Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana komponen logam mencapai sifat yang diinginkan? Annealing, sebuah proses perlakuan panas yang penting, memegang kuncinya. Dalam artikel yang menarik ini, kita akan menyelami dunia anil, menjelajahi berbagai teknik dan aplikasinya. Bergabunglah bersama kami saat kami mengungkap rahasia di balik proses menarik ini yang mengubah struktur logam, membuka potensi mereka yang sebenarnya.
Anil adalah proses perlakuan panas logam yang meningkatkan sifat-sifat material dengan memanaskan logam secara perlahan ke suhu tertentu, mempertahankannya selama durasi yang memadai, dan kemudian mendinginkannya dengan kecepatan yang sesuai. Tergantung pada tujuan dan karakteristik material, teknik anil dapat dikategorikan ke dalam berbagai jenis.
Tujuan anil adalah mengubah perlit dalam baja setelah memanaskannya ke suhu austenisasi.
Setelah proses anil, struktur bahan mendekati keadaan seimbang.
Jenis anil yang umum meliputi:
| Jenis Anil | Deskripsi | Aplikasi |
|---|---|---|
| Anil Penuh | Terutama digunakan untuk baja hypoeutectoid, seperti baja karbon sedang dan baja struktural paduan karbon rendah hingga sedang yang ditempa, dicor, dan bagian canai panas. Tujuan dari anil penuh adalah untuk menyempurnakan struktur dan mengurangi kekerasan. | - Baja karbon sedang - Tempa baja struktural paduan karbon rendah hingga sedang - Coran - Bagian canai panas |
| Anil Tidak Lengkap | Cocok untuk baja karbon sedang hingga tinggi dan tempa baja paduan rendah serta bagian yang digulung. Tingkat penyempurnaan struktur lebih rendah daripada anil penuh. | - Tempa baja karbon sedang hingga tinggi dan bagian yang digulung - Tempa baja paduan rendah dan bagian yang digulung |
| Anil Isotermal | Cocok untuk situasi di mana perlu menahan pada suhu tertentu selama jangka waktu tertentu untuk mencapai efek yang diinginkan. | - Aplikasi khusus yang membutuhkan penahanan pada suhu tertentu |
| Anil Spheroidizing | Terutama digunakan untuk meningkatkan kemampuan mesin dan memperpanjang masa pakai baja, cocok untuk baja bantalan, dll. | - Baja bantalan - Meningkatkan kemampuan mesin dan masa pakai |
| Anil Penghilang Stres | Digunakan untuk menghilangkan tekanan internal setelah deformasi dingin sambil mempertahankan efek pengerasan kerja dingin. | - Menghilangkan tekanan internal setelah deformasi dingin - Mempertahankan efek pengerasan kerja dingin |
| Anil Difusi | Digunakan untuk menghomogenkan komposisi kimiawi coran paduan dan meningkatkan kinerjanya. | - Homogenisasi komposisi kimia coran paduan - Meningkatkan kinerja |
| Anil Laser, Anil Oven Tradisional, dll. | Ini adalah metode anil aplikasi yang lebih modern atau spesifik yang digunakan untuk mengurangi kekerasan, meningkatkan kemampuan mesin, menghilangkan tegangan sisa, menstabilkan dimensi, mengurangi deformasi dan kecenderungan retak, memperhalus butiran, menyesuaikan struktur, dan menghilangkan cacat struktural. | - Mengurangi kekerasan - Meningkatkan kemampuan mesin - Menghilangkan tegangan sisa - Menstabilkan dimensi - Mengurangi deformasi dan kecenderungan retak - Memurnikan biji-bijian - Menyesuaikan struktur - Menghilangkan cacat struktural |
| Anil Induksi dan Transmisi Sikat Listrik Kontak dari Anil Arus Besar | Ini adalah metode yang menggunakan prinsip induksi elektromagnetik atau transmisi sikat listrik kontak dengan arus besar untuk mencapai tujuan anil. | - Aplikasi khusus yang membutuhkan induksi atau anil arus besar |
| Anil Termal, Anil Optik, Anil Berkas Elektron, Anil Laser, dll. | Ini adalah proses anil yang umum digunakan untuk bahan semikonduktor, di antaranya anil termal yang paling umum digunakan. | - Bahan semikonduktor |
Proses:
Panaskan baja di atas Ac3 sebesar 20 hingga 30 derajat Celcius, tahan suhu untuk jangka waktu tertentu, dan kemudian perlahan-lahan dinginkan (bersama dengan tungku) untuk mencapai kondisi yang mendekati kesetimbangan dalam proses perlakuan panas (austenitisasi penuh).
