Perlakuan Panas pada Baja

Perlakuan panas konvensional untuk memproduksi baja martensitic biasanya dilakukan dengan pendinginan terus menerus dan cepat dari baja yang panasnya mencapai austenite. Suhu austenite dapat ditentukan dari diagram fase baja. Transformasi menjadi austenite melibatkan perubahan yang membutuhkan waktu dan panas. Oleh karena itu, baja harus ditahan pada suhu tinggi dalam periode waktu yang cukup agar fase baru terbentuk dan homogenitas komposisi yang diperlukan dapat tercapai. Martensite adalah fase keras dan getas yang memberi baja kemampuan unik untuk diperkuat ke tingkat yang sangat tinggi.

Gambar 1. Perlakuan Panas pada Baja.
(Sumber: Groover, Mikell P., 2010, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, edisi 4.)

Pendinginan cepat dilakukan dengan bantuan media pendingin. Beberapa jenis media pendingin antara lain seperti: air, minyak, atau udara. Proses pendinginan cepat ini dikenal dengan istilah quenching. Selama pendinginan cepat, tidak mungkin mendinginkan baja dengan hasil seragam. Bagian luar baja akan selalu dingin lebih cepat daripada daerah bagian dalam. Oleh karena itu, proses perlakuan panas bisa menghasilkan struktur mikro dan sifat mekanis yang bervariasi pada sebuah spesimen.

Keberhasilan perlakuan panas pada baja untuk menghasilkan mikrostruktur martensitic yang dominan di seluruh penampang tergantung pada tiga faktor utama:

• Komposisi paduan.
• Jenis dan karakter media quenching.
• Ukuran dan bentuk spesimen.

Hardenability

Pengaruh komposisi paduan pada baja paduan agar berubah menjadi martensite dengan quenching terkait dengan parameter yang disebut hardenability. Pada setiap baja paduan yang berbeda ada hubungan spesifik antara sifat mekanis dan laju pendinginan. Hardenability bukanlah kekerasan (hardness) yang merupakan ketahanan terhadap indentasi (uji kekerasan bahan). Hardenability adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan kemampuan bahan untuk dikeraskan dengan pembentukan martensite sebagai hasil dari perlakuan panas. Baja dengan hardenability tinggi adalah baja yang mengeras atau membentuk martensite tidak hanya di permukaan saja tetapi hingga bagian dalam baja. Hardenability tidak mengacu pada kekerasan maksimum yang dapat dicapai baja. Kekerasan maksimum itu tergantung pada kandungan karbonnya.

Hardenability baja bisa ditingkatkan melalui paduan. Unsur-unsur paduan yang memiliki efek terbesar adalah chromium, manganese, dan molybdenum. Metode yang paling umum untuk mengukur hardenability adalah uji Jominy end-quench.

Referensi

Groover, Mikell P., 2010, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, edisi 4.

W. D. Callister dan D. G. Rethwisch, 2010, Materials Science and Engineering: an Introduction, edisi 8.