Pembentukan Struktur Martensite

Pengertian Definisi

Transformasi Austenit Menjadi Martensit.

Pada laju pendingan yang sangat cepat dari temperature austenite ke temperature ruang, akan menyebabkan terjadinya transformasi fasa dari fasa austenite menjadi fasa martensite. Transformasi pembentukan martensit ini akan berakhir pada temperature di bawah nol celcius. Sehingga bila baja didinginkan dengan cepat sampai temperature ruang, masih terdapat sisa austenite. Hal ini menyebabkan pengerasan baja menjadi tidak optimal. Austenit sisa tergantung pada kandungan karbon. Semakin tinggi kandungan karbon semakin besar pula kemungkinan terdapatnya austenite sisa.

Untuk dapat menghilangkan austenite sisa ini, maka dilakukan perlakuan yang disebut dengan subzero treatment yaitu pendinginan lanjut dibawah nol celcius. Dengan perlakuan ini semua austenite sisa dapat bertransformasi menjadi marensit. Cara lain adalah dengan perlakuan panas tempering atau penemperan.

Pada pendinginan cepat tidak cukup waktu bagi karbon untuk berdifusi keluar dari larutan padat austenite, sehingga tranformasi terjadi dengan pergeseran atom-atom dari kisi kubus pemusatan sisi, Face Centered Cubic, FCT,  menjadi tetragonal pemusatan ruang yang lewat jenuh, Body Centered Tetragonal, BCT. Transformasi geser atom ini menyebabkan kisi Kristal mengalami distorsi.  Dua dimensi dari unit sel BCT mempunyai ukuran yang sama, sedangkan dimensi yang ketiga lebih besar.

Selama pergeseran, atom karbon yang tidak sempat berdifusi ini terperangkap pada posisi octahedral, sehingga parameter kisi c mengalami ekspansi lebih besar dibanding kisi a.

Temperatur Awal Mulainya Transformasi Martensit

Austenit akan bertransformasi menjadi martensit pada temperatur di bawah temperature kristis Ms, Martensite Star. Temperatur Ms dipengaruhi oleh kandungan paduan yang terdapat dalam baja. Satu persamaan yang dapat digunakan untuk penentuan Temperatur Ms adalah sebagai berikut:

Ms (celcius) = 561 – 474 (% C) – 33(%Mn) – 17(%Ni) – 17(%Cr) – 21(%Mo)

Dari persamaannya diketahui bahwa unsur-unsur yang terkandung dalam baja cenderung menurunkan temperature awal pembentukan martensit. Semakin banyak unsur paduan yang ditambahkan, semakin rendah temperature Ms. Karbon merupakan unsur yang memberikan pengaruh paling basar terhadap penurunan temperature awal transformasi dibanding unsur-unsur lainnya.

Struktur Mikro Martensit

Struktur martensit untuk paduan besi-karbon mempunyai dua bentuk yaitu: lath martensite dan plate martensite. Struktur lath martensite terbentuk pada baja karbon rendah sampai sedang, atau baja dengan kandungan karbon kurang daripada 0,6 persen. Sedangkan plate martensit terbentuk pada baja karbon tinggi, atau baja dengan kandungan karbon lebih daripada 0,6 persen. Perbedaan struktur martensit di bawah pengamatan mikroskop optic dapat dilihat pada gambar di bawah.

Struktur Mikro Martensite Lath Dan Plate

Struktur Mikro Lath Dan Plate Martensite

Nilai kekerasan lath mertensite lebih rendah daripada plate martensite. Namun dengan kandungan karbon yang tinggi, plate matensit cenderung lebih getas atau rapuh dari baja dengan struktur lath martensite. Baja dengan struktur plate martensite banyak digunakan untuk aplikasi teknik seperti baja perkakas dan struktur karburisasi.