Anil lengkap terutama digunakan untuk baja subeutektik (kandungan karbon 0,3 hingga 0,6%) seperti baja karbon sedang, coran baja paduan karbon rendah hingga sedang, tempa, dan profil canai panas, dan terkadang untuk pengelasannya.
Baja karbon rendah memiliki kekerasan yang rendah dan tidak cocok untuk permesinan.
Ketika baja hypereutectoid dipanaskan di atas Accm ke kondisi austenitik dan dianil melalui pendinginan lambat, Fe3CⅡ mengendap dalam pola mesh di sepanjang batas butir, secara signifikan mengurangi kekuatan, kekerasan, plastisitas, dan ketangguhan baja, yang berpotensi menimbulkan risiko pada perlakuan panas akhir.
Tujuan:
Untuk mencapai ukuran butiran yang halus, struktur yang seragam, menghilangkan tekanan internal, mengurangi kekerasan, dan meningkatkan kemampuan mesin baja.
Struktur setelah anil sempurna dari baja hipoeutektik adalah F + P.
Untuk meningkatkan efisiensi dalam produksi aktual, komponen dikeluarkan dari tungku untuk pendinginan udara ketika suhu anil turun hingga sekitar 500 derajat Celcius.
Anil sempurna dapat memakan waktu lama, terutama ketika berhadapan dengan baja austenitik yang sangat stabil.
Jika baja austenit didinginkan hingga suhu yang sedikit lebih rendah dari Ar1, maka akan terjadi transformasi dari austenit menjadi perlit, diikuti dengan pendinginan ke suhu kamar, ini dapat sangat mengurangi waktu anil.
Metode anil ini disebut Isothermal Annealing.
Proses:
Panaskan baja ke suhu yang lebih tinggi dari Ac3 (atau Ac1). Setelah periode perlakuan panas tertentu, baja dapat didinginkan hingga suhu tertentu dalam kisaran perlit, menyebabkan struktur austenitik berubah menjadi perlit, diikuti dengan pendinginan hingga suhu kamar.
Tujuan:
Mirip dengan anil lengkap, dengan kontrol yang lebih mudah dari proses transformasi.
Cocok untuk baja dengan struktur austenitik yang lebih stabil: baja karbon tinggi (kandungan karbon lebih besar dari 0,6%), baja perkakas paduan, baja paduan tinggi (dengan lebih dari 10%) elemen paduan).
Anil isotermal juga dapat membantu mencapai organisasi dan kinerja yang seragam.
Namun, ini tidak cocok untuk bagian baja berpenampang besar atau bahan tungku batch besar karena sulit untuk mempertahankan suhu isotermal di seluruh bagian internal atau batch benda kerja.
Proses spherification annealing melibatkan pemanasan baja pada suhu antara Ac1 dan Ac3 (untuk baja hipoeutektik) atau antara Ac1 dan Accm (untuk baja hipereutektik).
Setelah menahan baja pada suhu yang sesuai untuk jangka waktu tertentu, baja kemudian didinginkan secara perlahan untuk menyelesaikan proses perlakuan panas.
Metode anil ini terutama digunakan untuk baja hipereutektik untuk mencapai struktur perlit bulat, guna mengurangi tekanan internal, menurunkan kekerasan, dan meningkatkan kemampuan mesin. Ini dianggap sebagai jenis anil yang tidak lengkap.
