menimbulkan regangan kisi setempat yang menghambat pergerakan dislokasi. Akibatnya struktur menjadi keras dan sangat kuat tetapi rapuh. Dengan mikroskop optik tampak jaringan
tampak jaringan jarum yang berbeda sekali dengan perlit. Kekerasan struktur autenit yang dicelupkan tadi sebanding dengan regangan kisi.
Makin rendah kadar karbon, makin kecil regangan. Kekerasan maksimum dicapai jika kadar karbon berkisar antara 0,6-0,8. Baja yang menghasilkan efek pengerasan yang memadai
disebut baja karbon menengah atau baja karbon kontruksi. Baja dengan kadar di atas 0,8 mempunyai kekuatan dan kekerasan yang lebih baik setelah perlakuan panas, tetapi memiliki
kelebihan kelebihan semetit. Menghasilkan ketahanan terhadap kehausan dan baja karbon tinggi sering digunakan untuk membuat perkakas pembentuk.
Ada dua cara untuk mengatasi kerapuhan baja martensit celup guna mendapatkan kombinasi kekerasan dan ketangguhan secara menyeluruh. Pertama,martensit yang telah
terbentuk ditemper. Temper merupakan proses perlakuan panas terkendali yang memungkinkan sebagai dari karbon yang terperangkap meninggalkan lokasi interstisial antar
atom besi dan bila mungkin dari partikel semetit. Kedua, dengan mendinginkan besi- γ dari
suhu austenit sedemikian rupa sehingga diperoleh struktur antara ini mempunyai sifat mirip dengan martensit temper dan disebut bainit Alexander,1991.
2.1.5. Perlakuan Panas Heat Treatment
Sifat-sifat mekanis logam perlu adanya suatu perlakuan, misalnya perlakuan panas heat treatment. Perlakuan panas adalah suatu proses pemanasan dan pendinginan logam
dalam keadaan padat yang tetap, tegangan dalam dapat dihilangkan, besar butir dapat diperbesar atau diperkecil, ketangguhannya dapat ditingkatkan atau dapat dihasilkan suatu
permukaan yang keras disekeliling inti yang ulet. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara lain ,
langkah perlakuan panas, cairan pendingin, temperatur pemanasan dan lain-lain. Proses yang paling banyak dipakai di industri logam atau bengkel-bengkel logam lainnya adalah proses
hardening. Alat-alat permesinan atau komponen-komponen mesin banyak yang harus dikeraskan sehingga tahan aus dan kemampuan untuk memotong meningkat, atau baja dapat
dilunakkan untuk memudahkan permesinan lebih lanjut. Untuk memungkinkan perlakuan panas yang tepat, susunan kimia baja harus ketahui, karena perubahan komposisi kimia
khususnya karbon dapat mengakibatkan perubahan sifat-sifat fisis Surdia,1995. Perlakuan panas pada baja dapat dilakukan sebagai berikut:
1. Pemanasan pada temperatur rendah
Akibat pengerjaan ini adalah tidak menghasilkan perubahan dalam struktur baja, hanya mengakibatkan perubahan yang kecil dalam sifat-sifat mekaniknya. Apabila
dalam pengerjaan ini dihasilkan suatu permukaan baja yang keras, maka dapat dihilangkan dengan cara penuangan, dan pengerjaan dalam mesin perkakas.
2. Pemanasan dalam temperatur tinggi
Apabila baja dipanaskan terus menerus yang mengakibatkan suhu pemanasan naik dan mencapai suatu suhu tertentu, maka terjadi pembentukan butiran-butiran baru
yang bentuk dan ukurannya kecil dan halus. Pembentukan butiran dapat terjadi walaupun ,ukuran original sebelumnya besar dan kasar, dimana perubahan terjadi
sebalum pengerjaan dingin. Proses tersebut dikenal dengan proses pengkristalan kembali. Temperatur pengkristalan untuk beberapa logam dapat dilihat pada tabel
2.1 pengkristalan dapat dikatakan kompleks apabila seluruh struktur logam terdiri dari butir-butiran halus.
Tabel 2.3. Pengkristalan Kembali Pada Beberapa Logam
No Jenis Logam
Temperatur
o
C Pengkristalan Kembali
Titik Cair 1
Wolfram 1200
3410 2
Molebden 900
2620 3
Nikel 600
1458 4
Besi 450
1535 5
Kuningan 400
900-1050 6
perunggu 400
900-1050 7
Tembaga 200
1083 8
Perak 200
960 9
Alumunium 150
660 10
Magnesium 150
651 11
Seng 70
419
12 Timbal
20 327
13 Timal
20 232
Sumber: Amanto,1999 3.
Pemanasan secara terus menerus Pada pemanasan baja yang dilakukan secara terus menerus, terjadi penyerapan
unsur-unsur lainnya terutama unsur karbon oleh butiran-butiran besi, sehingga akan dihasilkan oleh suatu struktur yang berbentuk kasar. Proses tersebut dikenal
sebagai proses pertumbuhan butir grain growth. Jadi pemanasan pada temperatur tinggi akan menyebabkan terjadi pertumbuhan buturan melalui pengkristalan
kembali pada baja, yang mengakibatkan perubahan bentuk dan ukuran butiran- butiran. Selain itu, pertumbuhan butiran-butiran akan terjadi terus-menerus selama
dilakukan pendinginan. Pengkristalan kembali dan pertumbuhan butiran yang terjadi terhadap baja akibat pengerasn panas, berpangaruh terhadap sifat-sifat
mekanik baja. Gambar
Proses yang dilakukan dalam perlakuan panas, terdiri dari pelunakan annealing, penormalan normalizing, pengerasanhardening, dan tempering.
