Kekerasan yang dapat dicapai tergantung pada persentasekadar karbon dalam baja. Kekerasan juga tergantung pada temperatur pemanasan autenintising
temperature, lama waktu penahanan suhu dan laju pendinginan yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras bergantung pada herdenability.
Untuk memperoleh kekerasan yang baik martensit yang keras maka pada saat pemanasan harus dapat dicapai struktur austenit, karena hanya austenit yang dapat
bertransformasi menjadi martensit. Bila pada saat pemanasan masih terdapat struktur lain maka pada saat didinginkan akan diperoleh 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 proses pengerasan yang dilakukan terhadap suatu baja perlu dilakukan suatu percobaan pemanasan dan quenching pada beberapa temperatur
dan dianalisis struktur yang terjadi. Pada beberapa literatur dan juga pada brosur dari pabrik pembuatan baja dapat
diperoleh daerah temperatur pemanasan untuk hardening yang jugaakan saling tergantung pada beberapa faktor lain, antara lain lama waktu penahanan suhu Dalil
dkk, 1999
2.4.1 Pengerasan Baja
Pengerasan yang dilakukan secara langsung adalah baja dipanaskan untuk menghasilkan struktur austenit dan selanjutnya didinginkan. Pembentukan sifat-sifat
dalam baja bergantung pada kandungan karbon, temperatur pamanasan, sistem pendinginan serta bentuk dan ketebalan bahan.
1. Pengaruh unsur karbon
Supaya dihasilkan suatu perubahan sifat-sifat baja, maka unsur karbon yang larut dalam padat harus secukupnya setelah dilakukan pendinginan untuk
menghasilkan perubahan lapisannya. Jika kandungan karbon kurang dari 0,15, maka tidak terjadi perubahan sifat-sifat baja setelah didinginkan.
Kenaikan kandungan karbon berhubungan dengan kenaikan kekuatan dan kekerasan sebagai hasil dari pendinginan. Tetapi kenaikan tersebut akan
mengurangi kekenyalan pada baja seperti Gambar 2.2. 2.
Pengaruh suhu pemanasan
Universitas Sumatera Utara
Supaya terjadi palarutan yang lengkap sebagai hasil dari pendinginan, maka penting adanya pelarutan unsur karbon dalam jumlah yang cukup laruatan
padat sebgai hasil dari pemanasan. Baja yang mengandung karbon kurang dari 0,83 dipanaskan di atas titik kritis atas tertinggi. Seluruh unsur karbon
masuk ke dalam larutan padat dan selanjutnya didinginkan. Baja dengan kandungan karbon lebih dari 0,83 biasanya dipanaskan hanya sedikit di atas
titik kritis terendah bawah. Dalam hal ini tidak terjadi perubahan perlit menjadi austenit. Pendinginan yang dilakukan pada suhu itu akan membentuk
martensit, seperti Gambar 2.3. Sewaktu kandungan karbon di atas 0,83 tidak terjadi perubahan sementit bebas menjadi austenit karena larutannya telah
menjadi keras. Sehingga perlu dilakukan pemanasan pada suhu tinggi untuk mengubahnya dalam bentuk austenit. Austenit akan menghasilkan struktur
berbentuk kasar tanpa mengalami penambahan yang cukup besar pada kekerasan dan kekuatannya. Akan tetapi menyebabkan baja menjadi lebih
rapuh setelah didinginkan. Lamanya pemanasan tergantung pada ketebalan bahan, tetapi bahan tidak berukurn panjang karena akan menghasilkan struktur
yang kasar. Dari jurnal sebelumnya telah dilakukan penelitian terhadap Struktur
Mikro Baja C-Mn pada pengelasan busur terendam dengan variasi masukan panas. Besarnya masukan panas heat input sangat tergantung pada kecepatan
pengelasan, ternyata hal itu memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap luasan yang terpengaruh oleh panas, baik luasan di daerah lasan
fusion zone maupun pada daerah heat affected zone HAZ. Jika masukan panas terlalu besar, maka laju pendinginan dari proses pengelasan menjadi
lambat, dan akibatnya struktur yang terbentuk didominasi oleh ferit batas butir yang bersifat lunak. Suharno, 2005.
Universitas Sumatera Utara
Sumber : Amanto, 1999
Gambar 2.2. Hubungan antara kandungan karbon dengan kekerasan baja
Sumber :Amanto, 1999
Gambar 2.3 Hubungan antara kandungan karbon dengan suhu pemanasan
3. Pengaruh pendinginan
Jika baja didinginkan dengan kecepatan minimum yang disebut dengan kecepatan pendingin kritis, maka seluruh austenit akan berubah ke dalam
bentuk martensit. Sehingga dihasilkan kekerasan baja yang maksimum. Kecepatan pendingin kritis tergantung pada komposisi kimia baja. Bila
kecepatan pendingina sedikit lebih rendah dari kecepatan pendingin kritis, akan terbentuk “toorsit”. Toorsit dan sorbit lebih keras dan kuat daripada baja
yang mempunyai struktur yang seimbang. Kecepatan pendinginan bergantung pada pendinginan yang digunakan.
Universitas Sumatera Utara
2.5 Pendinginan Secara Cepat Quenching