Proses perlakuan panas untuk spheroidizing karbida dalam baja untuk mendapatkan perlit butiran.
Proses:
Baja dipanaskan hingga mencapai suhu 20-30 ℃ lebih tinggi dari Ac1, dengan waktu penahanan 2-4 jam. Pendinginan biasanya dilakukan dengan metode tungku atau isotermal pada suhu sedikit di bawah Ar1 untuk waktu yang lama.
Proses ini terutama digunakan untuk baja eutektoid dan hipereutektoid seperti baja perkakas karbon, baja perkakas paduan, dan baja bantalan.
Setelah digulung atau ditempa, baja hipereutektoid membentuk perlit lamelar dan sementit retikulasi yang keras dan rapuh, sehingga sulit untuk dipotong dan rentan terhadap deformasi dan retakan selama proses pendinginan.
Anil spheroidizing membentuk perlit bulat di mana karbida muncul sebagai partikel bulat yang tersebar dalam matriks ferit. Struktur ini memiliki kekerasan yang rendah dan lebih mudah dikerjakan dengan mesin.
Selain itu, fitur austenit butirannya cenderung tidak menjadi kasar selama pemanasan dan memiliki kecenderungan lebih kecil untuk berubah bentuk dan retak selama pendinginan.
Penting untuk menormalkan baja eutektik sebelum melakukan spheroidizing annealing jika mengandung sementit yang di retikulasi untuk memastikan proses spheroidizing berhasil.
Tujuan:
Tujuan dari spheroidizing annealing adalah untuk mengurangi kekerasan, meningkatkan keseragaman struktur, dan meningkatkan kemampuan mesin dalam persiapan untuk pendinginan.
Ada tiga metode utama spheroidizing anil:
A) Proses anil spheroidisasi satu langkah:
Baja dipanaskan hingga lebih dari 20 ~ 30 ℃ di atas Ac1 dan ditahan selama waktu yang sesuai, kemudian didinginkan secara perlahan di dalam tungku. Proses ini membutuhkan jaringan asli yang dilaminasi perlit halus tanpa jaringan karburasi.
B) Proses anil spheroidisasi isotermal:
Baja dipanaskan dan diisolasi, kemudian didinginkan hingga suhu sedikit di bawah Ar1 dan ditahan secara isotermal (biasanya 10 ~ 30 ℃ di bawah Ar1) sebelum didinginkan secara perlahan di dalam tungku hingga sekitar 500 ℃, kemudian dikeluarkan untuk pendinginan udara. Metode ini memiliki keunggulan durasi yang singkat, spheroidisasi yang seragam, dan kontrol kualitas yang mudah.
C) Proses anil spheroidisasi bolak-balik.
Proses:
Ingot, coran, atau billet tempa dipanaskan hingga suhu yang sedikit lebih rendah dari garis fase padat untuk waktu yang lama, kemudian perlahan-lahan didinginkan untuk menghilangkan ketidakrataan dalam komposisi kimia.
Tujuan:
Untuk menghilangkan segregasi dendritik dan segregasi regional yang terjadi selama proses pemadatan, sehingga menghasilkan homogenisasi komposisi dan struktur.
Anil difusi dilakukan pada suhu yang sangat tinggi, biasanya 100-200 ℃ di atas Ac3 atau Accm, dengan suhu yang tepat tergantung pada tingkat keparahan pemisahan dan jenis baja. Waktu penahanan biasanya 10-15 jam.
Setelah anil difusi, bahan harus menjalani anil dan normalisasi lengkap untuk menyempurnakan strukturnya. Proses ini diterapkan pada bahan berkualitas tinggi baja paduan dan untuk coran dan ingot baja paduan dengan masalah pemisahan yang serius.
Proses:
Panaskan baja hingga suhu di bawah Ac1 (biasanya 500 hingga 650°C), tahan pada suhu tersebut, lalu dinginkan di dalam tungku.
