Perlakuan-Perlakuan pada Perbaikan Mutu Bahan

Perlakuan Panas/heat treatment dengan kondisi equilibrium :

Tujuan : sehingga akan menghasilkan Struktur micro yang mendekati diagram fase.

Anaeling :

Adalah proses laku panas yang sering dilakukan terhadap logam maupun paduan untuk memperoleh tujuan :

-          Melunakkan

-          Menghaluskan butir kristal

-          Menghilangkan tegangan dalam

-          Memperbaiki machinability

-          Memperbaiki sifat kelistrikan/kemaknitan

Full Anaeling :

Contoh memanaskan baja sampai keatas temperatur kritis (untuk baja Hypoeutektik 25-50 C diatas temperatur kritis A) Untuk baja Hyper 25-50C diatas temperatur kritis A1, kemudian diikuti dengan pendinginan yang cukup lambat. Karena pendinginan yang cukup lambat ini maka kondisi sanat dekat dengan keadaan equilibrium, sehinga proses sesuai diagram equilibrium( Besi Carbiada (Fe – Fe3C). Jika panas terlalu tinggi maka butiran kristalnya akan jadi besar, sehingga sifat menjadi kurang baik. Sehingga perlu dihaluskan dengan Anaeling.

Normalising :

Contoh memanaskan baja lebih tinggi dari temperatur kritis (untuk baja Hypoeutektik 25-50 C diatas temperatur kritis A3) Untuk baja Hyper 25-50C diatas temperatur kritis A1

Tujuan : mempunyai struktur mikro lebih halus, akan mempunyai yield streng ultimate streng, kekerasan, impact yang lebih tinggi dari pada diperoleh dari full anaeling.

Spheroidising :

Baja hipereutectoid yang dianeling mempunyai struktur yang terdiri dari perlit yang terbungkus jaringan sementit, sehingga mempunyai machina bility rendah. Sehingga lapisan sementit harus dihancurkan dengan spheroidising. Perlakuan hingga temperatur kritis atau dibawah sedikit. Sehingga lapisan sementit ekan hancur.

Laku Panas Dengan kondisi non equilibrium :

Yaitu laku panas yang dilakukan pendinginan yang sangat cepat. Sehingga struktur mikro yang dihasilkan tidak equilibrium.

Tujuan dari perlakuan ini adalah untuk memunyai kekerasan tertentu sehingga baja dapat diubah struktur mikronya.

Perlakuan ini tergantung pada :

 -jenis media pendinginnya (panas jenisnya, konduktivitas panasnya)

-Temperatur media pendingin

-Kuatnya sirkulasi/olahan pada media pendingin

Bila baja berhubungan dengan atmosfer yang oksidising dalam dapur pemanas: Maka akan terbentuk lapisan kulit yang terjadi diper-mukaan dari oksida besi disebut Scale, tipis(0,005inc) dapat mempengaruhi pendinginan yang terjadi. 

Ada beberapa cara untuk mencegah terjadinya Scale :

-          Copper platting: melapiskan tembaga pada permukaaan benda  sebagai pelindung terhadap atmosfer,mencegah terbentuk scale.

-          Protective atmosfer (memasukkan gas yang tidak bereaksi pada baja, gas-gas tersebut(hidrogen,ammoniak,methan dan propan).

-          Liquid solid poth (salt bath) pemanasan dalam garam yang dicairkan yang bersifat netral pd baja. Kemudian baja tersebut dicelupkan pd cairan tersebut. Sehingga netral tidak teroksidir.

-          Cast Iron Cips,Baja dipanaskn ditimbun dengan keping-keping besi tuang, sehingga oksigen yang masuk dapur lebih dulu bereaksi dengan besi tuang, sehingga tidak mencapai bajanya.

Pengerasan Pada Permukaan :

 Pengerasan ini disebut Case Hardening : yaitu laku panas hanya terjadi pada permukaannya saja. Dengan demikian lapisan permukaan mempunyai kekerasan yang lebih tinggi, sedang bagian yang lebih dalam tetap seperti semula dengan kekerasan rendah tapi keuletan/ketangguhan yag cukup tinggi. Sehingga pada pengerjaan kerja mesin menjadi ringan.

Ada lima cara pengerasan yang dilakuakan :

-          Carburising

-          Nitriding

-          Cyanidding atau carbonitriding

-          Pengerasan Api (flame Hardening)

-          Pengerasan Induksi

Carburising :

Pengerasan yang sudah lama dilakukan dan paling murah, yaitu pengerasan dengan penambahan kadar karbon, caranya carbon didi-fusikan melalui permukaan baja dan dilanjutkan dengan quenching

Pada proses Carburising ada dua perlakuan :

-          Penambahan karbon

-          Pengerasan dengan cara lain.

