Perlakuan panas adalah proses yang sangat penting dalam manufaktur, tetapi sering diabaikan. Dalam artikel blog ini, kami akan menjelajahi dunia perlakuan panas yang menarik dan dampaknya terhadap kualitas dan kinerja komponen logam. Insinyur mekanik ahli kami akan memandu Anda melalui berbagai teknik perlakuan panas, menjelaskan manfaat dan aplikasinya dengan cara yang jelas dan menarik. Pada akhir artikel ini, Anda akan memiliki apresiasi yang lebih dalam terhadap proses penting ini dan bagaimana proses ini membentuk produk yang kita gunakan setiap hari.
Metode Operasi:
Baja dipanaskan hingga suhu Ac3 + 30 - 50 derajat, Ac1 + 30 - 50 derajat, atau di bawah Ac1 (seperti yang disarankan oleh bahan yang relevan) dan kemudian perlahan-lahan didinginkan di dalam tungku.
Tujuan:
Aplikasi Utama:
(1) Metode ini sesuai untuk menangani baja berstruktur paduan, baja karbon timur-barat, baja paduan timur-barat, tempa baja berkecepatan tinggi, komponen pengelasan, dan bahan baku dengan kondisi pasokan yang kurang optimal.
(2) Biasanya, proses ini digunakan dalam kondisi kasar dan disebut "anil.
Metode Operasi:
Untuk melakukan normalisasi, panaskan baja hingga suhu 30 - 50 derajat di atas Ac3 atau Accm, dan setelah direndam, dinginkan dengan kecepatan yang sedikit lebih cepat daripada saat anil.
Tujuan:
Tujuan normalisasi adalah untuk mengurangi kekerasan, meningkatkan plastisitas dan meningkatkan kemampuan pemrosesan pemotongan dan tekanan. Hal ini juga membantu memperbaiki struktur butiran, meningkatkan sifat mekanis, dan menyiapkan material untuk pemrosesan selanjutnya. Normalisasi juga membantu menghilangkan tekanan internal yang mungkin disebabkan oleh pengerjaan dingin atau panas.
Aplikasi Utama:
Normalisasi biasanya digunakan sebagai proses pra-perawatan untuk penempaan, pengelasan, dan komponen yang dikarburasi. Untuk baja karbon rendah hingga sedang dan komponen baja paduan rendah dengan persyaratan fungsional rendah, normalisasi dapat dilakukan sebagai proses perlakuan panas akhir. Namun, untuk baja paduan menengah dan tinggi biasa, pendinginan udara dapat mengakibatkan pengerasan penuh atau sebagian, sehingga tidak dapat digunakan sebagai proses perlakuan panas akhir.
Metode Operasi:
Potongan baja dipanaskan hingga suhu di atas suhu transisi fase Ac3 atau Ac1, ditahan selama durasi tertentu, dan kemudian didinginkan dengan cepat di dalam air, nitrat, minyak, atau udara.
Tujuan:
Pendinginan biasanya dilakukan untuk mencapai struktur martensit dengan kekerasan tinggi.
Dalam beberapa kasus, pendinginan baja paduan tinggi (seperti baja tahan karat atau baja tahan aus) dilakukan untuk mendapatkan struktur austenitik tunggal yang seragam untuk meningkatkan ketahanan aus dan ketahanan terhadap korosi.
Aplikasi Utama:
(1) Biasanya diaplikasikan pada baja karbon dan baja paduan dengan kandungan karbon lebih besar dari 0,3%.
(2) Pendinginan memaksimalkan kekuatan dan ketahanan abrasi baja, tetapi juga menghasilkan stres internal yang mengurangi plastisitas dan ketangguhan benturan baja.
Oleh karena itu, tempering diperlukan untuk mendapatkan sifat mekanis yang lebih baik.
Metode Operasi:
Bagian baja yang dipadamkan dipanaskan hingga suhu di bawah Ac1, ditahan untuk jangka waktu tertentu, dan kemudian didinginkan di udara, minyak, atau air panas.
Tujuan:
Untuk mengurangi atau menghilangkan tekanan internal setelah pendinginan, meminimalkan deformasi dan keretakan benda kerja.
Untuk menyesuaikan kekerasan, meningkatkan plastisitas dan ketangguhan, serta mencapai sifat mekanis yang diperlukan untuk aplikasi.
Untuk menstabilkan ukuran benda kerja.
Aplikasi Utama:
(1) Tempering suhu rendah digunakan ketika kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi diinginkan pada baja yang dipadamkan.
(2) Tempering suhu sedang digunakan untuk meningkatkan elastisitas dan kekuatan luluh baja dengan tetap mempertahankan tingkat ketangguhan tertentu.
(3) Tempering suhu tinggi digunakan untuk memprioritaskan ketangguhan dan plastisitas benturan tinggi, dan digunakan ketika kekuatannya memadai.
Umumnya disarankan untuk menghindari tempering antara 230-280 derajat untuk baja dan 400-450 derajat untuk baja tahan karat, karena kisaran ini dapat menyebabkan kerapuhan temper.
Prosedur Operasi:
Proses memanaskan baja hingga suhu 10-20 derajat lebih tinggi daripada saat quenching, setelah itu dilakukan quenching, disebut sebagai pendinginan dan penempaan.
Setelah ditahan pada suhu tinggi, baja dipadamkan, kemudian ditempa pada kisaran suhu 400-720 derajat.