Temperatur stress-annealing lebih rendah dari A1, sehingga tidak menyebabkan perubahan apa pun pada struktur mikro baja.
Tujuan:
Untuk menghilangkan tekanan internal yang tersisa.
Rekristalisasi Annealing, juga dikenal sebagai Intermediate Annealing, adalah proses perlakuan panas yang diterapkan pada logam yang telah mengalami deformasi plastis dingin.
Tujuan dari proses ini adalah untuk mengubah butiran deformasi menjadi butiran aksial yang seragam dan sama, yang menghilangkan proses pengerasan dan tegangan sisa.
Agar rekristalisasi dapat terjadi, logam harus terlebih dahulu mengalami sejumlah deformasi plastis dingin, dan kemudian harus dipanaskan di atas suhu tertentu yang dikenal sebagai suhu rekristalisasi terendah.
Suhu rekristalisasi terendah untuk bahan logam umum diberikan di bawah ini.
Trekristalisasi = 0.4Tcair
Suhu anil rekristalisasi harus dipanaskan hingga suhu 100 hingga 200 ℃ lebih tinggi daripada suhu rekristalisasi minimum (untuk baja, suhu rekristalisasi minimum sekitar 450 ℃).
Anil harus diikuti dengan pengawetan panas yang tepat dan proses pendinginan yang lambat.
Berikut ini adalah prinsip-prinsip untuk memilih metode anil:
(1) Untuk mengurangi kekerasan bajameningkatkan plastisitasnya, dan membuat proses pemesinan dan deformasi dingin menjadi lebih mudah;
(2) Untuk mendistribusikan komposisi kimia dan struktur baja secara seragam, memperhalus ukuran butir, dan meningkatkan kinerjanya atau mempersiapkannya untuk pendinginan;
(3) Untuk menghilangkan stres internal dan membalikkan efek pengerasan yang disebabkan oleh pemrosesan, sehingga menghindari deformasi dan keretakan.
Baik anil maupun normalisasi, keduanya terutama digunakan sebagai langkah persiapan untuk perlakuan panas.
Untuk suku cadang dengan tekanan rendah dan persyaratan kinerja rendah, anil dan normalisasi juga dapat berfungsi sebagai perlakuan panas akhir.
Apabila membahas tentang anil, maka, sangat penting untuk mengeksplorasi berbagai bahan yang bisa dianil, baik logam maupun non-logam. Bagian ini akan berfokus pada berbagai bahan yang umumnya dianil.
Anil memainkan peran penting dalam pemrosesan berbagai logam dan mereka paduan. Beberapa logam anil yang banyak digunakan antara lain:
Salah satu metode yang umum digunakan untuk menganil bahan-bahan ini adalah penggunaan tungku bawah mobilyang memberikan pemanasan seragam dan pendinginan lambat yang penting untuk proses anil.
Anil juga sesuai untuk berbagai bahan non-logam, seperti:
Kesimpulannya, anil adalah proses yang sangat penting untuk berbagai macam bahan, termasuk logam dan non-logam. Dengan memahami pentingnya anil dalam berbagai bahan, kita dapat lebih menghargai peran yang dimainkannya dalam berbagai industri.
Menurut suhu yang digunakan selama pemanasan, metode anil yang umum digunakan dikategorikan ke dalam:
Anil Rekristalisasi Perubahan Fasa di atas Suhu Kritis (Ac1 atau Ac3):
Anil di bawah suhu kritis (Ac1 atau Ac3):
Anil sempurna dan anil tidak sempurna adalah dua proses perlakuan panas yang berbeda, berbeda dalam hal suhu pemanasan, transformasi struktural, efek penghalusan butiran, dan skenario aplikasi.