Dengan senyawa kimia  gas carburising :

2C      + O2   -------à   2 CO

2 CO   ------à   CO2  + Cat

Atau dengan : BaCO3   ----à    BaO    +    CO2

Liquid Qarburising   :

Campuran NaCN (Sodium Cianida) dan KCN (Potassium Cyanida)

2NaCN   +  O2  ---à   2 NaCNO

4 NaCNO   ---à   2 NaCN   +  2Na2CO3 + 2Nat

2CO    --à  CO2   +  Cat

Pengerasan (Quenching)

Setelah permukaan sudah cukup carbon maka prosen dilakukan dengan Quenching, untuk diperoleh kekerasan yang cukup tinggi

Nitridimg : dilakukan dengan memanaskan baja didalam dapur dengan atmosfer yang mengandung nitrogen aktif, yang akan berdiffusi kedalam baja membentuk nitride. Nitrida yang terbentuk sangat keras dan stabil, nitrogen aktif diperoleh dari ammoniak NH3 yang dipanaskan pada temperature : 500-600 C yang akan berdissosiasi menjadi nitrogen aktif dan gas hydrogen:

2 NH3   ------à     2 Nat    + H2

Benda kerja tidak akan mengalami retak/distorsi, tegangan sisa, stabil, kekerasan tidak berubah, tahan aus, sifat kelelahan jadi baik.

Cyaniding: jika dalam liquid carburizing yang diserap adalah kadar carbon, dalam Cyaniding dan carbonitriding adalah kadar Nitrid dan carbon lebih seimbang. Dengan salt bath 25-45 % NaCN pemanasan 550-600 C holding time 3-30 menit diperoleh kulit tipis 0,02-0,04mm yg punya kekerasan tinggi dan tahan aus.

Flame Hardening : komposisis kimia tidak berubah. Pengerasan hanya memanaskan pada permukaan, dengan menyemburkan api dengan intensitas tinggi ke permukaan(Dengan brander las). Kemudian benda kerja dicelupkan kedalam air atau minyak. Kekerasan tergantung dari kadar karbon bajanya dan tebal kulit.  

SIFAT MEKANIK BAHAN.

NO.	SIFAT/KARAK- TERISTIK	LAM-BANG	DEFINISI	SI	BRITANIA
1.	Tegangan	S	Gaya/Satuan luas	Pascal (N/m2)	Psi Lbf/in2
2	Regangan	E	Fraksi Deformasi (ΔL/L)	--	--
3	Modulus Elastisitas	E	Tegangan/regangan elastis	pascal	Psi
4.	Kekuatan	--	Tegangan pada waktu gagal Patah/putus	Pascal	--
5	Kekuatan luluh	Sy	Ketahanan terhadap deformasi plastis awal	pascal	Psi
6.	Kekuatan tarik	St	Ketahanan maksi-mum berdasarkan ukuran mula	--	Psi
7.	Keuletan	--	Besarnya deformasi plastik sampai patah	--	--
8.	Perpanjangan	ef	(Lf-Lo)/Lf	--	--
9.	Ketangguhan	--	Energi yang diperlu-kan sehingga perpatahan	joule	Ft-lb
10.	Kekerasan	--	Ketahanan terhadap deformasi plastik	--	Satuan britania

Tegangan S (Stress) : adalah gaya persatuan luas

Regangan e (Strain) : besar deformasi persatuan panjang

Modulus Elastisitas(Young) : Perbandingan antara tegangan S dan regangan e

Kekuatan : Tegangan pada waktu patah

Kekuatan luluh Sy Yild Strength : Besar gaya pada saat luluh dibagi luas penampang

Kekuatan tarik : adalah gaya maksimum dibagi dengan luas penampang mula

Keuletan : tidak berdimensi, adalah persentasi perpanjangan.

Ketangguhan : suatu energi yang diperlukan untuk mematahkan bahan.

Kekerasan (hardness) : Ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaannya

St         X                                        St

                                                        Yp

 

                 Regangan , e                                  Regangan, e                                                                                               

                                                                Sesungguhnya

 

S      Pe rpanjangan                          S

 

                        Regangan, e                                                           Regangan, e

K                                               230mm– 75 mm                                                             Baja        

E

K

U

A                                                                                                                         Kuningan

T

A

N

T

A      200 mm- 50mm                                                                                   Besi cor

R

I          Panjang Ukur                   Perpanjangan

K

                                                                                                 Bilangan Kekerasan Brinell

SIFAT-SIFAT MEKANIK :

SIFAT-SIFAT UTAMA :

 -- MAMPU BENTUK   -- MAMPU MESIN  

--  MAMPU STABILITAS LISTRIK  

 

 -- MAMPU KETAHANAN KIMIA   -- MAMPU SIFAT RADIASI

CONTOH KENDARAAN BERMOTOR TERDIRI BERBAGAI MACAM BAHAN :

MOBIL terdiri :Besi/baja, karet, gelas, plastik àbaja ada 200modifi-kasi  à  Baja untuk roda gigi transmisi harus mudah dibentuk dan memiliki sifat tangguh.

Spat bor : Dibuat dari logam yang mudah dibentuk akan tetapi juga mempunyai ketahanan deformasi impak yng tangguh.

Demikian juga kabel-kabel listrik harus tahan terhadap suhu yang berbeda, dan semikonduktor harus memiliki karakteristik arus dan tegangan yang tetap untuk jangka waktu yang lama. 

Sudah banyak ditemukan barang –barang baru seperti transistor, microprosessor, tanpa tersedianya bahan yang sesuai bahan ini tidak mungkin bahan ini bisa dibuat.   Dengan ditemukannya sinar laser, maka sebelumnya ditemukan bahan-bahan kristal dan gelas yang baru. Demikian juga dengan mesin-mesin turbin gas mengalami kemajuan pesat tetapi diperlukan juga bahan yang lebih murah dan lebih tahan terhadap pengruh suhu tinggi untuk sudu-sudu turbin.