Perlakuan panas didefinisikan sebagai proses gabungan pemanasan dan pendinginan logam untuk mengubah sifat fisik dan mekanik suatu material. Perlakuan panas sedang digunakan untuk menghomogenkan paduan logam tuang untuk meningkatkan kemampuan kerja mereka pada suhu yang sangat tinggi, untuk mengubah struktur mikro sedemikian rupa untuk mencapai sifat mekanik yang diinginkan. Untuk melakukan proses perlakuan panas, keselamatan adalah prioritas pertama dari orang yang menanganinya, karena dalam proses pelepasan panas dalam jumlah besar, jika terjadi kesalahan dapat mengakibatkan masalah yang sangat serius. Proses perlakuan panas dilakukan di tungku dan oven di mana suhu berubah sesuai kebutuhan dan logam ke dalam proses harus dilakukan, selain itu gas digunakan untuk mengontrol atmosfer untuk proses perlakuan panas tertentu. Ketika logam bersentuhan dengan atmosfer maka ada kemungkinan logam dapat bereaksi dengan atmosfer dan dapat terlibat dalam reaksi kimia. Di atmosfer, terdapat banyak gas dan uap air yang dapat mempengaruhi proses perlakuan panas. Oleh karena itu, sebelum melakukan proses perlakuan panas, atmosfer ruang tertentu harus dijaga. Ini mengurangi efek oksidasi pada komponen yang sedang dirawat.
Perlakuan panas dikaitkan dengan peningkatan kekuatan material, tetapi tidak hanya terkait dengan kekuatan. Ini juga mengubah aspek manufaktur seperti meningkatkan permesinan, kemampuan bentuk, dan ketika operasi selesai, material mengembalikan keuletannya pada pendinginan.
Tujuan dari proses perlakuan panas.
Memperhalus ukuran butir.
Meningkatkan kemampuan pengerjaan material
Hilangkan tegangan sisa internal.
Hilangkan gas yang membuat baja rapuh.
Ubah komposisi permukaan dengan difusi.
Untuk mencapai sifat mekanik, fisik, atau kimia material yang diinginkan.
Melembutkan kembali baja yang mengeras.
Parameter yang mempengaruhi komposisi dan sifat material logam adalah sebagai berikut.
Suasana
Pelapisan permukaan
Difusi permukaan
Mendinginkan
Pemanasan
Masukan kerja
Waktu
Klasifikasi Proses Perlakuan Panas:
Perlakuan panas dapat diklasifikasikan ke dalam jenis berikut.
Proses Perlakuan Panas Umum:
Homogenisasi
Anil
Menormalkan
Perlakuan yang digunakan untuk mengubah sifat permukaan (kimia).
Karburisasi
Nitriding
Karbonitridasi
Karburasi nitro
Perlakuan yang digunakan untuk mengubah struktur fase.
Pengerasan
Mempercepat
Pengerasan induksi.
Proses perlakuan khusus
Sintering
Pengenalan dasar dari semua proses perlakuan panas ini diberikan di bawah ini.
Proses Perlakuan Panas Umum:
1. Homogenisasi
Homogenisasi adalah proses perawatan umum ketika bahan mulai beroperasi daripada sebelum perawatan yang sebenarnya dimulai. Homogenisasi dilakukan untuk menjaga suhu yang sama di seluruh bahan yang dirawat. Hal ini juga dilakukan untuk mengurangi efek coring yang disebabkan oleh komposisi kimia yang tidak seragam.
2. Anil.
Seperti kata kata itu, pertama-tama bahan dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi dan kemudian didinginkan secara perlahan. Ini adalah salah satu proses perlakuan panas yang digunakan untuk meningkatkan daktilitas material dan mengurangi kekerasan. Ketika kekerasan dan daktilitas material mengalami perubahan maka mengakibatkan pengurangan dislokasi pada struktur kristal suatu material. Bahan dipanaskan pada suhu awal, tahan selama waktu tertentu kemudian Mulai pendinginan perlahan pada suhu kamar. Jika bahannya baja, dilakukan dengan memanaskan baja tepat di atas suhu kritis baja yaitu 727 derajat Celcius dan membiarkannya mendingin secara perlahan.
Tahapan proses annealing
Tahap pemulihan
Tahap rekristalisasi
Tahap pertumbuhan butir.
3. Normalisasi:
Ini adalah proses perlakuan panas di mana bahan dipanaskan di atas 910 derajat Celcius untuk menyelesaikan austenisasi. Setelah material mencapai tahap austenitisasi kemudian didinginkan dengan adanya udara untuk mendapatkan perlit halus, memiliki kekerasan dan keuletan yang baik. Proses normalisasi digunakan untuk material besi untuk meningkatkan sifat mekanik material.
Kimia permukaan:
1. Karburasi
Proses perlakuan panas permukaan karburasi, yang dilakukan pada permukaan material untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus logam. Sesuai dengan namanya terdapat penambahan karbon pada permukaan logam khususnya baja karbon rendah pada temperatur yang telah ditentukan. Ini juga disebut proses pengerasan kasus di mana bagian dari bahan jika kandungan karbon rendah dipanaskan pada suhu tinggi dengan adanya atmosfer gas yang kaya karbon. Ketika bahan sedang dipanaskan pada suhu tinggi di lingkungan karbon tinggi memungkinkan untuk difusi atom karbon langsung ke permukaan bagian di mana proses karburisasi harus dilakukan. Jumlah karbon yang terdifusi ke permukaan logam bergantung pada potensi karbon atmosfer, suhu pemanasan, dan waktu material terpapar suhu tersebut. Untuk mengeraskan kedua bahan casing dan inti, pendinginan cepat harus dilakukan. Setelah pendinginan selesai, bagian material yang dikarburasi ditempa untuk mencapai kebutuhan pelanggan. Ini secara dramatis meningkatkan keuletan dan ketangguhan material.
Metode karburisasi yang berbeda Karburisasi kemasan Karburisasi gas Karburisasi vakum Karburisasi cair
Keuntungan karburisasi:
Hal ini dapat dilakukan pada bagian yang sederhana dan kompleks.
Meningkatkan kekerasan permukaan material.
Meningkatkan ketahanan aus dan kekuatan kelelahan material.
2. Nitridasi:
Ini juga merupakan proses perlakuan panas, seperti namanya bahwa nitrogen ditambahkan ke permukaan material terutama baja. Ada dua metode yang terlibat dalam proses nitriding yaitu proses Gas dan proses Plasma. Dalam proses nitridasi, bagian material dipanaskan pada 600 derajat Celcius dengan adanya gas dan amonia terdisosiasi dan kekerasan dicapai dengan pembentukan amonia pada permukaan bagian logam. Dalam proses gas, amonia terdisosiasi bertindak sebagai sumber sedangkan dalam kasus ion nitrogen plasma berdifusi ke permukaan material. Dalam nitridasi gas, proses pendinginan tidak diperlukan, dan ini mengembangkan hard case di bagian material pada suhu rendah. Dalam penetrasi nitridasi plasma dari lubang buta tidak mungkin dan ini adalah proses yang sangat terbatas.
Keuntungan nitridasi
Meningkatkan umur kelelahan.
Meningkatkan ketahanan aus dan korosi
Kekerasan tinggi dapat dicapai daripada kekerasan karburasi.
Tidak perlu pendinginan.
Distorsi minimum pada bagian tersebut.
3. Karbonitriding:
Proses carbonitriding dilakukan pada permukaan material untuk menghasilkan case yang keras dan tahan aus. Sesuai dengan namanya, baik karbon maupun nitrogen terlibat dalam proses ini. Difusi karbon dan nitrogen meningkatkan hardenability material, lebih keras daripada proses karburisasi. Untuk melakukan proses carbonitriding diperlukan suhu yang lebih rendah daripada karburisasi, karena distorsi material ini berkurang. 0,5 hingga 0,8% karbon dan 0,2 hingga 0,4% ditambahkan dalam proses ini ke permukaan material. Setelah difusi, komponen langsung diquenching dalam minyak untuk menghindari keretakan.
