Perlakuan Panas Pada Logam

Perlakuan Panas (Heat Treatment) 

Perlakuan panas didefinisikan sebagai suatu operasi atau kombinasi operasi yang melibatkan pemanasan dan pendinginan logam/paduannya dalam keadaan padat untuk memperoleh kondisi dan sifat-sifat yang diinginkan. (O.P Khanna 292, 1986).

Perlakuan panas adalah suatu metode yang digunakan untuk mengubah sifat fisik, dan kadang-kadang sifat kimia dari suatu material. Aplikasi yang paling umum adalah untuk material logam walaupun perlakuan panas juga digunakan dalam pembuatan berbagai materi lain, seperti kaca. Secara umum perlakuan panas adalah memanaskan atau mendinginkan material, biasanya dalam suhu ekstrem, untuk mencapai hasil yang diinginkan seperti pengerasan atau pelunakan material.

Yang termasuk Teknik Perlakuan Panas adalah Annealing, case Hardening, precipitation Strengthening, Tempering dan Quenching. Perlu dicatat bahwa walaupun perlakuan panas sengaja dilakukan untuk untuk tujuan mengubah sifat secara khusus, di mana pemanasan dan pendinginan dilakukan untuk tujuan mengubah sifat, pemanasan dan pendinginan sering terjadi secara kebetulan selama proses manufaktur lain seperti pembentukan panas (Hot forming) atau Pengelasan.

Pengertian Heat Treatment

Baja dapat dikeraskan dengan menerapkan proses perlakuan panas(heat treatment).Proses heat treatment merupakan proses pengubahan sifat logam, terutama baja, melalui pengubahan struktur mikro dengan cara pemanasan dan pengaturan laju pendinginan. Heat treatment merupakan mekanisme penguatan logam dimana logam yang akan kita ubahsifatnya sudah berada dalam kondisi solid. Dalamheat treatment kita memanaskan specimensampai dengan temperature austenisasinya. Temperatur austenisasi yang diberikan tergantung pada kadar karbon baja yang diproses. Setelah temperature austenisasinya tecapai, bendakerja dibiarkan pada temperature tersebut dalam jangka waktu tertentu agar temperature homogeny di seluruh benda kerja. Proses ini disebut dengan homogenisasi. Setelah itu,dengan mengatur laju pendinginan akan didapat kekerasan yang diinginkan.

Kekerasan yang diperoleh bergantung pada kadar karbon baja yang diproses Heat Treatment merupakan proses pengubahan sifat logam, terutama baja, melalui pengubahan struktur mikro dengan cara pemanasan dan pengaturan laju pendinginan. Heat treatment merupakan mekanisme penguatan logam dimana logam yang akan kita ubahsifatnya sudah berada dalam kondisi solid. Dalam heat treatment kita memanaskan specimensampai dengan temperature austenisasinya.

Pada saat temperature austenisasinya tercapai, maka fasa yang terjadi pada baja karbontersebut adalah austenite(y). Setelah dalam fasa gamma kemudian baja tersebut di-quench sehingga akan terbentuk martensit. Martensit yang terjadi tersebut bersifat keras. oleh karenaitu, pengintrolan transformasi dari austenite menjadi martensit diperlukan untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasan dari baja. Proses quenching untuk meningkatkan kekerasan dari baja dikontrol dengan pemilihan media pendinginan yang tepat. Media quenching yang dipakai biasanya antara lain air, larutan natrium hidroksida, oli, dsb. Karakteristik medium yang digunakan untuk quenching antara lain:

·         Temperatur Medium

·         Panas Sfesifik

·         Panas Penguapan

·         Konduktifitas Termal Medium quenching

·         Viskositas

·         Agitasi

 

Tujuan Dan Proses

Perlunya perlakuan panas dilakukan adalah untuk mengurangi perubahan bentuk pada saat dikerjakan atau setelah dikerjakan atau hasil suatu konstruksi, merubah sifat-sifat bahan dan menghilangkan tegangan-tegangan sisa

Material logam itu terdiri dari struktur mikro berupa kristal-kristal kecil yang disebut “butir” atau kristalit. Sifat butir (yaitu ukuran butir dan komposisi) adalah salah satu faktor paling penting yang dapat menentukan sifat mekanis logam secara keseluruhan. perlakuan panas menyediakan cara yang efisien untuk memanipulasi sifat dari logam dengan mengendalikan laju difusi, dan tingkat pendinginan dalam struktur mikro tersebut.

