Penahanan suhu selama beberapa waktu holding time bertujuan agar karbon yang terdapat dalam karbida dapat larut ke fasa austenit secara merata dan temperatur
yang diterima pada permukaan dan bagian dalam baja merata sehingga pada waktu dilakukan pencelupan cepat tidak mengalamai keretakan. Waktu yang diperlukan
untuk penahanan temperatur holding time tegantung pada jenis baja yang diberikan perlakuan panas heat treatment.
2.3.3 Pemanasan Kembali Re-heat Treatment
Pemanasan kembali atau re–hearttreatment adalah suatu proses pemberian panas kembali pada baja yang telah dianilisasi dengan temperatur yang lebih rendah
dari temperatur anilisasi. Bertujuan untuk menghasilkan fasa baru yang mempengaruhi mikro struktur baja. Selama proses re-heat treatment berlangsung
dengan waktu tahan yang diberikan bervariasi akan menghasilkan mikro struktur yang bervariasi seiring dengan terbentuknya fasa baru.
2.3.4 Pendinginan
Proses pendinginan dilakukan setelah perlakuan diberikan pada baja. Pada umumnya struktur mikro dari baja tergantung pada laju pendinginan dari temperatur
fasa austenit sampai kepada teperatur kamar. Pendinginan dibagi atas 2 jenis, yaitu pendinginan cepat dan pendinginan lambat. Pendinginan cepat bertujuan agar
terbentuk mikro struktur baja yang keras dan getas, sedangkan pendinginan lambat bertujuan agar diperoleh mikrostruktur yang lebih stabil dikarenakan perubahan
bentuk butir terjadi secara perlahan-lahan sehingga menghasilkan baja yang lunak dan ulet.
Sundari Hariyati Harahap : Penentuan Persentase Pembentukan Fasa Austenit Pada Transformasi Bainit Baja Mangan FeMn Dengan Validasi Microhardness Dan Macrohardness Pada Temperatur 500ºC, 2008
USU Repository © 2008
Pendinginan cepat dan pendinginan lambat dengan berbagai media pendinginan
yang digunakan antara lain :
1. Pencelupan quenching dengan media : air, minyak, dan es.
2. Pendinginan di udara atau dikenal dengan air cooling.
3. Pendinginan di dalam tungku atau dapur dikenal dengan furnace
cooling. Laju pendinginan sangat mempengaruhi struktur mikro bahan dan pengaruh
kedua ini dapat dilihat pada Gambar 2.2. Hubungan antar kecepatan pendinginan dan mikro struktur yang terbentuk biasanya digambarkan dalam diagram yang
menghubungkan waktu, temperatur dan transformasi Continous Cooling Transformation atau CCT. Gambar 2.2 merupakan diagram CCT dari baja AISI
4340.
Sundari Hariyati Harahap : Penentuan Persentase Pembentukan Fasa Austenit Pada Transformasi Bainit Baja Mangan FeMn Dengan Validasi Microhardness Dan Macrohardness Pada Temperatur 500ºC, 2008
USU Repository © 2008
Gambar 2.2 Diagram Continous Cooling Transformation CCT Variasi Media Pendinginan terhadap Mikro Struktur yang Dihasilkan
Shackelford, 1996
Gambar 2.2 menunjukkan bahwa struktur martensit dihasilkan dengan pencelupan di air dengan waktu 1 - 10 detik. Sedangkan struktur martensit dan
pearlit diperoleh dengan pencelupan di oli dengan waktu 10 - 100 detik. Struktur bainet dan pearlit diperoleh dengan pendinginan di udara dengan waktu lebih kurang
9050 - 10000 detik dan struktur mikro pearlit diperoleh dengan pendinginan di dapur pada waktu lebih besar dari 100000 detik.
