2.3 Perlakuan Panas Heat Treatment
Perlakuan panas atau Heat Treatment mempunyai tujuan untuk meningkatkan keuletan, menghilangkan tegangan internal internal stress,
menghaluskan ukuran butir kristal dan meningkatkan kekerasan atau tegangan tarik logam. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi
perlakuan panas, yaitu suhu pemanasan, waktu yang diperlukan pada suhu pemanasan, laju pendinginan dan lingkungan atmosfir. Cara yang dipakai
ialah memanaskan logam sehingga terbentuk suatu fasa, kemudian diikuti dengan pendinginan cepat. Dengan cara ini pada temperature kamar akan
terbentuk satu fasa yang kelewat jenuh. Bila logam dalam keadaan tersebut dipanaskan maka fasa-fasa yang larut akan mengendap.
Perlakuan panas adalah kombinasi anatara proses pemanasan atau pendinginan dari suatu logam atau paduannya dalam keadaan padat untuk
mendapatkan sifat-sifat tertentu. Untuk mendapatkan hal ini maka kecepatan pendinginan dan batas temperatur sangat menentukan 9.
Perlakuan panas dibedakan: a proses laku panas dengan kondisi equilibrium, seperti annealing, normalising b proses laku panas non-
equilibrium, seperti pengerasan hardening. Jenis-jenis perlakuan panas antara lain :
2.4.1 Annealing
Proses annealing atau melunakkan baja adalah proses pemanasan baja diatas temperatur kritis 723
o
C selanjutnya dibiarkan berapa lama sampai temperatur merata disusul dengan pendinginan secara perlahan-lahan
sambil dijaga agar temperatur bagian luar dan dalam kira-kira sama hingga
Universitas Sumatera Utara
diperoleh struktur yang diinginkan dengan menggunakan media pendingin udara.
Tujuan proses annealing yaitu : Melunakkan material logam
Menghilangkan tegangan dalamsisa Memperbaiki butir-butir logam
2.4.2 Normalizing
Normalizing adalah proses pemanasan logam hingga mencapai fase
austenite yang kemudian didinginkan secara perlahan-lahan dengan media pendingin udara. Hasil pendinginan ini berupa perlit dan ferit namun
hasilnya jauh lebih mulus dari annealing. Prinsip proses normalizing adalah melunakkan logam. Namun pada baja karbon tinggi atau paduan
tertentu dengan proses ini belum tentu memperoleh baja lunak. Mungkin berupa pengerasan dan ini tergantung dari kadar karbon.
Normalizing dilakukan untuk mendapatkan struktur mikro dengan
butir halus dan seragam. Proses ini dapat diartikan sebagai pemanasan dan mempertahankan pemanasan pada suhu yang sesuai diatas batas perubahan
diikuti dengan pendinginan secara bebas di dalam udara luarsupaya menjadi seragam dan juga untuk memperbaiki sifat-sifat mekanik dari baja
tersebut
2.4.3 Hardening
Pengertian hardening atau pengerasan ialah perlakuan panas terhadap baja dengan sasaran meningkatkan kekerasan alami baja. Hardening
Universitas Sumatera Utara
menuntut pemanasan benda kerja menuju suhu pengerasan dan pendinginan secara cepat dengan kecepatan pendinginan kritis 14.
Faktor penting yang dapat mempengaruhi proses hardening terhadap kekerasan baja yaitu oksidasi oksigen udara. Selain berpengaruh terhadap
besi, oksigen udara berpengaruh terhadap karbon yang terikat sebagai sementit atau yang larut dalam austenit. Oleh karena itu pada benda kerja
dapat berbentuk lapisan oksidasi selama proses hardening. Pencegahan kontak dengan udara selama pemanasan atau hardening dapat dilakukan
dengan jalan menambah temperature yang tinggi karena bahan yang terdapat dalam baja akan bertambah kuat terhadap oksigen. Jadi, semakin
tinggi temperatur, semakin mudah untuk melindungi besi terhadap oksidasi 14.
Proses hardening atau pengerasan baja adalah suatu proses pemanasan logam sehingga mencapai batas austenit yang homogen. Untuk
mendapatkan ke-homogenan ini maka austenite perlu pemanasan yang cukup. Selanjutnya secara cepat baja tersebut dicelupkan ke media
pendingin, tergantung pada kecepatan pendinginan yang kita inginkan untuk mencapai kekerasan baja.
Pada waktu pendinginan yang cepat pada fase austenit tidak sempat berubah menjadi ferit atau pearlit karena tidak ada kesempatan bagi atom-
atom karbon yang telah larut dalam austenite untuk mengadakan pergerakan difusi dan berbentuk sementit oleh karena iti terjadi fase yang
martensit, ini berupa fase yang sangat keras dan tergantung pada keadaan karbon.
Universitas Sumatera Utara
Dasar pengujian pengerasan pada bahan baja yaitu suatu proses pemanasan dan pendinginan untuk mendapatkan struktur kerasyang
disebut martensit. Martensit yaitu fasa larutan padat lewat jenuh dari karbondalam sel satuan tetragonal pusat badan atau mempunyai bentuk
Kristal Body Centered Tetragonal BCT.
Sumber : ASM International, Material Park
Gambar 2.4 Struktur Kristal Martensit-Body Centered Tetragonal BCT
Makin tinggi derajat kelewatan jenuh karbon, maka makin besar perbandingan satuan sumbu sel satuannya, martensit makin keras tetapi
getas. Martensit adalah fasa metastabil terbentuk dengan laju pendinginan cepat, semua unsur paduan masih larut dalam keadaan padat. Pemanasan
harus dilakukan secara bertahap preheating dan perlahan-lahan untuk memperkecil deformasi ataupun resiko retak. Setelah temperatur
pengerasan austenitizing tercapai, ditahan dalam selang waktu tertentu holding time kemudian didinginkan cepat.
Tahap pendinginan lambat pada baja mengakibatkan suatu keadaan yang relatif lunak atau plastis. Untuk menambah kekerasan baja, dapat
dilakukan dengan pengerjaan yang dimana baja dipanaskan sampai suhu
Universitas Sumatera Utara
1050
o
C kemudian didinginkan secara cepat quenching. Tujuan pengerjaan ini dengan maksud pengerasan baja adalah mendinginkan atau
melindungi suatu perubahan austenitic dari pada pendinginan.
2.4.4 Tempering