Langkah-langkah proses pengerasan hardening adalah sebagai berikut Iqbal,2007 :
a. Melakukan pemanasan heating diatas temperatur kritis diatas temperatur
723 C dengan tujuan untuk mendapatkan struktur austenit, yang salah
satu sifat austenit adalah tidak stabil pada temperatur di bawah temperatur kritis, sehingga dapat ditentukan struktur yang diinginkan.
b. Waktu Penahanan holding time dilakukan untuk mendapatkan kekerasan
maksimum dari suatu bahan pada proses hardening dengan menahan pada temperatur pengerasan untuk memperoleh pemanasan yang homogen
sehingga struktur austenitnya homogen atau terjadi kelarutan karbida ke dalam austenit dan difusi karbon dan unsur paduannya.
2.7 Mikrostruktur
Pemilihan bahan baku baja ditentukan oleh faktor komposisi paduan. Faktor komposisi paduan dapat menunjukan sifat fisis dan sifat mekanis dan
mikro struktur. Mikrostruktur dapat menginterprestasikan kekerasan dari bahan tersebut. Analisa mikrostruktur adalah salah satu bagian dari metalurgi fisis yang
dapat menganalisa mikrostruktur dari baja akibat perlakuan panas dan perlakuan mekanis yang menghasilkan bentuk butir yang nantinya dapat memperbaiki sifat
fisis dan sifat mekanis dari baja. andaikan suatu bahan dipanaskan sampai temperatur 800 – 1200
C, dengan komposisi 0,68 wt C sampai fasa austenit Gambar 2.1 Diagram Keseimbangan Besi Karbon Fe-C. Kemudian
didinginkan sampai 600 C fasa yang terbentuk adalah fasa pearlit alpha +
Tri Chandra Surapati : Analisis Simulasi Fraksi Baja Mangan Fe Mn Pada Kondisi Pendinginan Udara Air Cooling, 2007. USU e-Repository © 2008
sementit tetapi bila didinginkan sampai batas kritis 738 C fasa gamma
sebahagian akan terdistorsi menjadi fasa alpha, dan bila dilanjutkan pendinginan dibawah sedikit batas kritis ferit akan bergabung didalam pearlit dan austenit akan
bertranformasi menjadi karbida sementit andaikan didinginkan secara cepat fasa austenit akan bertransfomasi menjadi sementit Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Perubahan Mikrostruktur Baja Karbon Selama Pendinginan Lambat Adnyana,1994
Tranformasi sementit tidak terjadi dan produk transformasinya akan berubah menjadi fasa bainit dan martensit. Fasa bainit terbentuk akibat pendinginan
Tri Chandra Surapati : Analisis Simulasi Fraksi Baja Mangan Fe Mn Pada Kondisi Pendinginan Udara Air Cooling, 2007. USU e-Repository © 2008
dengan cepat mencapai temperatur 200 C sampai 400
C terlihat pada Gambar 2.8 dan Gambar 2.9.
Gambar 2.8 Struktur Kristal Martensit Adnyana,1994
Gambar 2.9 Dimensi cell unit dari struktur kristal martensit Adnyana,1994
Tri Chandra Surapati : Analisis Simulasi Fraksi Baja Mangan Fe Mn Pada Kondisi Pendinginan Udara Air Cooling, 2007. USU e-Repository © 2008
Dari Gambar 2.10 Mikrostruktur campuran ferit dan pearlit dengan temperatur tinggi akan menghasilkan bainit kasar dan bainit halus sekitar martensit
sempurna Mikrostruktur berbentuk plat-plat yang runcing Gambar 2.11.
Gambar 2.10 Perubahan Mikrostruktur dalam baja karbon rendah akibat perbedaan pendinginan Adnyana,1994
Gambar 2.11 Struktur martensit yang berbentuk plat-plat runcing Adnyana,1994
Tri Chandra Surapati : Analisis Simulasi Fraksi Baja Mangan Fe Mn Pada Kondisi Pendinginan Udara Air Cooling, 2007. USU e-Repository © 2008
Fasa martensit, bila austenit didinginkan dengan cepat dibawah temperatur pembentukkan bainit, dimana martensit terbentuk karena transformasi tanpa difusi
sehingga atom C seluruhnya terperangkap dalam larutan jenuh dan menghasilkan kekerasan yang sangat tinggi dan menimbulkan distorsi pada struktur kristal FCC
menjadi BCC dan tingkat distorsi tergantung pada keadaan paduan Gambar 2.7 dan Gambar 2.8.
Gambar 2.12 Mikrostruktur Metode Jeffrei Vander 1984
dari Gambar 2.12 Mikrostruktur Jeffrei dapat ditentukan diameter butir rata rata dengan antara lain dengan metode Jeffrei Rumus :
Jumlah butir per milimeter persegi Na dapat dihitung dengan persamaan Na=f
+
1
n
⎟ ⎠
⎞ 2
2
n
..........................................................................................2-1 Dimana f adalah faktor Jeffries
f= A
M
2
,.......................................................................................................2- 2
A
adalah luas lingkaran yang terbentuk pada Gambar 2.12 Mikro struktur
Tri Chandra Surapati : Analisis Simulasi Fraksi Baja Mangan Fe Mn Pada Kondisi Pendinginan Udara Air Cooling, 2007. USU e-Repository © 2008
A
mm
2
=
A
=
1 Na
...........................................................................2-3 Diameter butir rata-rata dapat ditentukan dengan persamaan 2-4
d mm =
A
12
=
2 1
1 Na
.............................................................2-4
Ukuran butir G berdasarkan standard ASTM E112 sebagai berikut : Sebagai pembanding diameter butir dari mikro struktur dapat dilihat berdasarkan
standar ASTM no.112 E pada lampiran E, dengan terlebih dahulu menghitung ukuran butir G dengan persamaan 2.5
G =
2 log
log
A
N
- 2.95
G=
[
- 2.95.........................................................2 - 5
]
log 322
. 3
A
N Hasil diameter butir perhitungan dibandingkan dengan Tabel data grain size
berdasarkan standar ASTM E 112, Lampiran E.
Tri Chandra Surapati : Analisis Simulasi Fraksi Baja Mangan Fe Mn Pada Kondisi Pendinginan Udara Air Cooling, 2007. USU e-Repository © 2008
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian
