Makalah Heat Treatment (Teknik Mesin)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat allah swt, shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada rasulullah saw beserta keluarga dan sahabatnya. Berkat kudrat dan iradat-nya akhirnya kami dapat menyelesaikan makalah yang membahas tentang “heat treatment” ini.

Dalam kesempatan ini kami menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, dorongan, bimbingan dan arahan kepada penyusun.

Ucapan terima kasih dan penghargaan tersebut kami sampaikan kepada :

1.      Dosen

2.      Teman-teman, dan

3.   Rekan-rekan yang telah memberi dorongan dan semangat sehingga makalah ini dapat diselesaikan.

Dalam makalah ini kami menyadari masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu segala saran dan kritik guna perbaikan dan kesempurnaan sangat kami nantikan. Semoga makalah ini dapat bermanfaat khususnya bagi penyusun dan para pembaca pada umumnya.

                                                                                                            Banjarbaru, 03 April 2013

                                                                                                                       

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Baja karbon mempunyai nilai kekerasan yang berbeda bergantung pada kadar karbon pada suatu baja. Namun, pada kadar karbon yang sama juga bisa mempunyai nilai kekerasan yang berbeda. Hal tersebut dapat terjadi akibat proses manufacturing yang berbeda-beda pada baja kadar karbon sama. Sehingga, kita perlu mempelajari fenomena-fenomena pengerasan baja karbon agar kita bisa mendapatkan baja karbon sesuai dengan spesifikasi yang kita inginkan. Pada logam lain juga dapat mengeras jika diberi suatu perlakuan tertentu.

Suatu logam dapat berubah kekerasannya akibat dari faktor-faktor penentu kekerasan logam itu juga sehingga kita perlu memahami faktor penetu kekerasan logam tersebut. Praktikan juga dituntut untuk memahami mekanisme dan fenomena precipitation hardening pada paduan Al-Cu untuk mengetahui perubahan kekerasan pada logam tersebut apabila diberi heat treatment.

1.2  Maksud dan Tujuan

1.      Maksud dari pembuatan makaalah ini adalah :

            - Untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Ilmu Logam

            - Untuk menambah wawasan

2.      Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah

            - Untuk menambah pengetahuan tentang Heat Treatment

            -  Mengetahui apa pengertian  tentang Heat Treatment

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Heat Treatment

Dari sebuah rangkuman yang ditulis oleh Avner (1974: 676) menyatakan bahwa perlakuan panas (heat treatment) adalah: “Heating and cooling a solid metal or alloy in such away as to obtain desired conditions or properties. Heating for the sole purpose of hot-working is excluded from the meaning of this definition”.

Perlakuan panas adalah proses untuk memperbaiki sifat dari logam dengan jalan memanaskan coran sampai temperatur yang cocok, kemudian dibiarkan beberapa waktu pada temperatur itu, kemudian didinginkan ke temperatur yang lebih rendah dengan kecepatan yang sesuai. Salah satu cara perlakuan panas pada logam paduan aluminium adalah dengan penuaan keras ( age hardening ).

Melalui penuaan keras ( age hardening ), logam paduan aluminium akan memperoleh kekuatan dan kekerasan yang lebih baik. Dahulu orang menyebut penuaan keras (age hardening ) dengan sebutan pemuliaan atau penemperan keras. Penamaan tersebut kemudian dibakukan menjadi penuaan keras (age hardening ) karena penemperan keras pada logam paduan aluminium berbeda dengan penemperan keras yang berlangsung pada penemperan keras baja.

Paduan aluminium yang dapat dituakeraskan atau di age hardening dibedakan atas paduan aluminium yang dapat dituakeraskan dalam keadaan dingin dan paduan aluminium yang dapat dituakeraskan dalam keadaan panas.

B.     Macam-Macam Heat Treatment

1.       EFEK PADA STRUKTUR MIKRO DAN UKURAN BUTIRAN

Pada proses pembuatannya, komposisi kimia yang dibutuhkan diperoleh ketika baja dalam bentuk fasa cair pada suhu yang tinggi.

Pada saat proses pendinginan dari suhu lelehnya, baja mulai berubah menjadi fasa padat pada suhu 13500, pada fasa ini lah berlangsung perubahan struktur mikro. Perubahan struktur mikro dapat juga dilakukan dengan jalan heat treatment. Bila proses pendinginan dilakukan secara perlahan, maka akan dapat dicapai tiap jenis struktur mikro yang seimbang sesuai dengan komposisi kimia dan suhu baja.

2.      HEAT TREATMENT DENGAN PENDINGINAN TAK MENERUS

            Jika suatu baja didinginkan dari suhu yang lebih tinggi dan kemudian ditahan pada suhu yang lebih rendah selama waktu tertentu, maka akan menghasilkan struktur mikro yang berbeda.