Dari gambar 2.2 juga ditunjukkan bila kecepatan pendinginan menurun berarti waktu pendinginan dari temperatur austenit juga menurun, sehingga mikro struktur
yang terbentuk adalah dari gabungan ferrit-pearlit ke ferrit-pearlit-bainit-martensit, kemudiaan ke bainit-martensit dan akhirnya pada kecepatan yang tinggi sekali
mikrostruktur akhirnya martensit. Pembentukan martensit, terjadi dekomposisi austenit dalam ferrit + karbida
α + C. Hal ini berarti bahwa ada waktu untuk karbon untuk berdisfusi dan berkonsentrasi dalam fasa karbida sehingga ferit
kekurangan karbon bila austenit didinginkan dengan sangat cepat. Bila logam yang telah mengalami pengerjaan dingin dipanaskan kembali maka
atom-atom akan menerima sejumlah energi, dan membentuknya menjadi energi panas yang dapat dipakai untuk bergerak dan membentuk sejumlah kristal yang bebas cacat,
bebas tegangan dalam.
Sundari Hariyati Harahap : Penentuan Persentase Pembentukan Fasa Austenit Pada Transformasi Bainit Baja Mangan FeMn Dengan Validasi Microhardness Dan Macrohardness Pada Temperatur 500ºC, 2008
USU Repository © 2008
Peristiwa perubahan yang terjadi selama proses pemanasan kembali dibagi menjadi tiga tahap:
1. Pemulihan Recovery
2. Rekristalisasi Recrystalization
3. Pertumbuhan butir Grain growth
1. Pemulihan Rcovery Pemulihan terjadi pada awal pemanasan kembali dengan temperatur rendah,
dan perubahan tidak diikuti dengan perubahan struktur, serta perubahan sifat mekanik. Perubahan yang terjadi hanyalah berkurangnya tegangan dalam.
Perlunya pengurangan tegangan dalam ini untuk dapat mencegah terjadinya distorsi pada bahan yang mengalami pengerjaan dingin akibat tegangan sisa.
2. Rekristalsasi Recrystalization Pemanasan kembali hingga temperatur yang lebih tinggi akan menyebabkan
munculnya kristal yang baru dari kristal yang terdistorsi, dengan struktur kristal dan komposisi kimia yang sama pada saat sebelum pengerjaan dingin, kecuali
kristal yang dendrite, kristal yang tadinya dendrite, setelah pengerjaan dingin dan pemanasan kembali bentuk dendrite akan hilang. Kristal baru yang mula-
mula muncul pada batang kristal yang mengalami distorsi paling hebat yang terjadi pada batas butir dan bidang slip. Kelompok-kelompok atom cluster of
atom disekitarnya menjadi inti. Sehingga inti bertumbuh menjadi kristal baru, yang lebih besar dan akhirnya kristal lama yang terdeformasi akan habis.
Sundari Hariyati Harahap : Penentuan Persentase Pembentukan Fasa Austenit Pada Transformasi Bainit Baja Mangan FeMn Dengan Validasi Microhardness Dan Macrohardness Pada Temperatur 500ºC, 2008
USU Repository © 2008
Rekristalisasi terjadi melalui pergantian dan pertumbuhan. Untuk memperoleh suatu proses rekristalisasi diperlukan masa inkubasi. Masa inkubasi diperlukan
sebagai waktu untuk mengumpulkan sejumlah energi yang cukup memulai rekristalisasi. Mula-mula laju kristalisasi rendah kemudian cepat dan akhirnya
melambat lagi menjelang akhir proses Gambar 2.3.
Temperature Amount of cold work
New grains Ductility
Strength Hardness
Gambar 2.3 Proses Rekristalisasi Wahid,1987
Rekristalisasi dapat terjadi pada temperatur tertentu yang dinamakan temperatur rekristalisasi yaitu temperatur dimana logam yang dideformasi dingin akan
mengalami rekristalisasi, yang dapat selesai dalam satu jam. Tingginya temperatur rekristalisasi ini dipengaruhi oleh besarnya deformasi dingin
sebelumnya. Temperatur rekristalisasi makin rendah bila logam telah mengalami pendinginan.
Sundari Hariyati Harahap : Penentuan Persentase Pembentukan Fasa Austenit Pada Transformasi Bainit Baja Mangan FeMn Dengan Validasi Microhardness Dan Macrohardness Pada Temperatur 500ºC, 2008
USU Repository © 2008
Logam yang dideformasi pada temperatur diatas temperatur rekristalisasi akan langsung mengalami rekristalisasi dan setelah deformasi selesai akan diperoleh
kristal yang sama dengan kristal sebelum mengalami deformasi pengerjaan panas.
2.4 Pertumbuhan Butir Grain Growth