Proses perlakuan panas yang Kompleks sering dijadwalkan oleh Ahli logam (metallurgists) untuk mengoptimalkan sifat mekanis dari Logam paduan. Dalam Industri antariksa (aerospace), logam paduan super (superalloy) mungkin mengalami lebih dari lima macam panas temperatur yang berbeda untuk mengembangkan sifat yang diinginkan. Hal ini dapat mengakibatkan masalah kualitas tergantung pada akurasi kontrol suhu tungku dan penanda waktu (timer) .

Jenis-jenis Perlakuan Panas

Sebelum benda dikerjakan dilakukan perlakuan panas maka disebut perlakuan panas awal sedangkan setelah benda dikerjakan disebut perlakuan panas akhir. Beberapa jenis perlakuan panas adalah:

1.      Annealing

Annealing merupakan salah satu proses laku panas terhadap logam paduan. dalam proses pembuatan suatu produk pada dasarnya annealing dilakukan dengan memanaskan logam atau paduan sampai temperatur diatas suhu transformasi (30’C sampai 50’C). sehingga tercapai perubahan yang diinginkan lalu mendinginkan logam atau paduan tersebut dengan laju pendinginan yang lambat. annealing dapat dilakukan terhadap benda kerja dengan kondisi yang berbeda – beda dan dengan tujuan yang berbeda, tujuan melakukan annealing ialah untuk melunakkan, menghaluskan butir kristal, menghilangkan tegangan dalam dan memperbaiki machinability.

Annealing terbagi menjadi 4 bagian:

a). stress-relief Annealing

b). process Annealing

c). spheodising Annealing

d). Full Annealing.

2.      Normalizing

Normalizing merupakan pemasan baja sampai di atas temperatur daerah transformasi, ditahan sampai suhunya merata kemudian didinginkan di udara bebas, untuk mendapatkan struktur butiran yang halus dan seragam pada umumnya untuk memperbaiki sifat mekanis, Djarifin Sitinjak (36,1985)

3.      Hardening (pendinginan cepat)

Hardening didefinisakan sebagai proses pemanasan sampai mencapai daerah austenit, yaitu kira-kira 30′-50′ diatas garis A3 seperti pada digram fasa kemudian dilakukan pendinginan denga media pendinginan air sampai terbentuknya Martensit. baja yang telah di hardening mempunyai kondisi struktur yang sangat tegang dan getas, sehingga tidak bisa digunakan sesuai dengan penggunaan praktis, Y.Lakhtin (1957,214).

4.      Tempering

Tempering adalah suatu proses pemanasan kembali baja yang telah dikeraskan pada temperatur sebelum titik kritis (sub-critical), untuk mendapatkan sifat keuletan dan kekerasan yang lebih baik, dalam proses ini mertensit akan berubah menjadi “Black Martensit”, troostite dan sorbite” yang mempunyai struktur yang lebih baik dan halus. Temperatur tempering tergantung pada sifat yang diinginkan, tapi pada umumnya berkisar antara 180-650’C, Djarifin Sitinjak (36,1985).

Tempering ini terbagi menjadi tiga bagian:

a). Martempering

b). Austempering

c). Maraging.

Daftar Pustaka 

Schey John A, 2011, Proses Manufactur. Andi, yogyakarta.

Surdia tata dan Kenji chijiiwa, 2000, Teknik Pengecoran Logam. PT Pratnya Paramita, Jakarta.