METALURGY PART III : PERLAKUAN PANAS

 Perlakuan Panas

 Setelah part dibentuk dan melalui proses permesinan, part tersebut memerlukan perlakuan panas untuk meningkatkan kekuatan, keuletan atau ketahanan terhadap keausan. Perlakuan panas mengubah struktur satuan sel sehingga membuat sel-sel lebih keras.

Secara umum yang sering dilakukan, proses perlakuan panas adalah sebagai berikut :

1. Austenitizing

Austenitizing adalah langkah pertama dari proses perlakuan panas dan dilakukanpada temperatur yang tinggi yang bertujuan agar karbon tersadur ke dalam unit sel. Baja karbon pada suhu ruang mempunyai unit cell BCC (Body Centered Cubic/Sel berbentuk kubus) yang tidak mempunyai ruang untuk karbon masuk ke dalamnya.

Selama Austenitizing, temperature dinaikkan kira-kira 1400F (760C) untuk mengubah unit cell dari BCC ke FCC (Face Center Cubic) agar ada ruang untuk atom-atom karbon masuk.

Menambahkan karbon pada struktur sel adalah basis dari perlakuan panas.

Austenitizing dapat dilakukan dengan beberapa cara. Yang paling umum adalah dengan tungku pemanas.

Beberapa part hanya memerlukan satu lapisan permukaan saja yang dikeraskan dan tidak perlu dipanaskan sampai bagian dalam komponen. Induksi panas adalah suatu permanasan permukaan part secara elektris dengan kedalaman pemanasan sekitar 0.25 inchi (6mm).

Segera setelah proses Austenitizing selanjutnya adalah proses Quenching (pendinginan) dan tempering

2. Quenching

Quenching adalah tahap ke dua dari perlakuan panas, yaitu dengancara mendinginkan metal secara cepat dari temperature Austenitizing ke temperature ruang. Unit cell berbentuk FCC berubah ke bentuk BCC yang mengikat karbon didalamnya. Ini menghasilkan baja berkekuatab tinggi dan kekerasan yang ditingkatkan dari Rc 20 ke Rc 60 setelah di quenching.

Quenching bisa dilakukan di dalam oli, air atau udara. Air pada umumny dpt digunakan pada baja carbon rendah dan baja karbon medium, sedangkan oli dan udara digunakan pada baja berkarbon tinggi atau baja campuran.

Air lebih aman daripada oli (oli bisa terbakar) dan air cenderung menghasulkan sifat-sifat mekanikal yang lebih baik daripada quenching dengan oli.

3. Tempering

Tempering adalah tahap paling akhir dari perlakuan panas,  membebaskan sisa - sisa ketegangan sambil meningkatkan keuletan melalui kontrol pelepasan beberapa karbon dari unit sel. Pengontrolan terhadap suhu tempering dapat memberi kontrol yang baik untuk pelepasan carbon sehingga memperkecil resiko kehilangan kekerasan. Apabila temperature part tidak dinaikkan diatas temperature tempering, kekerasan dan keuletan akhir yang diperoleh akan stabil. Tempering dapat mengurangi tingkat kekerasan daro Rc 60 menjadi skitar Rc 52.

4. Case hardening

Tipe lain perlakuan panas adalah case hardening. Karena harga baja karbon medium dan baja karbon tinggi sangat mahal maka akan lebih murah apabila menggunakan baja karbon rendah untuk pengerasan permukaan dan menambah karbon, nitrogen atau keduanya untuk melapisi permukaan dan dikeraskan. Tiga jenis perlakuan panas untuk tipe tersebut adalah carburizing, carbo-nitriding dan  nitriding.

Carburizing dilakukan pada temperature 927'C (1700'F) dan menambah karbon sampai dengan kedalaman sekitar 3mm (0.125")

Carbonitriding yaitu dengan menambahkan karbon dan nitrogen ke kedalaman sekitar 0.3mm (0.015") pada temperature sekitar 760'C (1400'F) setelah itu memerlukan quenching dan  tempering untuk menghasilkan permukaan tipis yang keras dan halus.

Nitriding, menambahkan nitrogen sekitar 0.3mm (0.015") pada permukaan metal dengan temperature sekitar 538'C (1000'F). Memerlukan austenitizing, quenching dan tempering untuk menghasilkan part yang keras, tahan aus dan mampu menahan beban medium.

Smoga bermanfa'at

Kunjungi juga saya di Profit Clicking Indonesia http://getfinancialfreedomway.blogspot.com

METALURGY PART II (PENGOLAHAN LOGAM)

 Pengolahan Logam

Besi cor dan baja adalah dua jenis metal paling umum yang digunakan dalam product alat-alat berat. Keduanya diproduksi dari pengolahan biji-biji besi yang ditemukan secara alami ebagai besi oksida yang stabil namun masih bercampur dengan kotoran. Pengolahan mulai dari pemanasan bijih-bijih besi dengan coke (batubara membara) dan limestone (batu gamping brown) dalam tungku perapian yang dilapisi dengan bata tahan api.