Pertama, dalam hal suhu pemanasan, anil lengkap biasanya memanaskan material di atas suhu kritis (Ac1 atau Ac3) untuk mendorong perubahan fasa dan rekristalisasi, sedangkan anil tidak lengkap melibatkan pemanasan di wilayah dua fasa, sehingga mencegah rekristalisasi lengkap. Ini menyiratkan bahwa anil lengkap dapat menghaluskan butiran material sampai batas tertentu, tetapi karena kendala suhu, efek penghalusan butiran anil tidak lengkap tidak sebaik anil lengkap.
Kedua, dalam hal transformasi struktural, anil lengkap dapat mencapai struktur mendekati kesetimbangan, terutama digunakan untuk baja karbon sedang, dll., dengan tujuan menghaluskan butiran, menghomogenkan struktur, menghilangkan tegangan internal, mengurangi kekerasan, dan sebagainya. Sebaliknya, anil tidak lengkap terutama digunakan untuk baja hypo-eutectoid untuk mendapatkan struktur perlit bulat, mencapai struktur mendekati kesetimbangan melalui pendinginan lambat.
Mengenai efek penghalusan butir, karena suhu pemanasan yang lebih rendah dari anil tidak sempurna, bentuk, ukuran, dan distribusi ferit tidak dapat berubah, dan efek penghalusan butir tidak sebagus anil sempurna.
Terakhir, dalam hal skenario aplikasi, anil lengkap cocok untuk situasi yang membutuhkan penghalusan butir, homogenisasi struktur, eliminasi tegangan internal, dan pengurangan kekerasan, seperti baja karbon sedang. Sebaliknya, anil tidak lengkap terutama digunakan untuk baja hypo-eutectoid, terutama bila butirannya belum kasar, struktur perlit bulat dapat diperoleh melalui anil tidak lengkap.
Anil isotermal adalah proses perlakuan panas yang melibatkan pemanasan material di atas suhu kritisnya dan mempertahankannya selama periode tertentu, kemudian mendinginkan atau menahannya pada suhu lain. Proses ini bertujuan untuk memperhalus struktur mikro, mengurangi kekerasan, dan meningkatkan sifat material. Efek dan keterbatasan proses ini bervariasi pada material yang berbeda.
Untuk baja paduan karbon sedang dan baja paduan rendah, tujuan dari isotermal anil adalah untuk memperbaiki struktur dan mengurangi kekerasan. Suhu pemanasan untuk baja hipo-eutektoid adalah Ac3 + (30 ～ 50) ℃, dan untuk baja hiper-eutektoid adalah Ac3 + (20 ～ 40) ℃. Hal ini menunjukkan bahwa anil isotermal cocok untuk jenis baja ini, yang secara efektif meningkatkan sifat mekaniknya.
Namun, anil isotermal tidak cocok untuk semua situasi. Terkadang, ketersediaan peralatan anil yang sesuai atau persyaratan kualitas bagian baja anil membuat pendinginan lambat terus menerus menjadi satu-satunya pilihan yang layak. Ini berarti bahwa dalam beberapa kasus, anil isotermal mungkin tidak memenuhi persyaratan perlakuan panas tertentu.
Selain itu, penelitian tentang paduan amorf Cu56 Zr44 menunjukkan bahwa anil isotermal dapat digunakan untuk proses kristalisasi, mengubah struktur mikro material. Hal ini menunjukkan bahwa anil isotermal juga dapat diterapkan pada material khusus tertentu, seperti paduan amorf. Dengan kontrol suhu dan waktu penahanan yang tepat, efek kristalisasi yang diharapkan dapat dicapai.
Stress relief annealing adalah teknik yang menghilangkan tegangan internal sisa pada benda kerja melalui proses pemanasan, isolasi, dan pendinginan yang lambat. Metode ini terutama digunakan untuk mengurangi tekanan internal yang dihasilkan selama proses pengelasan, pengecoran, dan pemesinan.
