Everything You Should Know About The Tempering Process

Pernahkah Anda bertanya-tanya apa yang membuat sebuah logam kuat tetapi juga mampu ditekuk? Maksud saya jenis logam yang digunakan untuk pisau tajam atau rangka yang kuat untuk sebuah bangunan. Rahasianya biasanya adalah proses yang disebut tempering. Saya telah bekerja dengan logam selama bertahun-tahun. Saya dapat memberi tahu Anda bahwa sangat penting untuk memahami tempering. Artikel ini akan menjelaskan semua hal yang perlu Anda ketahui tentang proses perlakuan panas yang hebat ini. Saya akan menjelaskan apa itu dan mengapa kita melakukannya. Saya juga akan menjelaskan bagaimana ia mengubah logam keras dan mudah pecah menjadi sesuatu dengan campuran kekerasan dan ketangguhan yang tepat. Setelah membaca ini, Anda akan memahami bagaimana kami menyiapkan logam untuk penggunaan sehari-hari.

Apa itu temper pada logam?

Ketika saya berbicara tentang temper logam, maksud saya seberapa besar kekerasan dan ketangguhan yang dimilikinya. Anda dapat menganggapnya sebagai kepribadian logam. Setelah logam dibuat sangat keras, ia juga bisa sangat mudah pecah. Ini terutama berlaku untuk paduan seperti baja. Bisa jadi hampir seperti kaca. Inilah mengapa kami menggunakan proses tempering. Tempering adalah perlakuan panas. Kami menggunakannya untuk membuat paduan berbasis besi lebih kuat. Proses perawatan ini membantu menemukan keseimbangan yang tepat.

Kami ingin logam menjadi keras, sehingga dapat mempertahankan tepi yang tajam atau mempertahankan bentuknya. Tetapi kami tidak ingin terlalu keras sehingga retak ketika Anda memberikan tekanan padanya. Temper adalah titik tengah yang sempurna itu. Alasan utama untuk proses tempering adalah untuk mengubah sifat mekanik logam dengan hati-hati. Untuk melakukan ini, kami memanaskan baja yang dikeraskan ke suhu tertentu. Kemudian, kami membiarkannya mendingin. Proses ini sedikit menurunkan kekerasan. Itu juga membuat logam kurang mungkin pecah, mengurangi kerapuhannya. Ini memberi logam lebih banyak daktilitas. Ini berarti ia dapat sedikit menekuk sebelum pecah. Mendapatkan temper yang tepat membutuhkan keterampilan dan pengetahuan. Saya telah belajar bahwa suhu yang tepat dan jumlah waktu yang tepat sangat penting. Temper akhir menentukan bagaimana logam akan bertindak ketika digunakan, jika itu adalah bagian dari mata bor kecil atau balok besar di sebuah bangunan. Tujuannya adalah untuk mendapatkan campuran kekuatan dan resistensi terbaik.

Mengapa proses tempering menjadi masalah besar?

Saya harus mengatakan ini lagi: proses tempering sangat penting untuk membuat banyak produk logam yang berguna dan aman. Tanpa tempering, banyak alat dan mesin yang kita gunakan setiap hari tidak akan berfungsi dengan baik. Pikirkan tentang pisau yang terkelupas saat pertama kali Anda menggunakannya. Atau bagian mobil yang rusak pada gundukan pertama di jalan. Itulah yang akan Anda miliki tanpa keajaiban tempering. Tempering digunakan untuk menurunkan tegangan internal. Ini adalah tekanan yang menumpuk di dalam logam ketika dikeraskan. Tekanan inilah yang membuat logam rapuh.

Dengan memanaskan logam ke suhu yang lebih rendah daripada yang digunakan untuk mengeraskannya, kita membiarkan bagian-bagian kecil di dalamnya bergerak. Mereka menetap ke dalam bentuk dengan lebih sedikit stres. Proses perlakuan panas ini membuat logam lebih kuat. Itu juga membuatnya lebih baik dalam menangani guncangan. Manfaat tempering mudah dilihat. Anda mendapatkan bahan dengan daktilitas dan ketangguhan yang lebih baik sambil mempertahankan kekerasan yang baik. Ini berarti logam dapat menyerap energi dan mengubah bentuk sedikit tanpa pecah. Tempering dapat membantu membuat logam yang kuat dan dapat dipercaya. Inilah yang kita butuhkan untuk sebagian besar pekerjaan dalam fabrikasi logam dan membuat sesuatu.

Bagaimana cara mengeraskan logam sebelum ditempa?

