Proses Perlakuan Panas PadaBaja02 JUN Proses perlakuan panas adalah suatu proses mengubah sifat logam dengan cara mengubahstruktur mikro melalui proses pemanasan dan pengaturan kecepatan pendinginan dengan atau tanpamerubah komposisi kimia logamyang bersangkutan. Tujuan proses perlakuan panas untukmenghasilkan sifat-sifat logam yang diinginkan. Perubahan sifat logam akibat proses perlakuan panasdapat mencakup keseluruhan bagian dari logam atau sebagian dari logam.Adanyasifat alotropikdari besi menyebabkantimbulnyavariasi strukturmikrodari berbagai jenislogam. Alotropikitusendiri adalahmerupakantransformasi dari satubentuksusunanatom(selsatuan) ke bentuk susunan atom yang lain. Pada temperatur dibawah !" "# selsatuannya Body Center Cubic (BCC)$ temperatur antara !" dan !%& o#sel satuannya Face Center Cubic (FCC) sedangkan temperatur diatas !%& sel satuannya kembali menjadi '##.'entuk sel satuanditunjukan pada (br dibawah ini)'entuk sel satuan '##'entuk sel satuan *##Perubahan bentuk susunan atom (sel satuan) akibat pemanasan ditunjukan pada (br. +ibawah iniGbr. Perubahan bentuk sel satuan akibatpemanasan pada logamProses perlakuan panas ada dua kategori$ yaitu )!. Softening (Pelunakan) ) Adalah usaha untuk menurunkan sifat mekanik agar menjadilunakdengancaramendinginkanmaterial yangsudahdipanaskandidalamtungku(annealing)ataumendinginkan dalam udara terbuka (normalizing).&. Hardening (Pengerasan) ) Adalah usaha untuk meningkatkan sifat material terutamakekerasan dengan cara selup cepat (quenching) material yang sudah dipanaskan ke dalam suatumedia ,uenching berupa air$ air garam$ maupun oli.Austenisasi Pada Perlakuan PanasTujuan proses austenisasi adalah untuk mendapatkan struktur austenit yang homogen.-esetimbangan kadar karbon austenit akan bertambah dengan naiknya suhu austenisasi$ inimempengaruhi karakteristik isothermal. 'ilakandungankarbonmeningkat makatemperatur .smenjadirendah$ selainitu kandungan karbon akan meningkat pula jumlah grafit akan membentuksenyawa karbida yang semakin banyak. Proses perlakuan panas selalu diawali dengan transformasidekomposisi austenit menjadi struktur mikro yang lain. /truktur mikro yang dihasilkan lewattransformasi tergantung pada parameter proses perlakuan panas yang diterapkan dan jenis prosesprosesperlakuanpanas. /truktur mikroyangberubahmelalui transformasi dekomposisi austenitmenjadi struktur mikroyanglain$ dimaksudkanuntukmemperolehsifat mekanikdanfisikyangdiperlukan untuk suatu aplikasiproses pengerjaan logam. Proses selanjutnya setelah fasa tunggalaustenit terbentuk adalah pendinginan$ dimana mekanismenya dipengaruhioleh temperatur$ waktu$serta media yang digunakan. Pada pendinginan secara perlahan-lahan perubahan fasa berdasarkanmekanisme difusi$ dimana kehalusan dan kekasaran struktur yang dihasilkan tergantung padakecepatan difusi.'ila pendinginan dilakukan secara cepat$ maka perubahan fasanya berdasarkan mekanisme gesermenghasilkan struktur mikro dengan sifat mekanik yang keras dan getas. Perubahan struktur mikroselama proses pendinginan dapat merupakan paduan dari mekanisme difusi dan mekanisme geser.0ariasi dari pembentukan struktur mikro yang merupakan fungsi dari kecepatan pendinginan pada baja dari temperatur eutektoid$ dapat dilihat pada (br. dibawah. Gbr. Pengaruh -ecepatan pendinginan pada baja terhadap struktur mikroAnnealingAnnealing adalahprosespemanasanbajayangdiikuti denganpendinginanlambat didalamtungku yang dimatikan. Temperatur pemanasan annealing$ untuk baja hypoeutektoid adalah sekitarsedikit diatas garis A%((br. 1.) dan untuk baja hypereutektoid adalah sedikit diatas garis Acm ((br.1.).Tujuan dari annealing untuk memperbaiki2 mampu mesin$ mampu bentuk$ keuletan$ kehomogenanstruktur$ menghilangkan tegangan dalam$ dan lain sebagainya.NormalizingNormalizing adalah proses pemanasan baja yang diikuti dengan pendinginannya diudaraterbuka. Tujuannormalizing antaralainuntukmemperbaiki sifat mampumesin$ memperhalusbutirdan lain sebagainya. Temperatur pemanasan normali3ing$ untuk baja hypoeutektoid dipanaskan padatemperatur %" o# sampai dengan 4" # diatas garis A% agardiperoleh Austenit yang homogen.