teknik pengecoran_treatment logam

HEAT TREATMENT (PERLAKUAN PANAS) PADA LOGAM/LOGAM CAIR SAAT PELEBURAN

A. Definisi
Heat Treatment: Sebuah kombinasi dari operasi pemanasan dan pendinginan yang diterapkan pada suatu logam atau paduan dalam keadaan padat untuk mendapatkan kondisi yang diinginkan atau properti. Heating untuk tujuan tunggal adalah bekerja panas dikecualikan dari makna definisi ini. Proses kombinasi pemanasan dan pendinginan yang bertujuan mengubah struktur mikro dan sifat mekanis logam disebut perlakuan panas (heat treatment). Logam yang didinginkan dengan kecepatan dan media pendingin berbeda memberikan perubahan struktur mikro yang berbeda pula. Setiap struktur mikro yang terbentuk (martensit, bainit, ferit dan perlit) merupakan hasil transformasi fasa austenit. Tiap fasa tersebut terbentuk pada kondisi pendinginan yang berbeda-beda sebagaimana yang dapat dilihat pada diagram CCT dan TTT. Tiap fasa memiliki nilai kekerasan yang berbeda-beda
B. Alat/Bahan
1. Tungku /dapur pleleburan logam sebagai tempat treatment
2. Generator udara panas

Gambar 1 : Proses treatment di suatu industri
C. Cara kerja
Teknologi ini menggunakan gas industri seperti nitrogen, hidrogen, karbondioksida (CO2), argon, helium dan methanol sebagai pengganti atau pelengkap atmosfir yang dihasilkan oleh generator gas, dalam furnace heat treatment untuk memodifikasi sifat-sifat besi coran. Hal ini memberikan manfaat yang besar dari segi finansial untuk proses annealing, sintering, brazing, carburising, decarburising, neutral hardening(pengerasan), vacuum backfill, autoclave curing, heat treatment secara cryogenic dan aplikasi pemrosesan lainnya dalam cast iron dan steel foundries

Gambar 2 : Tungku Heat Treatment
D. Contoh Heat treatment dan diagramnya
1. Efek Treatment Pada Struktur Mikro Dan Ukuran Butiran
Pada proses pembuatannya, komposisi kimia yang dibutuhkan diperoleh ketika baja dalam bentuk fasa cair pada suhu yang tinggi. Pada saat proses pendinginan dari suhu lelehnya, baja mulai berubah menjadi fasa padat pada suhu 13500, pada fasa ini lah berlangsung perubahan struktur mikro. Perubahan struktur mikro dapat juga dilakukan dengan jalan heat treatment. Bila proses pendinginan dilakukan secara perlahan, maka akan dapat dicapai tiap jenis struktur mikro yang seimbang sesuai dengan komposisi kimia dan suhu baja. Perubahan struktur mikro pada berbagai suhu dan kadar karbon dapat dilihat pada Diagram Fase Keseimbangan (Equilibrium Phase Diagram).

Fig 6.3 Equilibrium phase diagram for iron – iron carbide system (f.c.c.face – centred cubic: b.c.c. body-cenreed cubic)

Penjelasan diagram:
• Pada kandungan karbon mencapai 6.67% terbentuk struktur mikro dinamakan Sementit Fe3C (dapat dilihat pada garis vertical paling kanan).
• Sifat – sifat cementitte: sangat keras dan sangat getas
• Pada sisi kiri diagram dimana pada kandungan karbon yang sangat rendah, pada suhu kamar terbentuk struktur mikro ferit.
• Pada baja dengan kadar karbon 0.83%, struktur mikro yang terbentuk adalah Perlit, kondisi suhu dan kadar karbon ini dinamakan titik Eutectoid.
• Pada baja dengan kandungan karbon rendah sampai dengan titik eutectoid, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara ferit dan perlit.
• Pada baja dengan kandungan titik eutectoid sampai dengan 6.67%, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara perlit dan sementit.
• Pada saat pendinginan dari suhu leleh baja dengan kadar karbon rendah, akan terbentuk struktur mikro Ferit Delta lalu menjadi struktur mikro Austenit.
• Pada baja dengan kadar karbon yang lebih tinggi, suhu leleh turun dengan naiknya kadar karbon, peralihan bentuk langsung dari leleh menjadi Austenit.
Dari diagram diatas dapat kita lihat bahwa pada proses pendinginan perubahan – perubahan pada struktur kristal dan struktur mikro sangat bergantung pada komposisi kimia.
2. Heat Treatment Dengan Pendinginan Tak Menerus
Jika suatu baja didinginkan dari suhu yang lebih tinggi dan kemudian ditahan pada suhu yang lebih rendah selama waktu tertentu, maka akan menghasilkan struktur mikro yang berbeda. Hal ini dapat dilihat pada diagram: Isothermal Tranformation Diagram.

Fig. 6.4 Isothermal transformation diagram for 0.2 C. 0.9% Mn steel

Penjelasan diagram:
• Bentuk diagram tergantung dengan komposisi kimia terutama kadar karbon dalam baja.
• Untuk baja dengan kadar karbon kurang dari 0.83% yang ditahan suhunya dititik tertentu yang letaknya dibagian atas dari kurva C, akan menghasilkan struktur perlit dan ferit.
• Bila ditahan suhunya pada titik tertentu bagian bawah kurva C tapi masih disisi sebelah atas garis horizontal, maka akan mendapatkan struktur mikro Bainit (lebih keras dari perlit).
• Bila ditahan suhunya pada titik tertentu dibawah garis horizontal, maka akan mendapat struktur Martensit (sangat keras dan getas).
• Semakin tinggi kadar karbon, maka kedua buah kurva C tersebut akan bergeser kekanan.
• Ukuran butir sangat dipengaruhi oleh tingginya suhu pemanasan, lamanya pemanasan dan semakin lama pemanasannya akan timbul butiran yang lebih besar. Semakin cepat pendinginan akan menghasilkan ukuran butir yang lebih kecil.

E. Daftar pustaka
http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2010/02/heat-treatment-of-steel-terminology/