 siklus) Temperatur 150-650C

MarTemperingPendinginan (quenching) terputusTransformasi menyeluruh permukaan dan dalamPendinginan dilanjutkan ke daerah martensite dan dilanjutkan ke tempering biasa

AusTemperingQuenching ke temperature antara 590 sd 710 derajat F. Tahan hingga bertransformasi dari Austenite ke Bainite. Pendinginan temperature ruang.Hasil:Ductility lebih tinggiUniform HardnessLebih Tangguh dan tahan ausHigher Impact and Fatigue Strengths

Pembentukan PearliteAustenite mengendapkan Fe3C pada Eutectoid Transformation Temperature (727C). Pada saat pendinginan lambat, serupa Pearlite (Mother of Pearl)

Difusi Carbon dalam Pearlite

Morphology Pearlite(a) coarse pearlite (b) fine pearlite 3000X(a)(b)

What About Cooling Rates?Pendinginan lebih cepat menyebabkan non-equilibrium microconstituentsBainiteMartensitedllUntuk mengetahui microconstituents apa yang terjadi, harus melihat cooling curve diagrams

Microconstituents vs. Cooling RateSpheroidite: Bentuk Spherical Fe3C dlm Ferrite

Pearlite: Layer ferrite dan Fe3CPearlite kasarPearlite halus

Bainite: 200 500 C Transformation Martensite: Pendinginan CEPATIn creasing Cooling Rate

BainiteUpper (550-350C)Rods of Fe3CLower (350-250C)Fe3C Precipitasi dalam lempeng FerriteMasih sbg Ferrite dan Cementite.

MartensiteDiffusionless transformation Sangat keras dan getas.

TTT Diagrams

Full TTT DiagramDiagram TTT lengkap besi-carbon alloy untuk komposisi eutectoid.A: austeniteB: bainiteM: martensiteP: pearlite

So Whats a CCT Diagram?Transformasi fase dan produksi Microconstituents perlu WAKTU.Higher Temperature = Less Time.Continuously Cooling >>> suhu dan waktu berubah.Diagram CCT garis transisinya berbeda dg diagram TTT.

Slow Cooling

Medium Cooling

Fast CoolingThis steel is very hardenable 100% Martensite in ~ 1 minute of cooling!

Benda KerjaAMUTITVCN150Produk perusahaan BOHLER JermanMild steel