Lihat Kekuatan Logam: Panduan Sederhana untuk Perlakuan Panas dan Pemanasan

Pernahkah Anda berpikir tentang apa yang membuat pedang menjadi kuat tetapi tidak mudah patah? Atau bagaimana sepotong baja biasa bisa berubah menjadi mata bor yang sangat keras? Rahasianya adalah serangkaian langkah yang disebut perlakuan panas. Ini adalah cara menggunakan pemanasan dan pendinginan untuk membuat logam menjadi lebih baik. Artikel ini adalah panduan mudah untuk mempelajari cara kerja perlakuan panas. Anda akan mengetahui bagaimana kita dapat membuat logam menjadi lebih keras, lebih lunak, atau lebih tangguh, hanya dengan mengatur panasnya. Teruslah membaca untuk mempelajari rahasia yang mengubah logam biasa menjadi bahan yang hebat.

Apa itu Perlakuan Panas dan Mengapa Itu Penting untuk Logam?

Perlakuan panas adalah serangkaian langkah yang digunakan untuk mengubah tampilan dan perilaku material. Bahan yang paling umum untuk perlakuan panas adalah logam atau paduan. Metode ini menggunakan pemanasan dan pendinginan yang cermat. Dengan mengamati dengan cermat seberapa panas logam, berapa lama logam tetap panas, dan seberapa cepat logam mendingin, kita dapat mengubah fitur-fiturnya. Kita dapat membuatnya lebih kuat, lebih keras, atau lebih lembut untuk melakukan pekerjaan tertentu.

Anda bisa menganggapnya seperti membuat kue. Anda mulai dengan bahan-bahan yang sederhana. Tetapi suhu oven dan berapa lama Anda memanggang akan membuat perbedaan. Hal yang sama juga berlaku untuk baja dan jenis logam lainnya. Proses perlakuan panas yang tepat dapat membuat sepotong baja karbon biasa menjadi bagian yang bekerja dengan sangat baik. Inilah sebabnya mengapa perlakuan panas sangat penting untuk membuat perkakas, suku cadang mobil, dan hampir semua hal yang terbuat dari logam. Hal ini memungkinkan kita untuk memutuskan bagaimana hasil akhir dari produk tersebut.

Bagaimana Menerapkan Panas Mengubah Sifat Logam?

Apabila Anda melihat sepotong logam, ini terlihat padat. Tetapi pada tingkat yang sangat kecil, logam ini terbuat dari kristal-kristal kecil. Kami menyebutnya struktur mikro. Cara kristal-kristal kecil ini disatukan memberikan kualitas pada logam, seperti kekerasan atau keuletannya (yaitu kemampuannya untuk dibengkokkan dan tidak patah). Langkah-langkah pemanasan dan pendinginan mengubah struktur mikro ini.

Memanaskan logam akan memberikan energi pada potongan-potongan kecil di dalamnya untuk bergerak dan membentuk bentuk kristal baru. Kemudian, kecepatan pendinginan, atau laju pendinginan, menentukan bentuk akhir yang akan dihasilkan. Pendinginan yang sangat cepat, yang disebut quench, dapat mengunci potongan-potongan kecil di tempatnya. Hal ini membuat bentuk yang sangat keras tetapi juga rapuh. Pendinginan yang sangat lambat memungkinkan potongan-potongan kecil mengendap menjadi bentuk yang lembut dan lebih lentur. Jadi, dengan mengatur langkah pemanasan dan pendinginan, perlakuan panas dapat mengubah sifat-sifat logam secara hati-hati.

Apa Saja Jenis Perlakuan Panas yang Paling Umum?

Ada banyak proses perlakuan panas yang berbeda. Sebagian besar dari mereka dapat dimasukkan ke dalam beberapa kelompok utama. Masing-masing dilakukan untuk alasan yang berbeda. Mempelajari jenis-jenis dasar perlakuan panas ini membantu Anda mempelajari apa yang dapat Anda lakukan dengan logam atau paduan.

Berikut ini adalah tabel sederhana dari pilihan perawatan yang paling umum:

Perlakuan panas yang umum ini, seperti anil, pengerasan, dan tempering, adalah ide dasar untuk bekerja dengan logam saat ini. Banyak metode perlakuan panas yang hanya merupakan cara yang sedikit berbeda dalam melakukan hal-hal utama ini.

Bagaimana Anda Mengeraskan Baja dengan Proses Perlakuan Panas?

Untuk mengeraskan baja, Anda harus mengubah struktur mikronya menjadi bentuk yang sangat keras. Perlakuan panas ini menggunakan pemanasan baja ke suhu yang sangat tinggi. Suhu yang tepat berubah berdasarkan jenis baja dan kandungan karbonnya. Baja dipanaskan hingga mencapai titik yang lebih tinggi dari suhu kritis atasnya. Hal ini memungkinkan bit karbon bercampur ke dalam baja.

