73
2. Perubahan Struktur Baja
Perubahan struktur suatu sistem pencampuran logam hanya akan terjadi apabila suatu campuran didinginkan secara perlahan-lahan.
Kecepatan pendinginan akan mencegah campuran untuk mencapai kondisi yang seimbang. Sistem campuran yang akan bereaksi terhadap
74 perlakukan panas dan menghasilkan suatu kondisi yang tidak seimbang
terdiri dari 2 jenis, yaitu: 1 Sistem yang mempunyai sifat dapat larut terbatas sewaktu dalam
keadaan padat tetapi suhu larutan dapat naik dengan pemanasan, dan 2 Sistem yang mempunyai sifat dapat larut terbatas sewaktu dalam
keadaan padat tetapi larutan akan masuk ke dalam larutan padat secara komplet sewaktu proporsi dan suhunya sesuai juga terjadi
perubahan allotropik.
a. Sistem Pertama
Gambar 20 menunjukkan sebagian dari diagram keseimbangan untuk suatu, sistem yang mempunyai sifat dapat larut terbatas sewaktu
dalam keadaan padat tetapi suhu larutan dapat naik dengan pemanasan. Pada waktu paduan didinginkan secara perlahan-lahan dari suhu itu,
mengakibatkan logam B akan menjadi lapisan endapan dari larutan padat seperti yang ditandai melalui keseimbangan panas. Sementara itu, ketika
campuran atau paduan didinginkan secara cepat dari suhu itu, akan terjadi larutan padat secara komplet yang mengakibatkan logani B larut
dan logam paduan menjadi dalam keadaan tidak seimbang. Pemanasan paduan untuk menghasilkan larutan padat dan pendinginan yang cepat
untuk memelihara keadaan strukturnya yang disebut dengan pengerjaan larutan. Pengerjaan itu menyebabkan paduan menjadi lunak, tidak kuat,
dan kenyal, sehingga dapat dikerjakan dalam keadaan dingin tanpa mengalami patah.
75 Larutan padat yang tidak stabil mengakibatkan logam B pada
akhirnya akan menjadi lapisan endapan besi dari larutan padat. Lapisan tersebut sebagai partikel-partikel halus dari logam B partikel yang amat
halus dari suatu gabungan antara logam A dan logam B yang menambah kekerasan dan kekuatan paduan, tetapi mengurangi kekenyalannya.
Logam B dengan cepat akan mcnjadi lapisan endapan dari larutan padat setelah paduan dilakukan pengerjaan dingin dan akan mcnjadi komplet
pelarutannya sekitar 3 hari. Lamanya pengerjaan itu diketahui pula sebagai lamanya pengerasan. Beberapa panduan tidak dikerjakan dalam
waktu yang lama atau dikerjakan dalam waktu yang lama, schingga paduan-paduan itn dilakukan pemanasan. Selanjutnya pengendapan dari
larutan itu disebut pengerjaan larutan endapan. 76
Sejumlah paduan aluminium bereaksi lerhadap pengerjaan larutan. Dalam hal itu beberapa paduan aluminium dengan lanianya
pengerasan dan lainnya harus dilakukan pengerjaan pengendapan larutan untuk memperbaiki sifat-sifatnya.
b. Sistem Kedua
Sistem ini mempunyai sifat dapat larut terbatas sewaktu dalam keadaan padat, tetapi larutan akan masuk ke dalam larutan padat secara
komplet sewaktu dalam proporsi dan suhu yang sesuai. Selain itu juga terjadi suatu perubahan allotropik. Apabila suatu logam mengalami
perubahan allotropik perubahan bentuk fisik pada suhu tinggi yang sesuai, ketika bahan kedua campuran dapat masuk ke dalam larutan
padat, kedua bahan itu dapat dibual menjadi logam paduan yang bereaksi terhadap pengerjaan panas dan menycbabkan paduan tidak seimbang.
Ketika paduan dipanaskan akan terbentuk larutan padat, dan sewaktu paduan didinginkan secara cepat maka bahan kedua akan terikat
bersenyawa yang menyebabkan perubahan lapisan struktur. Jadi, struktur yang dihasilkan akan penuh dengan larutan padat yang luar biasa
baiknya dan pengerjaar menaikkan kekerasan dan
kekuatan daripada paduan.
Baja yang terdiri dari campuran besi dan karbon bereaksi terhadap perlakuan panas. Struktur yang dihasilkan dengan perlakukan
panas ini stabil. Selanjutnya, tidak ada perubahan struktur yang akan terjadi, kecuali kalau paduan dipanaskan kembali untuk mereduksi
beherapa unsur campuran.
77
B. DAPUR UNTUK PERLAKUAN PANAS
Dapur yang digunakan dalam perlakuan panas ialah dapur yang menggunakan gas, arus listrik, dan cairan garam. Uapur-dapur tersebut
ialah sebagai berikut.
1. Dapur dengan Pembakar Gas
Pada umumnya sebagian besar bahan bakar yang digunakan dalam dapur untuk perlakuan panas adalah gas gas yang dihasilkan dari
kokas dan udara. Alat pembakarnya adalah jenis pembakar Bunsen dan pertama
dialirkan udara yang dikonhrol dengan sebuah katup. Atmosfer yang terdapat di dalam dapur sangat penting, karena
perlakuan panas dilakukan pada suhu tinggi. Apabila atmosfer mengoksidasi lapisan kulit mereduksi karbon yang telah terhentuk di
atas permukaan logam yang dikerjakan maka akan menghasilkan logam yang berkualitas rendah. Hal itu juga akibat pendinginan pada logam.
Oleh karena itu, oksidasidekarbonasi pada baja diperkecil, karena terjadinya reduksi karbon akan mengubah sifat-sifat permukaannya.
Jika atmosfer dapur direduksidikurangi atau dikarbonasikan maka penguranganreduksi lapisan kulitnya akan berkurang. Tetapi, jika
digunakan pada baja maka hal itu akan mcngubah sifat-sifat permukaannya, sehingga perlu ditambahkan unsur karbon. Suatu oksidasi
atmosfer diperoleh dengan cara memasukkan lebih banyak udara daripada mementingkan pembakaran yang menyeluruh. Sementara itu
suatu reduksi atmosfer diperoleh dengan cara memasukkan sedikit udara daripada mementingkan pembakaran yang menyeluruh. Atmosfer yang
netral sukar dihasilkan dengan pengontrolan campuran. Tetapi apabila suatu atmosfer yang netral perlu sekali untuk dipakai misalnya untuk
78 annealing atau pemijaran dingin secara ringan maka digunakan dapur
Mofel. Perhatikan Gambar 21 Atmosfer di dalam dapur Mofel dapat diperoleh dari udara dan
atmosfer di dalam dapur itu dibatasi. Pembatasan atmosfer dapat dilakukan dengan pembakaran gas kokas di dalam ruangan yang terpisah
dengan membatasi sejumlah udara yang masuk ke dalam dapur. Hasil dari pembakaran yang berupa gas dimasukkan ke dalam kondensor untuk
mengeluarkan kandungan udara dari dalam gas. Pada waktu mengeraskan bahan baja potong tinggi High Speed Steel = HSS, yang pertama kali
dilakukan adalah memanaskannya secara perlahan-lahan pada suhu tertentu. Selanjutnya dipanaskan secara cepat untuk mencegah terjadinya
pertumbuhan butir-butiran dan lapisan yang baru pada kulitnya
Dalam hal proses pengerasan seperti di atas misalnya baja HSS digunakan dapur yang mempunyai 2 buah ruangan pemanas. Ruangan
yang terdapat pada bagian bawah dapur digunakan untuk pemanasan