Analisis StrukturMikro ProsesHeat Treatment Anealling dan Quenching

furnace HeatTreatment

a. Dasar
penggunaan material yang tahan terhadap proses panas dibutuhkan oleh sebagian besar industri kerja hal ini dikarenakan sebagian besar industri melakukan proses pembakaran dengan aplikasi lain seperti dampak impak dan juga pori. telah diketahui bahwa sebagian besar proses pemanasan pada sebuah material akan mengakibatkan perubahan nstruktur mikro dari dalamnya. perubahan tersebut akan lebih terliuhat lagi jika dilakukan proses sambungan yaitu proses pendinginan. baik pendinginan cepat maupun pendinginan lambat.

proses pendinginan yang berbeda tersebut mengakibat perbedaan hasil dan juga proses sebagai berikut:
a.1 Anealling
anealling adalah sebuah proses dimana dilakukan pendinginan lambat jika struktur material telah melewati titik austenisasinya. titik austenisasi dari setiap material biasanya sebesar 70 persen dari titik leburnya. kemudian dilakukan pendinginan lambat didalam furnace. proses tersebut biasanya akan menghasilkan material dengan butiran yang besar besar. dalam hal iuni jika dibandingkan dengan material awal maka akan menghasilkan material yang nilainya lebih besar dibandingkan dengan material base metal.

a.2 Quenching
quenching adalah salah satu proses pemanasan dengan suhu pemanasan diatas suhu austenisasinya dengan proses pendinginan cepat. pendinginan cepat dapat dilakukan dengan pendinginan media oli ataupun media air. bentuk struktur mikro dari material mikronya biasanya memiliki bentuk yang kecil dibandingkan dengan material base metalnya. perbedan tersebut dapat dikarenakan pendinginan yang cepat.

bahan yang digunakan pada pengukuran ini adalah bahan karbon sedang yaitu baja karbon yang memiliki 0.12 hingga 2 persen karbon didalamnya.  AISI 1045 adalah baja karbon sedang yang dapat digunakan untuk berbagai fungsi karena memiliki kekuatan dan juga pkekerasan yang baik. baja ini dapat dikerjakan dengan aplikasi yang tinggi dan juga dapat digunakan pada aplikasi klecepatan tinggi. untuk proses produksi baja ini dapat dilakukan pembentukan dengan proses machining dengan distorsi yang rendah.


b. Proses
proses kerja dilakukan dengan pemanasan dan juga pendinginan. proses heat treatment bukan bagian dari ini oleh sebab itu tak akan dibahs lebih jauh. proses pengamatan struktur mikro dimulai dengan memasangnya pada pegangan bahan. pegangan bahan dibuat dari resin .

resin

setelah keras dengan cetakan resin, maka bahan baja karbon rendah dilakukan pengamplasan dengan mesin amplas dengan nilai kekasaran yang berbeda-beda. nilai kekasaran tersebut dapat diatur sesuai dengan keinginan kita. dari 60 hingga 2500. terdapat nilai standard yang ada.

mesin grinder and polisher

 setelah dirasa cukup proses pengamplasan maka harus dilakukan penggosokan denggn kain bludru. sebelum itu harus ditambahkan autosol untuk memperkiapnya dan juga cairan etsa untuk melakukan pembersihan pada bagian yang diamplas.

kain bludru

cairan etsa

ethanol

 jika proses penmbersihan dan penggosokan sudah selesai maka dilakukan pengamatan pada bagian struktur mkikro dengan mikroskop optik. maka akan didapatkan struktur mikro pada bagian yang diamati.

mikroskop optik

 proses pengamatan selesai, langkah selanjutnya adalah pengamatan.

c. Hasil
Hasil yang didapatkan dari pengamatan seperti gambah dibawah ini.

struktur mikro base metal pembesaran 100 x

 pada gambar diatas terlihat bahwa struktur mikro base metal masih besar-besar dan tersusun antara besi dan ferrit dan perlit saja. namun secra kasat mata masih terlihat besar dan jelas.

struktur mikro anealling 40x

pada pembesaran selanjutnya maka pada proses anealling menghasilkan struktur mikro yang cukup besar. namun ini berisi perlit dan juga austenit. pembesaran yang dilakukan hanya 40x

struktur mikro quenching 100x

terlihat sekali perbedaan tentang struktur mikro quenching. pada gambar yang terlihat adalah martensit. dibuktikan dengan adanya bentuk yang tak beraturan dan juga tak karuan. bentuknya seperti batu yang rusan dan pecah aau batu cadas.

dari hasil yang didapatkan maka dapat diambil beberapa hal diantaranya.
secara garis besar proses anealling akan mengahasilkan bentuk yang lebih teratur dibandingkan dengan proses quenching, hal ini terlihat dari grafis yang didapatkan.

hal ini dapat terjadi dikarenakan pada suhu tertentu material menempati titik austenit maka jika dilakukan pendinginan bertahap maka strukturmikronya akan bersatu dengan struktur yang sama jadi material strktur mikronya menjadi besar-besar. berbeda jika dengan pendinginan cepat. karena truktur mikro austenit yang pisah tersebut takj mampu untuk kembali menyatu dengan struktur aslinya maka bentuknya kecil-kecil dan acak acakan. efek ini disebut dengan martensit.

scara mekanis baja hasil anealling memiliki kekersan yang lebih rendah dibandingkan dengan baja hasil quenching. hal ini dikarenakan banyaknya tegangan pada batas butir antar material. semakin kecil butiran maka akan semakin banyak pula bidang sentuh antar butir. sehingga tegangan akan semakin tinggi dan materisl akan menjadi semakin keras.
untuk material hasil aneaalling memiiki daerah sentuh batas butir yang sedikit sehingga memiliki tegangan permukaan yang kecil

jika dapat kita simpulkan bahwa. dengan uji selanjutnya yaitu uji impak maka dapat ditunjukan bahwa meterial yang memiliki struktur mikro seperti anealling memiliki kekuatan patah tinggi namun bahannya menjadi getas. berbeda jika material tersebuh anealling. material hasil anealling maka memiliki kekuatan yang tidak terelu tinggi namun sifat bahannya adalah ulet.

d. kesimpulan
oleh sebab itu setiap proses memiliki keunggulan dan kekurangan masing masing. kita sebagai engineer harus mampu memilih bahan berdasarkan aplikasi yang diinginkan.

sumber
[1] Steel Heat Treatment Metallurgy and Technologies - George E. Totten
[2] Strength of Materials and Structures - (Malestrom)

 untuk bacaan dapat dilihat dibawah ini kedua sumber diatas.