Bahkan sebelum Anda dapat memikirkan tentang temper, Anda harus terlebih dahulu mengeraskan logam. Proses pengerasan adalah apa yang memberikan logam tingkat kekerasan tinggi pertamanya. Untuk paduan seperti baja karbon, ini berarti memanaskan logam ke suhu yang sangat tinggi. Itu dipanaskan di atas suhu kritis atasnya. Ketika bahan dipanaskan ke titik ini, struktur dalamnya berubah. Saya telah melihat ini berkali-kali. Logam dipanaskan sampai bersinar warna merah terang.

Segera setelah logam mencapai suhu yang tepat, ia membutuhkan pendinginan cepat. Kami menyebut ini quench. Ini biasanya dilakukan dengan memasukkan logam panas ke dalam air, minyak, atau cairan khusus lainnya. Pendinginan cepat ini, atau operasi quenching, membekukan struktur yang diubah, yang disebut martensite, di tempatnya. Martensite adalah apa yang membuat baja sangat keras. Tetapi seperti yang saya katakan, itu juga sangat mudah pecah. Kecepatan laju pendinginan sangat penting di sini. Quench cepat membuat logam lebih keras dan lebih kuat. Kondisi keras dan rapuh ini adalah tempat awal untuk proses tempering.

Apa hal baik yang didapatkan dari penempaan?

Saya telah berbicara tentang ini sedikit, tetapi mari kita lihat lebih dekat hal-hal baik yang datang dari tempering. Tujuan utama adalah untuk meningkatkan ketangguhan logam. Ketangguhan adalah seberapa baik suatu bahan dapat menerima pukulan tanpa pecah. Logam keras tetapi rapuh tidak memiliki banyak ketangguhan. Setelah tempering, logam jauh lebih baik dalam menangani pukulan tiba-tiba. Perlakuan panas ini adalah tentang membuat keseimbangan yang baik antara kekerasan dan ketangguhan.

Berikut adalah beberapa manfaat utama yang Anda dapatkan dari temper yang baik:

• Membuatnya Kurang Rapuh: Ini adalah yang paling penting. Tempering mengurangi kemungkinan logam akan pecah menjadi beberapa bagian. Itu membuat logam lebih pemaaf.
• Meningkatkan Ketangguhan: Logam dapat menangani lebih banyak pukulan dan tekanan.
• Menurunkan Tegangan Internal: Bagian quench dari proses menciptakan banyak tekanan di dalam logam. Tempering membantu menghilangkan tegangan internal.
• Meningkatkan Daktilitas: Logam dapat menekuk atau meregang lebih banyak sebelum pecah.
• Mempertahankan Kekerasan yang Baik: Sementara Anda mengurangi kekerasan sedikit, bagian baja yang ditempa masih sangat keras dan dapat melawan keausan.

Tabel ini menunjukkan bagaimana tempering mengubah sifat-sifat logam:

Bagaimana cara kerja tempering pada logam seperti baja karbon?

Baja karbon adalah cara yang bagus untuk menjelaskan bagaimana tempering bekerja. Ketika Anda mengeraskan baja karbon, strukturnya sebagian besar terbuat dari martensite. Ini keras tetapi mudah pecah. Proses tempering termasuk memanaskan baja karbon yang dikeraskan ini ke suhu tertentu. Suhu ini berada di bawah suhu kritis bawahnya. Titik kritis ini penting. Jika Anda memanaskannya lebih panas dari titik ini, Anda akan mulai membatalkan pengerasan.

Ketika baja karbon yang dikeraskan dipanaskan ke suhu tempering yang tepat, bit karbon di dalam struktur martensite mulai bergerak. Mereka bergabung dengan bit besi untuk membuat bagian-bagian kecil dan keras yang disebut karbida, seperti ferit dan sementit. Struktur baru ini jauh lebih kuat daripada struktur martensite pertama. Seberapa banyak itu berubah tergantung pada dua hal. Itu tergantung pada suhu tempering dan waktu tinggal. Waktu tinggal adalah berapa lama Anda menjaga logam pada suhu itu. Suhu yang lebih panas dan waktu tempering yang lebih lama akan memberi Anda logam yang lebih lembut tetapi lebih kuat. Untuk hal-hal seperti pegas, Anda akan melakukan tempering pada suhu yang lebih panas untuk mendapatkan lebih banyak kemampuan untuk menekuk. Untuk alat yang memotong, Anda akan menggunakan suhu yang lebih rendah untuk mempertahankan lebih banyak kekerasan.

Bagaimana tempering berbeda dengan kebutuhan untuk melakukan annealing?

Orang sering bingung antara tempering dan annealing. Tetapi mereka adalah proses perlakuan panas yang sangat berbeda. Saya selalu memberi tahu pembantu saya bahwa perbedaan utama adalah titik awal dan tujuan akhir. Anda melakukan tempering pada logam yang sudah keras untuk membuatnya lebih kuat. Kebutuhan untuk melakukan annealing, bagaimanapun, biasanya tentang membuat logam selembut mungkin sehingga mudah untuk dikerjakan.