 Ketika ketiga bahan ini meleleh, dua hal penting yang terjadi :

1.       Coke berkombinasi dengan oksigen melepas biji besi yang dicairkan turun ke bagian bawah tungku

2.       Limestone (batu gamping) berkombinasi dengan impurities (kotoran, belerang, dll) mengapung ke atas membentuk ampas bijih

Bahan kimia ini secara fisik bereaksi menghasilkan metal kurang stabil. Metal hasil olahan ini disebut pig iron ditampung untuk selanjutnya dimurnikan ulang menjadi baja atau cor dalam batangan-batangan logam disebut pig.

Baja adalah pig iron (besi cor) yang telah lewat proses pemurnian untuk menurunkan kandungan karbon, menurunkan kadar kotoran dan menyesuaikan persentase dari unsur-unsur yang lain. Saat ini, kebanyakan baja diproduksi di dalam dapur electric arc. Pig iron dimasukan ke dalam tungku tahan api, bersamaan dengan potongan electrode karbon kadar rendah dalam beberapa inchi metal. Arus listrik dialirkan dan panas dari tahanan metal-metal mengalir dengan cepat higga isi tungku meleleh.

Pengolahan berlanjut hingga tingkatan dari karbon, kotoran dan unsur-unsur yang lain sesuai dengan spesifikasi yang diperlukan. Karena proses ini tidak sempurna, beberapa partikel kecil dari batu-batu tungku perapian dan ampas bijih, seperti halnya beberapa kotoran dari bijih-bijih masih tertinggal dalam baja.

Pemurnian penuh (akhir), baja dituangkan ke dalam cetakan ingot/batang logam dan dibiarkan membeku. Ketika baja mendingin beberapa gas terperangkap dan membentuk ruang kosong (internal voids) dalam ingot/batang logam. Ingot kemudian dipanaskan kembali diroll menjadi lembaran plat atau batangan. Pada saat di roll internal voids akan menyatu

Persentase unsur karbon bersama dengan unsur besi menentukan apakah metal tersebut besi cor atau baja, dan juga menentukan sifat-sifat besi cor atau baja. Kebanyakan besi cor dimurnikan hingga berisi antara 2% dan 4% karbon membuat brittle (rapuh) dan sedikit ductile (liat).

Bila kandungan karbon dalam metal sebanyak 0.02% sampai dengan 2%, maka disebut baja. Baja secara umum lebih kuat, lebih liat, lebih mudah dibentuk danbersifat tahan kejutan dibanding besi cor.

Baja digolongkan menurut kadar karbonnya

Baja karbon rendah: Berisi dari 0.02% s/d 0.25% karbon. Sangat mudah dibentuk (liat), dapat dibentuk tanpa perlakuan panas seperti oil pan dan fuel line. Beberapa baja karbon rendah mempunyai karbon tambahan ditambahkan ke permukaan (disebut carburizing) sehingga dapat digunakan untuk bagian yang dikeraskan seperti pin, gear dan piston.

Baja karbon medium: Berisi dari 0.25% s/d 0.5% karbon. Sedikit lebih keras, bisa dilakukan perlakuan panas dan dapat digunakan untuk komponen-komponen yang ditempa seperti crankshaft dan conecting rod.

Baja dengan karbon tinggi: Berisi dari 0.5% s/d 2.0% karbon. Adalah bersifat sangat keras, getas (brittle) dan digunakan untk komponen seperti fuel injection pump dan spring.

Baja-baja ini dapat dicampur dengan unsur-unsur metal yang lain untuk meningkatkan sifat fisik seperti kekuatan tarik, keuletan dan tahan karat.

Umumnya logam campuran adalah krom, nikel, vanadium, tungsten dan molibdenum. Baja yang dimodifikasi ini disebut alloy steel.

Kunjungi blog saya yang lain di : http://getfinancialfreedomway.blogspot.com

METALURGY : PART I (BAJA)

Saat kita memegang bolt, berteduh di bawah atap kanopi, bersandar di dinding bucket, atau menggelindingkan track roller, sesungguhnya kita sedang berhubungan dengan suatu material bernama baja. Sebenarnya apa itu baja, berasal dari mana, dan Bagaimana cara membuatnya ? Saya kira kita semua harus tahu mengenai hal ini mengingat betapa dekatnya kita dengan material yang satu ini.



Perlu diketahui bahwa penggunaan besi dan baja meliputi 95% dari total produksi logam dunia. Besi dan baja dapat memenuhi banyak sekali persyaratan teknis maupun ekonomis, namun seiring berkembangnya teknologi dan tuntutan kebutuhan pasar, kini besi dan baja kian mendapat saingan dari logam bukan besi bahkan bahan non-logam.
Perlu diluruskan perbedaan antara besi (ferrous) dan baja (steel). Besi adalah unsur yang terdapat di alam, dan banyak dalam bentuk oksidanya, di dalam tabel unsur kimia unsur ini dinamakan Fe (Mr=56). Sedangkan baja merupakan paduan antara besi dengan bahan-bahan lainnya seperti karbon, krom, nikel, mangan, fosfor, dan sebagainya. Di pasaran kadang orang menyebut baja dengan kadar karbon < 1% sebagai besi saja, sedangkan yang berkadar lebih dari itu baru disebut baja. Hal tersebut tentu saja tidak bisa dibenarkan bila kita bicara dalam lingkup ilmiah.