Tujuan:
Aplikasi Utama:
Proses ini cocok untuk paduan dengan tingkat kekerasan tinggi, seperti baja perkakas paduan, baja kecepatan tinggi paduan, dan baja struktural paduan.
Ini dapat berfungsi sebagai perlakuan panas akhir untuk komponen penting dan juga sebagai perlakuan pra-panas untuk komponen yang ketat, seperti sekrup, untuk mengurangi deformasi selama pemrosesan.
Prosedur Operasi:
Baja dipanaskan hingga kisaran suhu 80-200 derajat dan ditahan pada suhu ini selama 5-20 jam atau lebih. Setelah itu, baja dikeluarkan dari tungku dan didinginkan di udara.
Tujuan:
Aplikasi Utama:
Proses ini cocok untuk semua jenis baja setelah pendinginan.
Biasanya digunakan untuk komponen ketat yang bentuknya tidak berubah, seperti sekrup yang ketat, alat ukur, rangka tempat tidur, dll.
Prosedur Operasi:
Komponen baja yang dipadamkan didinginkan dalam media bersuhu rendah, seperti es kering atau nitrogen cair, hingga suhu -60 hingga -80 derajat atau lebih rendah. Suhu kemudian dihilangkan secara merata, dan komponen dibiarkan mencapai suhu kamar.
Tujuan:
Aplikasi Utama:
Komponen baja harus menjalani perlakuan dingin segera setelah pendinginan dan kemudian ditempa pada suhu rendah untuk menghilangkan tekanan internal selama pendinginan suhu rendah.
Perlakuan dingin terutama cocok untuk perkakas yang ketat, alat ukurdan komponen ketat yang terbuat dari baja paduan.
Prosedur Operasi:
Nyala api yang dihasilkan oleh campuran gas oksigen dan asetilena diarahkan ke permukaan komponen baja, memanaskannya dengan cepat. Ketika suhu pendinginan yang diinginkan tercapai, baja segera didinginkan dengan menyemprotkannya dengan air.
Tujuan:
Untuk meningkatkan kekerasan, ketahanan aus, dan kekuatan kelelahan dari komponen baja sekaligus mempertahankan ketangguhannya.
Aplikasi Utama:
Prosedur Operasi:
Komponen baja ditempatkan dalam induktor, di mana permukaan komponen dialiri arus listrik. Baja dipanaskan hingga suhu pendinginan yang diinginkan dalam waktu yang sangat singkat, dan kemudian didinginkan dengan cara disemprot dengan air.
Tujuan:
Untuk meningkatkan kekerasan, ketahanan aus, dan kekuatan fatik komponen baja, sekaligus mempertahankan ketangguhannya.
Aplikasi Utama:
Proses ini terutama digunakan untuk komponen baja karbon sedang dan baja paduan sedang.
Kedalaman lapisan yang dikeraskan secara induksi bergantung pada frekuensi arus listrik yang digunakan: pengerasan induksi frekuensi tinggi biasanya menghasilkan lapisan sedalam 1 hingga 2mm, pengerasan frekuensi menengah biasanya menghasilkan lapisan sedalam 3 hingga 5mm, dan pengerasan frekuensi tinggi biasanya menghasilkan lapisan sedalam lebih dari 10mm. Hal ini disebabkan oleh "efek kulit", di mana arus listrik terkonsentrasi pada lapisan terluar komponen.
Metode operasi:
Tempatkan komponen baja dalam media karburasi, panaskan hingga suhu antara 900-950 derajat dan tahan di sana. Hal ini memungkinkan permukaan komponen baja membentuk lapisan karburasi dengan konsentrasi dan kedalaman tertentu.
Tujuan:
Untuk meningkatkan kekerasan eksternal, ketahanan aus, dan kekuatan fatik bagian baja sekaligus mempertahankan ketahanannya.
Aplikasi Utama:
(1) Metode ini sebagian besar digunakan untuk komponen baja karbon rendah dan baja paduan rendah dengan kandungan karbon berkisar antara 0,15% hingga 0,25%. Kedalaman lapisan karburasi biasanya antara 0,5 mm hingga 2,5 mm.
(2) Setelah karburasi, perlu dilakukan pendinginan untuk mencapai martensit pada permukaan dan menyelesaikan proses karburasi.
Metode Operasi:
Permukaan baja dijenuhkan dengan nitrogen melalui penggunaan atom nitrogen aktif yang dipisahkan oleh gas amonia pada suhu antara 500-600 derajat.
Tujuan:
Kekerasan, ketahanan aus, kekuatan fatik, dan ketahanan korosi pada komponen baja ditingkatkan.
Aplikasi Utama:
Metode ini sebagian besar digunakan untuk baja paduan karbon sedang yang kaya akan elemen paduan seperti aluminium, kromium, molibdenum, baja karbon, dan besi tuang. Kedalaman lapisan nitridasi biasanya antara 0,025 hingga 0,8mm.
Metode operasi:
Permukaan baja diperlakukan melalui kombinasi karburasi dan nitridasi.
Tujuan:
Untuk meningkatkan kekerasan, ketahanan aus, kekuatan fatik, dan ketahanan korosi pada komponen baja.
Aplikasi Utama:
(1) Terutama digunakan untuk baja karbon rendah, baja berstruktur paduan rendah, dan komponen baja tuang, dengan kedalaman lapisan nitridasi tipikal 0,02 hingga 3mm;
(2) Setelah nitridasi, diperlukan pendinginan dan temper suhu rendah.