Untuk melakukan annealing pada logam, Anda memanaskannya di atas suhu kritis atasnya. Kemudian Anda membiarkannya mendingin sangat, sangat lambat. Proses pendinginan lambat ini memungkinkan butiran di dalam logam menjadi besar dan rileks. Ini menghasilkan bahan yang lembut dengan daktilitas tinggi. Baja yang di-annealing mudah untuk dimesin, dibor, atau ditekuk. Tempering, di sisi lain, dimulai dengan logam keras. Ia menggunakan suhu yang jauh lebih rendah. Kemudian ia memiliki pendinginan yang lebih cepat (biasanya di udara) untuk mendapatkan campuran kekerasan dan ketangguhan. Pikirkan tentang itu seperti ini: Anda melakukan annealing untuk menyiapkan logam untuk dibentuk. Anda melakukan tempering untuk mendapatkan logam yang dibentuk siap untuk pekerjaan akhirnya. Keduanya adalah jenis perlakuan panas, tetapi mereka digunakan untuk melakukan hal-hal yang berlawanan. Proses serupa lainnya adalah annealing dan normalisasi.

Bisakah Anda mengawasi proses tempering saat itu terjadi?

Ya, Anda bisa! Ini adalah salah satu bagian paling menarik dari bekerja dengan logam. Ketika Anda memanaskan sepotong baja yang mengkilap, lapisan tipis karat terbentuk di atasnya. Ketebalan lapisan ini berubah dengan suhu. Ini membuatnya menunjukkan cahaya dengan cara yang berbeda. Ini menciptakan serangkaian warna tempering yang indah. Saya telah menggunakan warna-warna ini selama bertahun-tahun sebagai panduan sederhana untuk menebak suhu tempering.

Warna-warna dimulai dengan kuning yang sangat terang pada suhu yang lebih rendah. Kemudian mereka berubah menjadi jerami, coklat, ungu, dan biru saat suhu semakin panas. Setiap warna cocok dengan tingkat kekerasan dan ketangguhan tertentu. Misalnya, warna jerami terang baik untuk alat yang harus sangat keras, seperti alat penanda. Warna biru menunjukkan suhu tempering yang jauh lebih tinggi. Itu baik untuk hal-hal seperti pegas yang perlu sangat kuat dan mampu menekuk. Butuh beberapa latihan. Tetapi menonton warna tempering bergerak di sepanjang sepotong baja adalah keterampilan yang setiap pekerja logam belajar untuk menyukainya. Itu adalah tanda yang dapat Anda lihat dari keajaiban yang terjadi di dalam mikrostruktur logam.

Apa yang terjadi jika Anda tidak melakukan tempering pada logam yang dikeraskan?

Jika Anda melakukan semua pekerjaan untuk mengeraskan logam tetapi kemudian Anda melewatkan langkah tempering, Anda sering berakhir dengan bagian yang tidak dapat digunakan. Baja yang dikeraskan akan sangat mudah pecah sehingga mungkin juga terbuat dari kaca. Saya telah melihat ini terjadi. Alat yang sempurna dapat pecah menjadi beberapa bagian saat pertama kali digunakan. Ini karena tegangan internal dari quench tidak pernah dihilangkan. Logam memiliki kekerasan yang luar biasa, tetapi ia memiliki ketangguhan nol. Ia tidak dapat menerima pukulan atau bahkan menekuk sedikit pun.

Tanpa tempering, logam memiliki ketahanan yang sangat buruk terhadap fraktur. Bahkan pukulan kecil atau perubahan suhu yang cepat dapat membuatnya retak. Inilah mengapa tempering juga merupakan langkah yang sangat penting dalam pekerjaan seperti pengelasan. Proses pengelasan dapat membuat titik-titik keras dan rapuh di dalam logam. Setelah pengelasan, perlakuan panas, yang merupakan jenis tempering, sering diperlukan untuk mengembalikan ketangguhan baja struktural. Sederhananya, tidak melakukan tempering pada logam yang dikeraskan sama dengan meminta kegagalan. Itu menciptakan sifat mekanik yang tidak diinginkan. Ini membuat logam tidak aman dan tidak dapat diandalkan.

Bagaimana suhu tempering mengubah paduan akhir?

Suhu tempering adalah bagian terpenting dari proses tempering. Ia memiliki efek langsung pada sifat-sifat akhir material. Seperti yang saya katakan tentang warna tempering, suhu yang berbeda akan memberi Anda campuran kekerasan dan ketangguhan yang berbeda. Aturannya mudah diingat. Semakin tinggi suhu tempering, semakin lembut dan kuat paduan itu.

