Diagram CCT

Sabtu, Maret 26, 2011

1 comment

 Dalam prakteknya proses pendinginan pada pembuatan material baja dilakukan secara menerus mulai dari suhu yang lebih tinggi sampai dengan suhu rendah.

Pengaruh kecepatan pendinginan manerus terhadap struktur mikro yang terbentuk dapat dilihat dari diagram Continuos Cooling Transformation Diagram. 

Penjelasan diagram:

• Pada proses pendinginan secara perlahan seperti pada garis (a) akan menghasilkan struktur mikro perlit dan ferlit.
• Pada proses pendinginan sedang, seperti, pada garis (b) akan menghasilkan struktur mikro perlit dan bainit.
• Pada proses pendinginan cepat, seperti garis ( c ) akan menghasilkan struktur mikro martensit. 

 

Diagram TTT

Sabtu, Maret 26, 2011

1 comment

Jika suatu baja didinginkan dari suhu yang lebih tinggi dan kemudian ditahan pada suhu yang lebih rendah selama waktu tertentu, maka akan menghasilkan struktur mikro yang berbeda. Hal ini dapat dilihat pada diagram: Isothermal Tranformation Diagram
 

  ·         Bentuk diagram tergantung dengan komposisi kimia terutama kadar karbon dalam baja.

·         Untuk baja dengan kadar karbon kurang dari 0.83% yang ditahan suhunya dititik tertentu yang letaknya dibagian atas dari kurva C, akan menghasilkan struktur perlit dan ferit.

·         Bila ditahan suhunya pada titik tertentu bagian bawah kurva C tapi masih disisi sebelah atas garis horizontal, maka akan mendapatkan struktur mikro Bainit (lebih keras dari perlit).

·         Bila ditahan suhunya pada titik tertentu dibawah garis horizontal, maka akan mendapat struktur Martensit (sangat keras dan getas).

·         Semakin tinggi kadar karbon, maka kedua buah kurva C tersebut akan bergeser kekanan. 

·         Ukuran butir sangat dipengaruhi oleh tingginya suhu pemanasan, lamanya pemanasan dan semakin lama pemanasannya akan timbul butiran yang lebih besar. Semakin cepat pendinginan akan menghasilkan ukuran butir yang lebih kecil

Diagram Fasa Fe3C

Sabtu, Maret 26, 2011

2 comments

 Pada proses pembuatannya, komposisi kimia yang dibutuhkan diperoleh ketika baja dalam bentuk fasa cair pada suhu yang tinggi.

Pada saat proses pendinginan dari suhu lelehnya, baja mulai berubah menjadi fasa padat pada suhu 1350⁰, pada fasa ini lah berlangsung perubahan struktur mikro. Perubahan struktur mikro dapat juga dilakukan dengan jalan heat treatment. 

Bila proses pendinginan dilakukan secara perlahan, maka akan dapat dicapai tiap jenis struktur mikro yang seimbang sesuai dengan komposisi kimia dan suhu baja. Perubahan struktur mikro pada berbagai suhu dan kadar karbon dapat dilihat pada Diagram Fase Keseimbangan

(Equilibrium Phase Diagram)

  Penjelasan diagram:

•  Pada kandungan karbon mencapai 6.67% terbentuk struktur mikro dinamakan Sementit Fe₃C (dapat dilihat pada garis vertical paling kanan).
• Sifat – sifat cementitte: sangat keras dan sangat getas
• Pada sisi kiri diagram dimana pada kandungan karbon yang sangat rendah, pada suhu kamar terbentuk struktur mikro ferit. 
•  Pada baja dengan kadar karbon 0.83%, struktur mikro yang terbentuk adalah Perlit, kondisi suhu dan kadar karbon ini dinamakan titik Eutectoid. 
•  Pada baja dengan kandungan karbon rendah sampai dengan titik eutectoid, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara ferit dan perlit. 
• Pada baja dengan kandungan titik eutectoid sampai dengan 6.67%, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara perlit dan sementit. 
• Pada saat pendinginan dari suhu leleh baja dengan kadar karbon rendah, akan terbentuk struktur mikro Ferit Delta lalu menjadi struktur mikro Austenit. 
• Pada baja dengan kadar karbon yang lebih tinggi, suhu leleh turun dengan naiknya kadar karbon, peralihan bentuk langsung dari leleh menjadi Austenit.

Dari diagram diatas dapat kita lihat bahwa pada proses    pendinginan perubahan – perubahan pada struktur kristal dan  struktur mikro sangat bergantung pada komposisi kimia.

Fase Yang Terbentuk :

1.      Ferit ( besi )

Merupakan larutan padat karbon dalam besi dan kandungan karbon dalam besi maksimum 0,025% pada temperatur 723 C. Pada temperatur kamar, kandungan karbonnya 0,008%. Sifat ferit adalah lunak, ulet dan tahan korosi.

2.      sementit

merupakan senyawa logam yang mempunyai kekerasan tinggi atau berkeras diantara fasa-fasanya yang mungkin terjadi pada baja mengandung 6,67% kadar karbon, walaupun sangat keras tapi bersifat getas.

3.      austenit

merupakan larutan padat intertisi antara karbon dan besi yang mempunyai sel satuan BCC yang stabil pada temperatur 912°C dengan sifat yang lunak tapi ulet.

4.      perlit (α+Fe₃C)

merupakan elektroid yang terdiri dari 2 fasa yaitu terit dan sementit. Kedua fasa ini tersusun dari bentuk yang halus. Perlit hanya dapat terjadi di bawah 723 C. Sifatnya kuat dan tahan terhadap korosi serta kandungan karbonnya 0,83%.