Keuntungan:
Kekerasan permukaan dan ketahanan aus yang tinggi.
Meningkatkan umur kelelahan sebesar 30 hingga 100%.
Karena distorsi suhu yang lebih rendah berkurang.
Bagus untuk aplikasi suhu tinggi.
Meningkatkan kekuatan tarik dan titik luluh.
4. Feritik Nitrokarburasi:
Ini juga merupakan proses pengerasan casing dan digunakan untuk menghasilkan permukaan yang keras dan tahan aus pada material baja bermutu rendah. Karburasi nitro feritik mendifusikan nitrogen dan karbon ke dalam kotak benda kerja di bawah suhu kritis 650 derajat Celcius. Pada suhu ini struktur mikro benda kerja atau material tidak berubah menjadi fase austenitik, ia tetap berada dalam fase feritik sehingga disebut sebagai ferritic Nitrocarburising.
Perlakuan yang digunakan untuk mengubah struktur fase:
Pengerasan
Mempercepat
Pengerasan induksi.
1.Pengerasan
Ini digunakan pada dasarnya untuk logam besi. Logam dipanaskan pada suhu yang telah ditentukan dan kemudian didinginkan dengan cepat dengan memasukkan logam yang dipanaskan ke dalam tangki berisi air. Itu juga dapat didinginkan di udara untuk mengeraskan logam. Ini meningkatkan kekerasan dan kekuatan logam tetapi pada saat yang sama meningkatkan kerapuhan logam.
2. Tempering
Ketika baja sedang dipanaskan, sifat-sifatnya mengalami perubahan seperti peningkatan kekerasan dan kerapuhan yang lebih penting untuk aplikasi praktis. Ketika logam dipanaskan, ia memuai dan pada pendinginan bentuknya menyusut. Selama pendinginan logam, tegangan internal diatur. Jadi logam ditempa setelah kekerasan dilakukan pada permukaan logam untuk menghilangkan tekanan internal dan mengurangi kerapuhan. Dalam tempering, proses logam dipanaskan sampai suhu tertentu dan memungkinkan pendinginan di udara diam. Temperatur tempering lebih rendah dari temperatur kekerasan.
3. Pengerasan Induksi
Pengerasan induksi adalah proses perawatan permukaan yang digunakan untuk mengeraskan permukaan komponen baja dan paduan. Bagian logam ditempatkan di dalam kumparan tembaga berpendingin air.
Kumparan tembaga ini dihubungkan dengan arus bolak-balik. Arus disuplai ke koil tembaga dan bagian logam dipanaskan di atas suhu transformasi. Dalam proses ini, bagian inti dari logam tetap tidak terpengaruh oleh panas. Bagian disimpan di dalam kumparan tembaga berpendingin air sampai kedalaman kekerasan yang diinginkan tercapai. Setelah kekerasan tercapai, maka didinginkan dalam minyak atau media lain tergantung pada bahan dan kekerasan yang dibutuhkan.
Proses perlakuan khusus
1.Sintering
Sintering adalah proses perlakuan panas; itu diterapkan pada power compact untuk memberikan kekuatan dan integritas material. Logam dipanaskan di bawah suhu leleh material yang menghindari pencairan. Proses sintering mengurangi porositas dalam material dan meningkatkan sifat logam seperti kekuatan, konduktivitas termal kekerasan, dll.
Ini adalah pengenalan dasar dari proses perlakuan panas. Jika Anda memiliki pertanyaan tentang artikel ini, tanyakan dengan berkomentar. Jika Anda menyukai artikel ini, jangan lupa untuk membagikannya di jejaring sosial. Berlangganan situs web kami untuk artikel yang lebih informatif. Terima kasih telah membacanya.