Pengaruh Temperatur Quenching Terhadap Kekerasan Dan Struktur Mikro Baja.

Sifat akhir yang dimiliki oleh sutau produk yang dihasilkan dari proses perlakuan panas quenching akan ditentukan oleh siklus pemanasan yang dialaminya. Dan salah satu variabel yang mempengaruhi sifat akhir produk tersebut adalah temperatur quenching.

Untuk logam baja, temperatur pemanasan atau quenching disebut dengan temperatur austenisasi. Temperatur dimana fasa logam baja berubah dan stabil menjadi fasa austenit. Pada temperaratur ini terjadi perubahan fasa dari fasa ferrit dan pearlite menjadi fasa austenite seperti berikut:

Ferit + Perlit —> Austenite

Perlakuan panas quenching ini menghasilkan suatu produk yang memiliki kekerasan sangat tinggi, dan karenanya sering disebut sebagai proses pengerasan, atau hardening. Nilai kekerasan yang dimiliki oleh produk qunching ini dipengaruhi oleh temperatur pemanasannya.

Pengaruh Temperatur Quenching Terhadap Kekerasan Dan Struktur Mikro

Pengaruh temperatur austenisasi terhadap kekerasan baja yang mengandung karbon 0.3 persen setelah quenching ditunjukkan pada Gambar di bawah. Baja dengan kandungan karbon 0,3 persen yang dipanaskan pada temperatur yang lebih tinggi, maka setelah quenchingakan memiliki kekerasan yang lebih tinggi.

Pengaruh Temperatur Austenisasi Terhadap Kekerasan

Gambar 4. Pengaruh Temperatur Austenisasi Terhadap Kekerasan Baja Dengan Karbon 0.3 % Setelah Quenching

Proses quenching diperoleh dengan melakukan pendinginan dari temperatur austenite ke temperatur kamar dengan laju pendinginan yang sangat cepat. Umumnya pendinginan dilakukan dengan media air atau oli.

Pada saat Pendinginan ini akan terjadi transfomasi fasa atau perubahan fasa yaitu konversi austenite menjadi struktur martensi seperti berikut:

Austenite —> Martensit

Martensit memiliki kekerasan yang tinggi. Nilai kekerasan ini tergantung pada banyak variabel, baik variabel bahan bajanya yaitu kompiosisi kimia, atau proses laku panasnya seperti temparatur pemanasan, laju pendinginan, waktu penahanan, atau holding time.

Variabel-bariabel tersebut akan berpengaruh terhadap struktur mikro akhir dari produknya. Pada temperatur austenisasi yang lebih tinggi butir-butir austenit akan tumbuh membesar. Pada butiran austenit yang lebih besar, luas batas butir atau jumlah titik sebagai tempat pengintian untuk terjadinya dekomposisi fasa austenit menjadi pearlit semakin rendah.

Dekomposisi dan pertumbuhan perlit akan menjadi terhambat, hal ini akan memudahkan transformasi austenit menjadi martensit, sehingga dengan membesarnya butiran austenit, maka baja  akan mempunyai kemampukerasan yang lebih tinggi. Artinya austenite akan lebih mudah terdekomposisi menjadi martenisit pada austenite yang berukuran besar.

Struktur Martensit yang terbentuk dari temperatur pemanasan yang lebih tinggi akan memilki kerapatan dislokasi yang tinggi. Sehingga baja yang mengalami pendinginan yang cepat dengan temperatur pemanasan yang lebih tinggi akan memilikii fasa martensit dengan kekerasan yang tinggi pula.

Pada Gambar di bawah dapat dilihat pengaruh temperatur austenisasi terhadap struktur martensit yang terbentuk pada baja yang mengandung karbon 0,3 persen.

struktur martensite

Gambar 5. Struktur Martensite Baja Setelah Quenching Dengan Temperatur Austenisasi Yang Berbeda

Pustaka:

  1. Thelning, K. E., 1984, “Steel And Its Heat treatment”, Second Edition, Butterworth.

Gambar:

  1. http://ardra.biz