Tegangan Sisa Pada Martensit

Pemahaman Terbentuknya Tegangan Sisa Pada Martensit

Perbedaan temperature dan laju pendingan tidak hanya menghasilkan struktur mikro yang variatf, tetapi juga dapat menghasilkan tegangan sisa yang dapat mengakibatkan baja atau logam menjadi sangat sensitive terhadap terbentuknya retak, baik retak selama proses manufaktur, maupun selama pemakaian atau aplikasinya. Tegangan sisa yang timbul selama proses quenching ini disebabkan oleh adanya thermal stress dan transformation stress.

Thermal stress timbul akibat adanya perbedaan kecepatan pendinginan antara permukaan dan bagian dalam baja yang di quench. Thermal stress dapat menimbulkan distribusi tegangan pada permukaan dan bagian dalam baja berbeda.

Transformation stress timbul akibat terjadinya perubahan volume struktur kristal selama transformasi austenite ke martensit. Penambahan volume akibat perubahan struktur kristal austenite ke martensit dapat mencapai 4,2 persen. Distorsi yang ditimbulkannya dapat mengakibatkan regangan sebesar 17 persen sepanjang bidang [001] yang sejajar dengan sumbu c.

Perbedaan temperature awal dan laju pendinginan pada daerah permukaan dan bagian tengah menyebabkan awal transformasi pembentukan martensit menjadi tidak sama. Hal ini mengakibatkan distribusi regangan pada bagian permukaan dan tengah baja menjadi berbeda pula. Ketika benda kerja mencapai temperature rendah, ruang, maka pada bagian permukaan akan membentuk tegangan tekan, sedangkan bagian tengah membentuk tegangan tarik.

Pengaruh Tegangan Sisa Pada Baja Hasil Proses Quenching

Komulatif tegangan sisa dari thermal stress dan transformation stress akan meningkatkan tegangan sisa pada logam atau baja secara keseluruhan. Ketika tegangan sisa komulatif ini melebihi kekuatan kritisnya atau kuat luluhnya maka baja akan mengalami retak, baik mikro atau makro. Retakan mikro akibat tegangan sisa sulit diamati secara visual maupun uji fisik seperti uji tidak merusak atau NDT. Sehingga pengaruhnya baru akan terlihat setelah atau saat baja diproses lebih lanjut. Energi yang dapat memicu retakan mikro menjadi retak makro yang secara visual tampak jelas dapat berupa energy panas pada proses pengelasan, beban statis karena beban yang diam, atau dinamis karena adanya getaran atau guncangan. Ketika retak terjadi setelah proses manufaktur, maka retak ini disebut sebagai delay crack, retakan yang muncul belakangan, retak ini datangnya terlambat dibanding proses manufakturnya.