+aerah temperatur pemanasan untuk proses Annealing dan Normalizing dari diagram fasa *e-#$ dapat dilihat pada (brTemperatur pemanasan untuk Annealing$ 5ormali3ing$ 6ot 7orking dan 6omogeni3ing pada diagram*e-*e%# setelah waktu penahanan pada temperatur austenisasi selesai$ kemudian baja didinginkan di udarasampaimencapaitemperatur kamar (&8 o#). /truktur .etalurgibaja Hypoutektoid yang dihasilkanterdiri dari ferit danperlit./ifat mekanik baja yang dihasilkan setelahproses annealing dan normalizing$ tergantung pada laju pendinginan diudara. 9aju pendinginan yangagakcepat akanmenghasilkankekuatandankekerasanyanglebihtinggi./iklusdari temperaturpemanasandankecepatanpendinginandari proses annealing dan normalizing$ dapat dilihat pada(brGbr .Skematik siklus temperatur waktu dari annealing dan normalizing/truktur yang dihasilkan dari proses pemanasan dan pendinginan yang lambat adalah fasa ferit dan fasa perlit.(br./truktur mikrobaja karbonmedium(A:/: !"41) yangdinormalisasi hasil austenisasi padatemperatur !"1o# pendinginan diudara+ari (br.terlihat fasa ferit dan perlit. *asa ferit adalah fasayang terlihat berwarna terang$fasa ini mempunyai mempunyai sifat lunak. /edangkanfasa perlit yangterlihat berwarna gelap adalah lapisan ferit dan sementit$ fasa ini mempunyai sifat mampu mesin yangbaik.Temperatur pemanasan austenisasiyang semakin tinggi(!uper heating) diatas garis A% akanmenghasilkan pertumbuhan butir austenit yang semakin besar$ sehingga pada saat pendinginan yanglambat akanmenghasilkanbutir ferit danperlit yangsemakin kasar.Pada (br.dapat dilihat skemapengaruh temperatur austenisasi pada struktur mikro baja hasil proses annealing dan normalizing.(br./kema pengaruh temperatur austenisasi yangmenunjukan perubahan struktur baja dalam proses annealing dan normali3ing.Temperaturpemanasan yang sangat tinggi (o"erheating) pada proses annealing dannormalizing ini sedikitberpengaruh pada kekuatan luluh$ kekuatan tarik dan kekerasan suatu baja. Persentaseperpanjangan$ reduksidan kekuatanimpak akan meningkatdengansemakin meningkatnyabesarbutir.(;ef.4)Proses 6ardening Proses ini berguna untuk memperbaiki kekerasan dari baja tanpa denganmengubahkomposisi kimiasecarakeseluruhan. Prosesini mencakupprosespemanasansampaipada austenisasi dan diikuti oleh pendinginan dengan kecepatan tertentu untuk mendapatkan sifat-sifat yangdiinginkan. Temperatur yangdipilihtergantungpadajenisbajayangdiproses$ dimanatemperatur pemanasan 1" ap yang terbentuk menghalangi cairanpendinginmenyentuhpermukaanbendakerja. /ebelum terbentuklapisan uap$ permukaanbendakerja mengalami pendinginan yang sangat intensif. +engan adanya lapisan uap$ akan menurunkanlaju pendinginan$ karena lapisan terbentuk dan akan berfungsi sebagai isolator.(;ef.1)Pendinginan dalamhal initerjadiefek radiasimelalui lapisan uap ini lama-kelamaan akan hilang oleh cairan pendinginyangmengelilinginya. -ecepatanmenghilangkanlapisanuapmakinbesar jikaviskositascairanmakin rendah.Aika bendakerjadidinginkanlebihlanjut$ panasyangdikeluarkanolehbendakerjatidak cukup untuk tetap menghasilkan lapisan uap$ dengan demikian tahap ' dimulai. Pada tahap inicairan pendingin dapat menyentuh permukaan benda kerja sehingga terbentuk gelembung-gelembung udara dan menyingkirkan lapisan uap sehingga laju pendinginan menjadi bertambah besar.Tahap #dimulai jikapendidihancairanpendinginsudahberlalusehinggacairanpendingin tersebut pada tahap ini sudah mulai bersentuhan dengan seluruh permukaan benda kerja.Pada tahap inipula pendinginan berlangsung secara konveksikarena itu laju pendinginan menjadirendah pada saat temperatur benda kerja turun. >ntuk mencapaistruktur martensit yangkerasdari baja karbon dan baja paduan$ harus diciptakan kondisi sedemikian sehingga kecepatan pendinginanyangterjadi melampaui kecepatanpendinginankritikdari bendakerjayangdi,uench$ sehinggatransformasi ke perlit atau bainit dapat dicegah.*luida yang ideal untuk media ,uench agar diperolehstruktur martensit$ harus bersifat ) .engambil panas dengan cepat didaerah temperatur yang tinggi. .endinginkan benda kerja relatif lambat di daerah temperatur yang rendah$ misalnya di bawah temperatur %1"