Setelah logam dipanaskan dan perubahan ini selesai, logam harus didinginkan dengan sangat cepat. Ini disebut pendinginan. Baja sering kali dicelupkan ke dalam air, minyak, atau cairan khusus. Pendinginan yang cepat ini akan mengunci potongan-potongan karbon di tempatnya. Hal ini membuat struktur yang sangat keras tetapi juga sangat rapuh. Metode ini sangat bagus untuk meningkatkan kekerasan benda-benda seperti baja perkakas atau pisau. Tujuan dari perlakuan panas ini adalah untuk mendapatkan kekerasan yang sangat tinggi.

Apa yang Dimaksud dengan Anil Logam?

Memanaskan logam berarti membuatnya lebih lembut dan lebih mudah untuk dikerjakan. Proses anil seperti kebalikan dari pengerasan. Alih-alih pendinginan yang cepat, anil menggunakan metode pendinginan yang sangat lambat. Metode perlakuan panas ini digunakan untuk menghilangkan stres di dalam, melembutkan logam, dan membuatnya lebih mudah dibengkokkan dan lebih kuat. Hal ini biasanya dilakukan setelah logam dikerjakan dengan cara dingin, yang dapat membuatnya menjadi keras dan mudah patah.

Ada berbagai cara untuk menganil. Dalam proses anil penuh, logam dipanaskan hingga suhu tinggi tertentu. Kemudian secara perlahan didinginkan dengan kecepatan yang ditetapkan. Hal ini sering dilakukan dengan membiarkannya di dalam tungku hingga dingin. Proses anil memungkinkan struktur mikro berubah kembali ke keadaan yang lebih tenang dan lunak. Jenis perlakuan panas lainnya seperti anil parsial atau anil rekristalisasi menggunakan suhu pemanasan dan kecepatan pendinginan yang berbeda untuk hasil yang berbeda. Anil digunakan untuk menyiapkan logam agar siap untuk dikerjakan lebih lanjut.

Mengapa Penting untuk Memanaskan Baja Setelah Anda Mengeraskannya?

Ketika Anda mengeraskan baja dengan pendinginan, Anda akan mendapatkan kekerasan yang luar biasa. Tetapi hal ini juga menyebabkan masalah besar: baja menjadi sangat rapuh. Bahan yang rapuh dapat dengan mudah pecah seperti kaca jika Anda memukulnya. Hal ini tidak baik untuk sebagian besar perkakas atau komponen. Inilah sebabnya mengapa proses temper sangat berguna. Tempering adalah perlakuan panas yang dilakukan setelah pengerasan untuk mengurangi kerapuhan.

Proses ini dilakukan dengan memanaskan baja yang sudah dikeraskan ke suhu yang jauh lebih rendah. Suhu panas ini dipertahankan selama waktu tertentu. Kemudian dibiarkan dingin, sering kali di udara pada suhu kamar. Pemanasan lembut ini memungkinkan beberapa bit yang terkunci dalam struktur mikro bergerak sedikit. Hal ini menurunkan sebagian kekerasan tetapi membuat ketangguhannya jauh lebih baik. Semakin tinggi suhu yang digunakan untuk tempering, semakin tidak keras dan semakin tangguh baja tersebut. Hal ini memungkinkan kami membuat perubahan kecil pada cara kerja komponen baja akhir.

Apa itu Pengerasan Kasus dan Apa Perbedaannya?

Terkadang, Anda tidak perlu seluruh bagian menjadi keras. Anda mungkin menginginkan bagian yang memiliki permukaan yang sangat keras yang tidak mudah aus. Namun, Anda mungkin ingin bagian tengahnya lebih lembut dan lebih keras. Inilah mengapa kami menggunakan pengerasan casing. Pengerasan casing adalah sejenis perlakuan panas yang hanya mengeraskan lapisan luar, atau "casing", dari bagian logam. Hal ini membuat permukaan mengeras sementara bagian dalam komponen tetap lebih mudah ditekuk.

Ada beberapa cara untuk melakukan hal ini. Dua proses perlakuan panas yang umum dilakukan untuk pengerasan casing adalah karburasi dan nitridasi.

• Karburasi dilakukan dengan memanaskan baja di tempat yang mengandung banyak karbon. Potongan-potongan karbon masuk ke permukaan baja. Ini meningkatkan kandungan karbonnya. Kemudian, bagian tersebut dapat melalui langkah pengerasan dan pendinginan normal. Tetapi hanya permukaan dengan karbon tinggi yang akan menjadi sangat keras.
• Nitridasi adalah proses yang serupa, tetapi menggunakan nitrogen dan bukan karbon. Ini adalah perawatan permukaan yang dilakukan pada suhu yang lebih rendah. Proses ini menghasilkan kekerasan permukaan yang sangat keras dan tahan lama. Metode perlakuan panas ini sangat baik untuk roda gigi dan suku cadang mesin.

Bagaimana Perlakuan Panas Menghilangkan Stres pada Logam?

Ketika bagian logam dibuat, misalnya dengan mengelas, memotong, atau menekuk, tegangan dapat terbentuk di dalamnya. Anda tidak dapat melihat tekanan ini. Tetapi, hal ini dapat membuat bagian tersebut bengkok atau bahkan patah seiring berjalannya waktu. Perlakuan panas khusus yang disebut penghilang stres dapat membantu mengatasi hal ini. Tujuan dari proses panas ini adalah untuk meringankan kekuatan yang terbentuk. Hal ini dilakukan tanpa mengubah fitur utama logam.

Untuk meredakan tekanan, bagian tersebut dipanaskan secara lembut hingga suhu yang berada di bawah titik perubahannya. Bagian ini disimpan di sana selama waktu yang cukup untuk membiarkan struktur mikro internal logam mengendap. Hal ini juga memungkinkan tekanan internal menyebar secara merata. Setelah itu, logam didinginkan dengan sangat lambat. Pendinginan yang lambat ini sangat penting. Ini memastikan tidak ada tekanan baru yang dibuat. Perlakuan panas ini adalah langkah yang sangat penting untuk memastikan komponen kuat dan dapat dipercaya.

Apakah Ada Jadwal Perlakuan Panas yang Berbeda untuk Baja?

Ya, tentu saja. Jadwal perlakuan panas seperti resep yang Anda ikuti untuk perlakuan panas. Jadwal ini memberi Anda suhu, waktu, dan kecepatan pendinginan yang tepat untuk digunakan untuk jenis paduan tertentu. Berbagai jenis baja, seperti baja karbon, baja paduan, atau baja tahan karat, semuanya membutuhkan jadwal perlakuan panas khusus untuk mendapatkan fitur yang Anda inginkan.

Sebagai contoh, baja perkakas karbon tinggi akan memiliki jadwal yang sangat berbeda dengan baja karbon rendah untuk bangunan. Bahkan perubahan kecil pada waktu pemanasan atau laju pendinginan dapat membuat perbedaan besar pada kekerasan dan ketangguhan akhir. Inilah sebabnya mengapa para ahli yang melakukan perlakuan panas mengikuti rencana ini dengan sangat cermat. Mereka menggunakan alat khusus untuk mengatur langkah pemanasan dan pendinginan. Hal ini membantu memastikan setiap bagian mendapatkan perlakuan panas yang tepat.

Apa Saja Proses Perlakuan Panas yang Umum Diketahui?

Sekarang kita telah mempelajari tentang empat besar: pengerasan, anil, temper, dan pengerasan casing. Ini adalah bagian terpenting dari perlakuan panas. Proses-proses ini membantu kita membuat benda menjadi lebih kuat, melembutkan bahan, mengurangi kerapuhan, dan membuat permukaan yang keras. Proses panas yang umum ini digunakan dalam semua jenis pekerjaan yang bekerja dengan logam.

Di dalam kelompok-kelompok ini, ada banyak jenis perlakuan panas khusus. Sebagai contoh, proses yang disebut normalisasi adalah jenis perlakuan panas anil. Ini digunakan pada baja tuang untuk membuat struktur mikro yang lebih merata di dalamnya. Proses pendinginan juga memiliki banyak jenis. Mulai dari menggunakan air biasa hingga minyak atau cairan khusus yang mengatur laju pendinginan. Jika itu untuk komponen stainless atau paduan sederhana, ada perlakuan panas yang dibuat untuk membuatnya bekerja sebaik mungkin. Dunia memanaskan logam atau paduan untuk mengubah fitur-fiturnya sangat besar. Tetapi ide-ide utama inilah yang membuat semuanya terjadi.

Key Takeaways to Remember

• Perlakuan panas menggunakan pemanasan dan pendinginan yang cermat untuk mengubah fitur logam.
• Tujuan utamanya adalah mengubah struktur kecil di dalam logam atau paduan.
• Pengerasan membuat baja menjadi sangat keras. Tetapi juga membuatnya rapuh karena cepat panas.
• Anil menggunakan pendinginan yang lambat. Hal ini membuat logam menjadi lebih lembut dan lebih mudah untuk dikerjakan.
• Tempering adalah perlakuan panas yang dilakukan setelah pengerasan. Proses ini menambah ketangguhan pada baja.
• Pengerasan casing adalah cara pengerasan permukaan. Cara ini membuat lapisan luar yang keras dan bagian tengah yang tangguh.
• Setiap perlakuan panas mengikuti rencana yang jelas tentang suhu, waktu, dan laju pendinginan.