1. Annealing
Kristalisasi ulang bisa dilakukan dengan annealing dan pengerasan panas ini tidak akan menghasilkan logam tersebut pada kelunakan dan kekenyalan semula,
menghilangkan efek-efek pengerasan pada pekerjaan. Pada proses annealing pemanasan yang dilakukan diikuti dengan pendinginan perlahan-lahan. Pendinginan
yang lambat adalah hal yang utama didalam proses, yang membuat baja selunak mungkin dan menghindari terjadinya tegangan-tegangan dalam baja yang mengalami
proses annealing, struktur butiran termasuk kasar, ferit dan perlit, membentuk area- area terpisah.
Annealing didefenisikan sebagai pemanasan pada suhu yang sesuai, diikuti dengan kecepatan pendinginan yang sesuai. Hal ini bertujuan untuk menginduksi
kelunakan, memperbaiki sifat-sifat pengerjaan dingin,dan membebaskan tegangan- tegangan pad baja sehingga diperoleh struktur yang dikehendaki.
Sifat-sifat baja yang disebutkan pada defenisi diatas dapat dartikan bahwa baja harus dipanaskan melalui suhu pengkristalan kembali untuk membebaskan tegangan-
tegangan pada baja. Kemudian mempertahankan pemanasannya pada suhu tinggi untuk membuat pertumbuhan butiran-butiran dan suatu struktur lapisan austenit. Dan
seterusnya didinginkan secara perlahan-lahan untuk membuat suatu struktur lapisan perlit, menginduksi kelunakan, dan memperbaiki sifat-sifat pengerjaan dingin.
2. Normalizing
Proses normalizing diperlukan untuk mengembalikanbaja pada kondisi yang seragam pembuatannya. Ada beberapa persamaan dengan annealing, tetapi dalam
normalizing baja dipanaskan diatas suhu kritisitas dan dibiarkan dingin diuadara terbuka still air, yang membuat suatu tingkat pendinginan yang lebih cepat. Ini
memberikan waktu yang cukup untuk pemisahan penuh dari perlit dan semetit, dan dari pada terbentuk menjadi area-area terpisah dalam suatu struktur kasar, keduanya
akan bercampur dengan baik sekali dalam suatu struktur yang lebih halus. 3.
Hardening Bila baja didinginkan di atas suhu kritis atas, pendinginan berjalan cepat, endapan
karbon akan ditekan dan struktur dibekukan dalam suatu larutan padat. Baja tersebut amat keras dan regas, bila dilihat dengan mikroskop akan terlihat struktur seperti
jarum dikenal dengan martensit. Baja-baja karbon biasa, biasanya tidak begitu banyak. Pengerasan dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi,kekuatan dan
fatigue limit strength yang baik. Kekerasan dapat dicapai tergantung pada karbon dalam baja dan kekerasan yang
terjadi akan tergantung pada temperatur pemanasan temperatur austentizing, holding time dan laju pendinginan yang di lakukan serta seberapa tebal bagian penampang
yang menjadi keras banyak tergantung pada hardenability. Untuk memperoleh kekerasan yang baik martensit yang keras maka pada saat
pemanasan harus dapat dicapai unsur austenit, karena hanya unsur austenit yang dapat bertransformasi menjadi martensit.
Bila pada saat pemanasan masih terdapat struktur lain maja setelah didinginkan akan memperoleh struktur yang tidak seluruhnya terdiri dari martensit. Bila struktur lain
itu bersifat lunak, misalnya ferit maka tentunya kekerasan yang tercapai juga tidak akan maksimum.
Untuk menentukan temperatur pemanasan yang baik untuk pengerasan yang dilakukan suatu percobaan pemanasan dan quenching pada beberapa temperatur dan
dianalisis struktur yang terjadi.
Pengerasan yang dilakukan secara langsung adalah baja dipanaskan untuk menghasilkan struktur austenit dan selanjutnya didinginkan. Pembentukan sifat-sifat
dalam baja pada kandungan karbon, temperatur pemanasan, sistem pendingin, serta bentuk dan ketebalan bahan.
4. Tempering
Pemanasan kedua dimana baja dipanaskan sampai dibawah titik kritis bawah kemudian dilakukan pendinginan. Di sini kekerasan sedikit diturunkan, tetapi baja
tersebut jadi lebih kuat. Setelah dinaikkan sampai panas penyepuhan, baja dibiarkan dingin secara perlahan-lahan. Suhu yang pasti untuk tempering itu tergantung pada
kegunaan baja tersebut. Tingkat kekerasan yang dicapai setelah pendinginan tergantung pada kandungan karbon dalam baja, yang mengandung kurang dari 0,3 unsur karbon
tidak memperlihatkan perubahan yang nyata. Kekerasan maksimun dicapai baja mengandung 1,2 unsur karbon.
2.1.6. Pendinginan Secara Cepat