Ukuran butir sangat dipengaruhi oleh tingginya suhu pemanasan, lamanya pemanasan dan semakin lama pemanasannya akan timbul butiran yang lebih besar. Semakin cepat pendinginan akan menghasilkan ukuran butir yang lebih kecil.

3.      HEAT TREATMENT DENGAN PENDINGINAN MENERUS

Dalam prakteknya proses pendinginan pada pembuatan material baja dilakukan secara menerus mulai dari suhu yang lebih tinggi sampai dengan suhu rendah.

C.     Proses Heat Treatment

1.      Pengerasan (Hardening)

Adalah usaha untuk meningkatkan sifat material terutama kekerasan dengan cara selup cepat (quenching) material yang sudah dipanaskan ke dalam suatu media quenching berupa air, air garam, maupun oli. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara lain : komposisi kimia, langkah perlakuan panas, cairan pendinginan, temperatur pemanasan. Tujuan utama dari pengerasan adalah untuk mengembangkan pengerasan yang tinggi. Objek utama dalam membuat pengerasan bagian mesin dari struktur baja adalah untuk meningkatkan kekuatan tarik.

Dalam ilmu perlakuan panas, hardening pada prinsipnya dilakukan dengan membentuk suatu baru struktur yang keras pada material. Mekanisme yang biasa dilakukan ialah dengan penambahan suatu unsur atau sekedar membuat suatu struktur yang keras dengan komposisi yang telah ada pada material. Salah satu struktur keras yang dimaksud pada mekanisme kedua ialah martensit (>500 BHN). Struktur martensit bersifat keras dan rapuh sehingga pada prakteknya tidak dapat langsung digunakan, karena pembentukan martensit diiringi distorsi matriks yang cukup besar. Pembentukan struktur martensit terjadi melalui proses pendinginan cepat (quench) dari fasa austenit (struktur FCC – Face Centered Cubic) hingga temperatur ruang, yang berakibat pada terperangkapnya atom karbon (tidak sempat berdifusi) sehingga terjadi peregangan kisi dari struktur BCC (Body Centered Cubic) yang seharusnya terbentuk (ferrite) menjadi martensit yang berstruktur BCT (Body Centered Tetragonal).Pelunakan (Annealing)

2.      Normalizing.

Normalizing merupakan proses perlakuan panas yang bertujuan untuk memperhalus dan, menyeragamkan ukuran serta distribusi ukuran butir logam. Proses ini diperlukan untuk komponen atau material yang mengalami proses pembentukan seperti pengerolan dingin, tempa dingin dan pengelasan.

Proses normalizing yaitu dengan cara memanaskan material pada temperatur 55 sampai 85 0C diatas temperatur kritis. Kemudian ditahan untuk beberapa lama hingga fasa secara penuh bertransformasi ke fasa austenit. Selanjutnya material didinginkan pada udara terbuka hingga mencapai suhu kamar.

3.      Full annealing.

Full annealing merupakan proses perlakuan panas yang bertujuan untuk melunakkan logam yang keras sehingga mampu dikerjakan dengan mesin. Proses ini banyak dilakukan pada baja medium. Proses ini dilakukan dengan cara memanaskan material baja pada temperatur 15 hingga 40 0C di atas temparatur A3 atau A1 tergantung kadar karbonnya. Pada temperatur tersebut pemanasan ditahan untuk beberapa lama hingga mencapai kesetimbangan. Selanjutnya material didinginkan dalam dapur pemanas secara perlahan-lahan hingga mencapai temperatur kamar. Struktur mikro hasil full annealing berupa pearlit kasar yang relatif lunak dan ulet.

4.      Spheroidizing.

Baja karbon medium dan tinggi memiliki kekerasan yang tinggi dan sulit untuk dikerjakan dengan mesin dan dideformasi. Untuk melunakkan baja ini dilakukan proses spheroidizing.

Proses spheroidizing dilakukan dengan cara memanaskan baja pada temperatur sedikit dibawah temperatur eutectoid, yaitu sekitar 700 0C. Pada temperatur tersebut ditahan selama 15 hingga 25 jam. Kemudian didinginkan secara perlahan-lahan di dalam tungku pemanas hingga mencapai temperatur kamar.

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Heat treatment adalah proses pendinginan dan pemanasan yang terkontrol terhadap logam, yang disesuaikan dengan tujuan pemakaiannya.

Tujuan dari heat treament antara lain :

1. Untuk mempersiapkan material untuk pengolahan berikutnya.

2. Mempermudah proses machining.

3. Untuk mengurangi kebutuhan daya pembentukan dan kebutuhan energi.

4. Memperbaiki sifat keuletan material dan kekuatan material, dimana dalam hal ini merupakan fungsi dari kandungan karbon yang terkandung dalam material.

5. Meningkatkan kekerasan dan tegangan tarik.