Pendinginan Secara Cepat Quenching

2.5 Pendinginan Secara Cepat Quenching

Pendinginan baja secara mendadak dari 700ºC lebih adalah suatu pengerjaan yang sangat drastis dan quenching sering mengakibatkan keretakan dan pergeseran benda kerja. Karena pendinginan itu mulai dari luar sewaktu pencelupan, penyusutan dan pengerasan dengan cepat terbentuk pada lapisan sekitar teras yang tidak terjadi pendinginan dan penyusutan dalam waktu yang sama. Waktu panas merambat keluar teras tersebut mulai dingin dan ketika melalui titikkritis atas, terjadilah ekspansi berhubungan dengan perubahan dari besi γ ke besi α. Lapisan keras telah dipengaruhi oleh perubahan ini lalu terjadilah penyusutan, sedangkan pada teras sedang berlangsung sedikit ekspansi. Hal inilah yang menyebabkan keretakan. Sejumlah media digunakan dalam quenching untuk mendapatkan variasi pendinginan. Larutan soda akustik 5 memberikan pendinginan yang sangat dahsyat ditambah dengan air asin dan air dingin. Air hangat, minyak mineral, minyak binatang dan sayur-sayuran memberikan pendinginan yang lambat. Satu efek pendinginan yang lambat pada teras terutama untuk benda-benda yang besar adalah bagian dalam baja hampir tidak sekeras bagian luarnya. Oleh karena itu akan terjadi pengendapan karbon dan bagian tengah baja akan mengandung pearlite. Hal ini tidak merugikan karena teras yang sedikit lebih lunak akan mengubah keadaan menjadi tidak rapuh dan lebih kuat. Sebagai media pendinginan yang umum dipakai tergantung dari pembentukan sifat serta sesuai proses pemanasan yang dilakukan adalah sebagai berikut : a. Udara Pendinginan di udara adalah merupakan suatu pendinginan serta perlahan- lahan di ruangan terbuka yang bertujuan untuk menormalkan kembali struktur logam karena adanya efek pengerjaan terhadap bahan baja. Pada pendinginan di udara terjadi pada fasa autenisasi, 50ºC samapai 60ºC di dalam daerah austenit murni. Pendinginan di udara mencegah terjadinya segresi proetekrad Universitas Sumatera Utara yang berlebihan da terbentuknya struktur mikro perlit yang halus. Proses ini disebut normalising. Pendinginan secara perahan-lahan dengan media pendinginnya udara terjadi pada proses annealing pendinginan dilakukan pada furnance tungku atau di ruangan yang agak tertutup sehingga jumlah udara yang masuk agak terbatas yang akan mempengaruhi kecepatan pendinginan. b. Oli, NaCl, NaOH dan air. Pendinginan dengan oli, NaCl, NaOH dan air merupakan suatu pendinginan dengan kecepatan setelah dilakukan pemansan sampai 50ºC di atas temperatur titik kritis selama beberapa waktu. Proses pendinginan ini biasanya juga disebut dengan quenching celup langsung. Pendinginan dengan kecepatan akan menghasilkan martesit yang keras dan agak rapuh. Pada proses pendinginan ini akan terbentuk austenit yang lebih padat daripada martensit dan juga lebih padat daripada ferit ditambah dengan karbida, hal ini yang merupakan masalah pada pendinginan secara celup langsung dari austenit ke martensit karena bagian tengah yang lebih lambat pendinginannya bertransformasi dan muai. Setelah permukaannya lebih cepat pendinginannya menjadi martensit yang rapuh jadi retak dapat terjadi pada baja dengan ukuran lembaran atau kawat khususnya bila kadar karbon lebih besar dari 0,5. Adapun sifat-sifat dari NaCl dapat kita lihat pada tabel 2.2 berikut ini: Tabel 2.2 Sifat-sifat dari Natrium Klorida NaCl No Variabel Nilai 1 Titik lebur 800,80ºC 2 Titik didih 1465,00 ºC 3 Massa jenis 2,16 grcm³ 4 Kekerasan 2,50 5 Indek bias 1,54 6 Panas spesifikasi 0,85 j.gr ºC 7 Panas pembentukan 517,10 jgr. ºC 8 Panas pelautan 1 kg,25º C 3,76 kjmol Pendinginan dengan menggunakan larutan air dan garam NaCl bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik baja yang diuji tersebut. Dengan persentase yang berbeda akan membuktikan sejauh mana pengaruh yang ditimbulkan dan seberapa besar Universitas Sumatera Utara perubahan yang terjadi pada bahan uji. Dari perendaman tersebut akan menghasilkan terak-terak di permukaan logam. Jika terak itu rusak dan tidak mampu memperbaiki diri maka korosi akan terjadi pada permukaan logam. Bahan yang kita gunakan adalah garam dapur yang dapat dituliskan proses kimianya sebagai berikut: Na Na + + e + ………………………………… 2.1 Cl + e + Cl - …………………………………. 2.2 Dari proses kimia di atas maka diperoleh keseluruhannya, dimana garam dicampur dengan air maka akan menghasilkan lauran NaCl : Na + Cl Na + + Cl - ………………………….. 2.3 Oleh karena timbulnya korosi tersebut akibat adanya proses perendaman maka perlu dilakukan pengujian tarik pada bahan tersebut. Pengujian tarik merupakan suatu tindakan yang dilakukan untuk mengetahui kekuatan tarik suatu bahan. Setiap bahan-bahan yang akan dilakukan pengujian tarik telah dipengaruhi oleh adanya korosi misalnya : pencampuran air dan garam yang dapat mengakibatkan sifat mekanik bahan tersebut menjadi berkurang. Oleh karena itu permukaan bahan semakin kecil dan mengalami kerusakan. Untuk mengetahui dan mengatasinya perlu dilakukan pengujian mekanik sampai seberapa besar perubahan yang terjadi pada hasil pengujian dan bagaimana hasil grafik yang akan diperoleh baik itu yang mengalami korosi maupun dan tidak mengalami korosi atau standar Dewi, 2002.

2.6 Sifat Mekanik Logam