Secara khusus, proses anil penghilang tegangan melibatkan pemanasan benda kerja ke suhu yang lebih rendah (misalnya, besi tuang kelabu hingga 500-550 ° C, baja hingga 500-650 ° C), mempertahankannya untuk jangka waktu tertentu, dan kemudian secara perlahan-lahan mendinginkannya untuk mencegah pengembangan tegangan sisa yang baru. Meskipun perlakuan ini tidak dapat sepenuhnya menghilangkan tegangan sisa di dalam benda kerja, namun secara signifikan dapat mengurangi dampaknya.
Dibandingkan dengan metode anil tradisional, anil pelepas stres memiliki beberapa keunggulan.
Pertama, ini menargetkan tegangan sisa yang secara khusus dihasilkan oleh proses manufaktur tertentu (seperti pengelasan, pengecoran, dan pemesinan) daripada diterapkan secara luas pada semua jenis bahan logam seperti yang dilakukan oleh anil tradisional.
Kedua, stress relief annealing biasanya dilakukan pada suhu yang lebih rendah, yang berarti memiliki dampak yang lebih kecil pada material, terutama yang sensitif terhadap suhu tinggi.
Selain itu, karena tujuan utama dari stress relief annealing adalah untuk menghilangkan tegangan sisa dan bukan hanya mengurangi kekerasan atau meningkatkan keuletan, maka secara efektif dapat mengurangi perubahan dimensi dan kecenderungan ke arah keretakan selama proses manufaktur tanpa mengubah sifat fisik material lainnya secara signifikan.
Studi perbandingan antara anil laser dan anil kue tradisional dalam mengurangi kekerasan dan meningkatkan kemampuan mesin terutama tercermin dalam aspek-aspek berikut ini:
Kecepatan pemanasan dan presisi kontrol: Teknologi anil laser memiliki karakteristik pemanasan cepat dan kontrol sensitif, yang memungkinkannya mencapai suhu anil yang diinginkan dalam waktu singkat dan secara tepat mengontrol perubahan suhu selama proses anil. Sebaliknya, anil kue tradisional mengharuskan seluruh benda kerja ditempatkan dalam tungku vakum dan disimpan pada kisaran suhu tertentu untuk waktu tertentu, dan kontrol suhu proses ini tidak setepat anil laser.
Kedalaman konduksi panas dan output energi: Teknologi anil laser dapat mencapai perlakuan anil yang terlokalisasi dan dapat dikontrol kedalamannya, yang berarti bahwa teknologi ini dapat secara tepat memanaskan area tertentu sesuai kebutuhan tanpa memengaruhi area lainnya. Kemampuan perlakuan panas yang terlokalisasi ini sangat berguna untuk meningkatkan kinerja material lokal. Anil pemanggangan tradisional sulit untuk mencapai perlakuan panas lokal ini.
Penyempurnaan butiran dan penyesuaian struktur mikro: Anil laser dapat menyebabkan atom-atom tersusun ulang melalui suhu tinggi dan tekanan termal, sehingga struktur kristal menjadi lebih teratur, yang membantu meningkatkan ukuran butir dan menyesuaikan struktur mikro. Hal ini bermanfaat untuk meningkatkan kemampuan mesin bahan dan mengurangi kekerasan. Meskipun baking annealing tradisional juga dapat menghaluskan butiran dan menyesuaikan struktur mikro melalui proses pemanasan dan pendinginan, prosesnya relatif sederhana dan langsung, dan mungkin tidak dapat secara tepat mengontrol kehalusan butiran dan penyesuaian struktur mikro seperti anil laser.
Sebagai contoh, dalam persiapan film tipis stoikiometri Bi2Te3, metode anil laser menunjukkan koefisien Seebeck yang lebih tinggi daripada metode anil termal tradisional, yang membuktikan keunggulannya dalam menyiapkan film tipis berkualitas tinggi. Hal ini mengindikasikan bahwa teknologi anil laser dapat memberikan kinerja yang lebih baik dalam bidang aplikasi tertentu (seperti persiapan film tipis berkinerja tinggi).
Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.
ID 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR