Paduan logam terbuat dari kombinasi elemen yang tepat, seperti bahan dalam resep. Cara elemen-elemen ini disatukan di bawah panas mengubah sifat paduan, seperti halnya teknik memasak yang berbeda mengubah rasa makanan.
Baja temper mengubah sifat mekanik logam untuk membuatnya lebih kuat dan lebih tahan. Ini membuatnya menjadi bahan yang bagus untuk perkakas, pegas, baja struktural, dan bahkan pedang.
Mari kita lihat dasar-dasar baja temper...dan bagaimana baja dengan temper lebih fleksibel dan memberi daripada baja tanpa temper.
Metalurgi adalah ilmu (seperti yang diterapkan pada produksi logam) dan teknologi logam. Ini berkaitan dengan susunan kimiawi logam dan atribut fisik dan mekaniknya.
Berikut adalah beberapa istilah umum yang akan Anda dengar seputar metalurgi dan baja temper:
Baja adalah bahan yang populer untuk konstruksi. Dua elemen baja yang dibutuhkan adalah besi dan karbon, dan paduan juga sering mengandung sejumlah kecil logam lain. Baja mengandung karbon kurang dari 2,14%:paduan karbon yang lebih tinggi biasanya berupa besi tuang. Paduan sering mengandung mangan dan sejumlah kecil silikon, fosfor, belerang, dan oksigen. Baja sangat tahan lama dan kuat sehingga dapat digunakan selama beberapa dekade atau lebih, kemudian dapat didaur ulang berulang kali tanpa kehilangan sifat-sifatnya. Sebagian besar produksi baja baru mencakup sejumlah baja daur ulang.
Sebelum kita dapat mempelajari bagaimana mengubah sifat-sifat baja, kita harus terlebih dahulu memahami struktur mikronya. Pemanasan dan pendinginan baja yang tepat akan mengubah struktur mikronya:
Ini adalah besi murni pada suhu kamar. Itu juga dapat menggambarkan baja dengan jumlah karbon yang sangat rendah.
Bayangkan sebuah kubus dengan satu molekul di setiap sudut dan satu di tengah kubus. Molekul-molekulnya dikemas secara longgar dan mengandung lebih sedikit molekul di dalam setiap kubus. Pada suhu kamar, Anda hanya dapat menambahkan 0,006% karbon ke struktur.
Bentuk ini terjadi ketika paduan berbasis besi dipanaskan antara 1500F dan 1800F.
Bayangkan kubus dengan sebuah molekul di setiap sudut dan sebuah molekul di tengah setiap sisi kubus. Molekul-molekul ini lebih padat daripada ferit dan dapat mengandung hingga 2% karbon.
Ketika baja karbon dipanaskan sampai kisaran austenit, kemudian didinginkan tanpa adanya paduan apapun, ia berubah kembali menjadi bentuk ferit. Sementit terbentuk ketika kandungan karbon lebih besar dari 0,006% dan atom karbon bergabung dengan besi untuk membentuk besi karbida (Fe3C). Anda tidak akan pernah mendapatkan sepotong logam yang merupakan sementit murni, karena beberapa material akan tetap dalam bentuk ferit.
Lapisan ferit dan sementit yang berselang-seling akan membentuk struktur baru yang disebut perlit. Ini terjadi ketika baja didinginkan perlahan, membentuk campuran eutektik (satu di mana dua bahan cair mengkristal secara bersamaan). Ini membentuk ferit dan sementit pada saat yang sama, dalam pola bergantian.
Struktur mikro baja ini terbentuk dengan mendinginkan baja dengan sangat cepat, yang memaksa atom karbon terperangkap ke dalam kisi besi. Hasilnya adalah struktur besi dan baja yang sangat keras seperti jarum.
Struktur mikro ini penting untuk memahami sifat mekanik baja. Kandungan karbon, konsentrasi paduan, dan metode finishing semuanya berkontribusi pada struktur mikro baja. Setelah mengetahui hal ini, Anda dapat mempelajari cara memanipulasi sifat-sifatnya melalui perlakuan panas yang tepat seperti tempering baja.
Logam perlakuan panas akan mengubah sifat fisiknya. Ini dapat meningkatkan kekuatan, keuletan, ketangguhan, kekerasan, dan ketahanannya terhadap korosi.
Ada 3 perlakuan panas yang umum:
Baja ditempa untuk memberikan sifat material yang tepat untuk aplikasinya. Ini bisa berupa:
Sebelum Anda temper baja, Anda akan sering memadamkan baja terlebih dahulu, untuk mengeraskannya. Kemudian suhu temper menentukan seberapa banyak kekerasan yang Anda keluarkan dari logam. Semakin tinggi suhu, semakin banyak kekerasan yang dihilangkan. Misalnya, perkakas keras ditempa pada suhu yang lebih rendah, sedangkan pegas fleksibel ditempa pada suhu yang lebih tinggi.
Baja sering dipanaskan dalam gas, hambatan listrik, atau tungku induksi dengan vakum atau gas inert untuk mencegah oksidasi. Setelah baja dipanaskan hingga suhu yang ditentukan, Anda menahan suhu tersebut untuk waktu yang ditentukan tergantung pada jenis baja dan sifat mekanik yang ingin Anda capai.
Anda tidak perlu termometer atau pengukur suhu untuk mengetahui kapan suhu dipanaskan ke suhu yang tepat. Baja temper berubah menjadi warna transparan tergantung pada suhu temper. Warna ini dibentuk oleh lapisan oksida yang terbentuk di permukaan. Temperatur yang lebih tinggi menciptakan lapisan oksida besi yang lebih tebal, seperti halnya kerangka waktu yang lebih lama yang dihabiskan di zona suhu tersebut. Lapisan ini membantu mencegah baja dari korosi.
Gambar di atas menunjukkan warna berbeda yang dibuat baja temper pada logam:
| Kuning Pingsan | 176C / 349F | Pengukir, pisau cukur, pengikis |
| Kuning Muda | 205C / 401F | Bor Bor, reamer, gergaji pemotong logam |
| Jerami gelap | 226C / 439F | Scriber, pisau planer |
| Coklat | 260C / 500F | Kaset, cetakan, bit, palu, pahat dingin |
| Ungu | 282C / 540F | Alat bedah, pukulan, alat pahat batu |
| Biru Tua | 310C / 590F | Obeng, kunci pas |
| Biru Muda | 337C / 639F | Pegas, sekrup pemotong kayu |
| Abu-abu Biru | 371C / 700F | Baja struktural |
Baja tempering dan baja pengerasan memberikan kemampuan yang berbeda pada paduan yang sama.
Pengerasan baja membuatnya lebih kaku, dan kecil kemungkinannya untuk tergores atau lekukan. Namun, permukaan yang lebih keras ini lebih rapuh. Itu tidak akan menjorok jika dipukul, tetapi jika gaya tumbukannya terlalu kuat, itu akan patah atau pecah. Dengan tempering beberapa kekerasan hilang untuk meningkatkan ketangguhan. Ketangguhan adalah kemampuan untuk menahan patah atau pecah, tetapi perdagangannya adalah lebih cenderung tergores atau tergores.
Seringkali Anda akan mengeraskan baja terlebih dahulu, kemudian melunakkan baja setelah mencapai rasio kekerasan terhadap ketangguhan tertentu.
Tempering adalah bagian penting dari blade-smithing. Beberapa pedang terbaik diciptakan melalui proses yang disebut penempaan diferensial. Dengan temperamen yang berbeda, seorang pandai besi dapat membuat mata pisau yang sangat keras dengan inti yang lebih lembut dan kenyal di tengah mata pisau. Ini meningkatkan ketangguhan blade dan mencegah kerusakan.
Di Jepang, katana sering dikeraskan atau ditempa secara berbeda dengan menggunakan aplikasi tanah liat untuk membantu mengontrol laju perubahan selama pendinginan dan temper. Ketebalan tanah liat yang berbeda dapat membantu mengendalikan laju perubahan.
Dalam proses tempering diferensial lainnya, panas hanya diterapkan pada sebagian bilah (seringkali tulang belakang). Para pembuat pedang akan melihat warna bilahnya berubah saat memancar ke ujung yang tajam. Setelah hampir mencapai warna jerami muda di tepinya, mereka menghilangkan panasnya.
Baja temper tidak hanya untuk pisau dan pedang. Ini memiliki aplikasi dunia nyata dalam produksi modern. Perkakas sering ditempa menjadi sangat sangat keras:pendinginan adalah bagian dari proses baja perkakas untuk menciptakan tepi kerja keras yang tahan terhadap abrasi dan lekukan. Alat presisi sering kali perlu menjaga tepi keras ini agar tetap dalam toleransi kerja. Namun, tempering mungkin diperlukan sesudahnya untuk integritas alat secara keseluruhan, untuk membuatnya kurang rapuh. Pegas, baja struktural, dan potongan logam lainnya yang memerlukan sifat material tertentu juga dapat mengalami perlakuan panas, baik menciptakan temper yang konsisten atau berbeda tergantung pada kebutuhan material aplikasi.
Logam, sebagai kristal dengan struktur mikro yang dapat ditempa, menawarkan banyak cara kepada ilmuwan material untuk mendekati pemecahan masalah dengan kombinasi cerdas pemilihan paduan dan perlakuan panas.
Logam
Baja yang dikeraskan adalah jenis baja karbon yang digunakan untuk membuat alat dan bagian mesin berat. Material ini terdiri dari baja yang telah diperlakukan khusus untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatannya. Dibandingkan dengan baja standar, jenis yang dikeraskan menawarkan ketahanan aus dan day
Hardboard tempered, produk kayu rekayasa, terbuat dari serat kayu yang telah dipadatkan dengan erat untuk membentuk lembaran bahan bangunan yang kokoh. Ini sering disebut sebagai Masonite® karena ditemukan oleh William H. Mason dan awalnya diproduksi oleh Masonite Corporation. Hardboard temper mirip
Baja tungsten adalah jenis paduan logam yang terbuat dari kombinasi tungsten dan besi. Penambahan tungsten ke paduan memberikan peningkatan kekerasan dan ketahanan terhadap panas, memungkinkan peralatan yang terbuat dari baja tungsten untuk mempertahankan kinerja tinggi dan untuk menahan keausan pad
Baja bedah adalah jenis baja tahan karat yang sangat cocok untuk aplikasi bedah. Sifat yang sama yang membuatnya populer di ruang operasi juga menyebabkan permintaan logam ini dalam perhiasan tindik badan dan implan modifikasi tubuh. Beberapa produsen baja memproduksi bahan ini, dengan banyak perusa