5.      Ladeburit

Merupakan susunan elektrolit sengan kandungan karbonnya 4,3% yaitu campuran perlit dan sementit. Sifatnya halus dan getas karena sementit yang banyak.

6.      besi delta (γ)

merupakan fasa yang berada antara temperatur 1400 °C – 1535°C dan mempunyai sel satuan BCC ( sel satuan kubus ) karbon yang larut sampai 0,1%

           Perbandingan yang dilakukan dengan menggunakan media pendingin berbagai jenis seperti oli, air garam, air, solar dan udara tergantung pada kecepatan pendinginan yang diinginkan. Kecepatan pendinginan adalah turunnya pendinginan pada waktu dimasukkan dalam derajat/detik. Kecepatan pendinginan  mempengaruhi akan kekerasan bahan.          

Jenis-Jenis Media Pendingin

Sabtu, Maret 26, 2011

No comments

1)            Air Garam ( r = 1025 kg/m³)

Laju pendinginan lebih sepat dari media pendinginan yang lain. Hal ini disebabkan karena massa jenisnya yang lebih besar dari media pendingin lain. Butiran kristal mampu menyerap menghasilkan martensit bersifat keras dan getas

2)            Air Biasa ( r = 998 kg/m³)

Massa jenis air lebih rendah dari pada air garam sehingga laju pendinginannya lebih lambat dibandingkan dengan air garam. Hal ini disebabkan karena jarak antara atom-atom di dalam air lebih rapat dan menghasilkan struktur martensit yang buirannya lebih besar.

3)            Oli ( r = 981 kg/m³)

Pendinginan lebih lambat karena karena massa jenisnya lebih kecil dibandingkan dengan air dan air garam sehigga laju pendinginannya lebih lambat dibanding keduanya. Menghasilan struktur ferit dan pearlit bahkan lebih cepat dibandingkan solar.

4)            Udara

Struktur yang dihasilkan lunak dan kuat di mana laju pendinginan sangat lambat, karena udara memiliki massa jenis paling kecil.

Jenis-Jenis Pengerasan Permukaan

Sabtu, Maret 26, 2011

1 comment

1.      Karburasi

Dimaksudkan untuk mengeraskan permukaan dengan memanaskan bahan dalam lingkungan karbon, lalu dibiarkan beberapa waktu pada suhu tersebut dan kemudian didinginkan. Tujuan dari pengerjaan panas itu adalah untuk memberi lapisan luar pada benda kerja yang akan disepuh keras. Hal ini mungkin karena pada suhu tersebut karbon dapat meresap ke dalam lapisan luar benda kerja. Lapisan luar benda kerja yang telah mengambil karbon dinamakan lapisan karbonasi.

2.      Karbonitriding

Karbonitriding (Sianida kering) adalah suatu proses pengerasan permukaan di mana baja dipanaskan di atas suhu kritis dalam lingkungan gas dan terjadi penyerapak karbon dan nitrogen.

3.      Cyaniding

Cyaniding atau karbonitriding cair merupakan proses dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen untuk memperoleh permukaan yang keras pada baja karbon rendah yang sulit dikeraskan. Proses ini dilakukan dengan rendaman air garam yang terdiri dari Karbonat Natrium (Sodium) dan Sianida Natrium yang dicampur dengan salah satu bahan klorid natrium dan klorid barium, tebal lapisan sekitar 0,3 mm.

4.      Nitriding

Nitriding adalah suatu proses pengerasan permukaan dalam hal ini baja paduan special dipanaskan untuk waktu yang lama dalam suatu atmosfer dari gas nitrogen. Baja dipanaskan samapi 510oC dalam lingkungan gas ammonia. Nitride yang diserap oleh logam akan membentuk nitride yang keras yang tersebar rata pada permukaan logam.

Jenis-Jenis Proses Heat Treatment

Sabtu, Maret 26, 2011

2 comments

1.      Anneling (Melunakkan)

Proses Anneling atau melunakkan baja adalah proses di mana pemanasan dilakukan sampai di atas temperature kritis hingga merata kemudian dilakukan pendinginan di dalam tungku, selanjutnya dijaga agar temperatur bagian dalam dan luar logam kira-kira sama sehingga diperoleh struktur yang diinginkan . Tujuan dari Anneling antara lain untuk melunakkan material, menghilangkan tegangan sisa dan memperbaiki struktur butir.

2.      Queenching (Pencelupan)

Queenching adalah pemanasan sampai kira-kira beberapa derajat di atas temperature kritis. Apabila suhu merata kemudian didinginkan dengan menggunakan media pendingin air atau air garam dengan tujuan pendinginan dilakukan dengan cepat agar diperoleh austenit yang homogen atau martensit yang halus. Tujuan dari Queenching adalah meningkatkan sifat kekerasan material serta kegetasannya.

3.      Normalizing

Yaitu suatu proses panas logam sampai mencapai fasa austenit yang kemudian didinginkan secara perlahan-lahan dengan media pendingin udara. Prinsip dari Normalizing adalah untuk menormalkan kembali kondisi logam setelah mengalami perubahan struktur akibat fatik atau sejenisnya.

4.      Tempering

Merupakan proses pemanasan logam di bawah temperature kritisnya kemudian didinginkan. Bertujuan untuk mengurangi kekerasan baja yaitu dengan mengurangi struktur martensit yang sangat kuat. Jika kekerasan turun maka kekuatan tarik akan turun pula. Sedang keuletan dan ketangguhan akan meningkat meskipun proses ini menghasilkan baja yang lebih lunak.

5.      Case Hardening

Merupakan proses pemanasan logam sampai atau lebih diatas  temperatur kritisnya (723°C) kemudian didinginkan dengan cepat dengan media pendingin yang telah disiapkan.