Mari kita gunakan baja perkakas sebagai contoh. Alat yang dibuat untuk memotong, seperti mata untuk mesin, perlu mempertahankan tepi yang sangat tajam. Ia membutuhkan kekerasan tinggi. Untuk mendapatkan ini, saya akan melakukan tempering pada suhu yang cukup rendah. Ini mungkin berada dalam rentang warna jerami terang hingga gelap. Ini menghilangkan cukup stres untuk menghentikannya dari chipping tetapi menjaga kekerasan tetap tinggi. Tetapi pahat yang akan dipukul dengan palu membutuhkan banyak ketangguhan. Untuk ini, saya akan menggunakan suhu tempering yang lebih tinggi. Saya akan mencari warna ungu atau biru. Ini akan mengurangi kekerasan lebih banyak. Tetapi itu akan memberi logam daktilitas yang dibutuhkan untuk menerima pukulan palu tanpa pecah. Untuk mencapai keseimbangan yang diinginkan, Anda harus memilih suhu yang tepat. Anda juga harus menahannya untuk jumlah waktu yang tepat.

Apa saja langkah-langkah utama untuk mengeraskan baja yang dikeraskan?

Saya telah menjelaskan banyak detail, jadi mari kita satukan semuanya sekarang. Langkah-langkah untuk membuat baja yang ditempa sederhana, tetapi Anda harus berhati-hati. Jika saya akan melakukan tempering pada sepotong logam di bengkel saya, ini adalah langkah-langkah yang akan saya ambil.

1. Pengerasan: Pertama, logam dipanaskan di atas titik kritisnya. Itu dipanaskan sampai bersinar panas. Setelah itu, ia dimasukkan ke dalam cairan seperti air atau minyak untuk mendinginkan logam dengan cepat. Ini disebut quench. Ini membuat baja keras dan mudah pecah.
2. Pembersihan: Setelah quench, logam memiliki lapisan gelap di atasnya. Saya akan membersihkan dan mengkilapkan permukaan logam. Ini agar saya dapat dengan jelas melihat warna tempering ketika mereka muncul.
3. Pemanasan: Selanjutnya adalah bagian tempering yang sebenarnya. Logam yang dikeraskan dipanaskan perlahan dan merata ke suhu tertentu. Langkah untuk memanaskan logam ke suhu yang ditetapkan ini sangat penting. Pemanasan perlu dikendalikan. Anda harus mencapai suhu yang diinginkan tanpa melewatinya.
4. Waktu Tinggal: Ketika logam mencapai suhu tempering yang tepat (yang mungkin saya lihat dari warnanya), ia disimpan pada suhu itu untuk jangka waktu tertentu. Ini adalah waktu tinggal. Ini memberi struktur di dalam waktu untuk berubah dan tekanan untuk hilang.
5. Pendinginan: Terakhir, logam dibiarkan mendingin ke suhu kamar. Untuk sebagian besar pekerjaan tempering, pendinginan ini dapat terjadi hanya dengan membiarkannya di udara. Proses pendinginan terakhir ini menetapkan struktur baru yang lebih kuat di tempatnya.

Hasil dari pemanasan dan pendinginan yang hati-hati ini adalah sepotong baja yang ditempa. Ia memiliki campuran sifat yang sempurna untuk pekerjaannya. Perlakuan panas ini mengubah sepotong paduan dasar menjadi bagian yang bekerja sangat baik. Tempering sering digunakan untuk meningkatkan kemampuan mesin dan kekuatan tarik item akhir. Ini berlaku untuk segala sesuatu mulai dari lembaran logam sederhana hingga bagian-bagian sulit untuk mesin.

Key Things to Remember:

• Tempering adalah proses perlakuan panas yang membuat paduan berbasis besi yang dikeraskan lebih kuat.
• Alasan utama untuk itu adalah untuk mengurangi kerapuhan dan menghilangkan tegangan internal yang dibuat selama proses pengerasan (quench).
• Prosesnya berarti memanaskan logam yang dikeraskan ke suhu tertentu di bawah suhu kritis bawahnya, menyimpannya di sana, dan kemudian membiarkannya mendingin.
• Suhu tempering adalah hal yang paling penting. Ia memutuskan campuran akhir kekerasan dan ketangguhan.
• Anda sering dapat menebak suhu dengan warna tempering yang muncul di permukaan baja.
• Jangan pernah lupa untuk melakukan tempering pada bagian yang dikeraskan. Jika Anda melakukannya, kemungkinan akan terlalu rapuh untuk berguna dan bisa pecah ketika Anda tidak mengharapkannya.