Analisis data Heat Treatment ( perlakuan panas )

ANALISIS DATA Heat Treatment

Pengerasan Baja Karbon

Material Baja karbon tinggi dan baja karbon rendah keduanya dipanaskan pada temperatur 800⁰ C dan waktunya 30 menit kemudian di quenching. Didapat hasil kekerasan sebagai berikut

Fe-C
Nomor	Temperatur (0C)	t (menit)	Kekerasan Awal	Kekerasan akhir
LCS	100	30	21.4 HRA	28.9 HRA
HCS	800	30	9.9 HRC	49

            Dari data tersebut dapat diketahui bahwa kekerasan kedua baja tersebut meningkat setelah mengalami pemanasan selama 30 menit di temperatur 800°C dan diquenching.

Hal ini karena saat kedua baja karbon ini berada pada temperatur 800°C akan berada pada fasa austenit sehingga fasa ferit berubah menjadi fasa austenit. Temperaturnya ditahan pada 800⁰C selama 30 menit hal ini dilakukan agar fasa austenit yang terjadi yang homogen. Setelah itu didinginkan dengan cepat melalui media air secara dicelup , hal ini bertujuan agar waktu pendinginannya cepat, akibat dari pendinginan cepat tersebut terbentuklah fasa martensit. Martensit ini terjadi karena pada saat didinginkan dengan cepat, atom – atomnya belum sempat berdifusi, sehingga atom C akan mengalami mekanisme geser mengisi rongga oktahedral dan tetrahedral dari sel satuan FCC atom Fe. Efek dari interstisi atom C pada Fe yang menghalangi pergerakan dislokasi dan sel satuan yang berubah menjadi BCT yang memiliki slip plane sedikit menjadikan baja karbon bersifat semakin keras.

Perubahan kenaikan kekerasannya baja karbon rendah mengalami peningkatan yang lebih rendah dibandingkan baja karbon tinggi. hal ini terjadi karena semakin sedikit kandungan C maka kecepatan untuk membentuk martensit harus semakin cepat artinya waktu pendinginannya pula harus semakin cepat. Hal ini berakibat, pada perbandingan baja karbon rendah dan tinggi untuk waktu pendinginan yang sama maka akan lebih banyak martensit yang terbentuk pada baja karbon tinggi dari pada baja karbon rendah.

Precipitation Hardening Al – Cu

Al-CU
Nomor	Temperatur (0C)	t (menit)	HRE awal	HRE akhir
1	200	10	82.9	86.2
2	200	30	82.9	77.9
3	200	60	82.9	89
4	200	120	82.9	10

Data di atas diperoleh melalui pemanasan Al – Cu pada temperatur 200°C. Dari data percobaan di atas, Al – Cu yang mengalami kekerasan adalah yang bernomor 1. Pengerasan pada presipition hardening Al – Cu ini terjadi akibat munculnya presipitat yang terbentuk pada saat pemanasan larutan super saturated solid solution. Presipitat ini akan menghalangi pergerakan dislokasi, sehingga dapat meningkatkan kekerasan material

            Pada Al – Cu nomor 2  justru terjadi penurunan kekerasan. Hal ini seharusnya tidak terjadi, Kemungkinan penurunan kekerasan material ini disebabkan karena kekerasan material yang tidak seragam, sehingga terjadi kesalahan pengukuran harga kekerasan saat di awal dan di akhir pengukuran. Karena asumsi semua semua material Al-Cu dianggap kekerasanya sama.

           

            Pada Al-Cu 3 terjadi peningkatan kekerasan hal ini terjadi karena Al-Cu mengalami precipitation hardening . Peningkatan kekerasan akan mencapai maksimal pada titik tertentu .  Setelah melewati titik tersebut  , Al-Cu akan mengalami penurunan kekerasan.  

Pada Al-Cu 4 terjadi penurunan kekerasan hal ini terjadi karena AL-Cu mengalami overaging. Pada proses aging untuk temperatur lama akan mencapai kekerasan maksimal setelah itu akan mengalami penurunan kekerasan hal inlah yang disebut overaging

Terlihat pada gambar

Rekristalisasi Tembaga (Cu)

Tembaga
Nomor	Temperatur (0C)	t (menit)	HRH awal	HRH akhir
1	800	120	72.5	79
2	400	15	72.5	58
3	400	30	72.5	24.5
4	400	45	72.5	81
5	400	60	72.5	78
6	100	90	72.5	92.5

Dari data percobaan di atas, pada temperatur 400 ° C tembaga seharusnya mengalami penurunan harga kekerasan. Hal ini dikarenakan pada temperatur ≥ 400^oC tembaga telah mengalami proses rekristalisasi. Proses ini diawali dengan recovery, di mana terjadi difusi atom karena temperatur tinggi sehingga terjadi pengurangan dislokasi dan internal stress. Kemudian dilanjutkan tahap rekristalisasi, di mana terbentuk butir baru yang bebas internal energi akibat adanya beda energi antara butir yang memiliki internal stress. Kemudian dilanjutkan dengan grain growth, di mana butir tumbuh menjadi lebih besar, pertumuhan ukuran butir ini menyebabkan pengurangan tegangan.

Peningkatan kekerasan pada temperatur 400°C disebabkan tidak adanya pengukuran setiap spesimen pada praktikum sehingga praktikan tidak mengetahui nilai kekerasan awal spesimen sebenarnya.

Data literatur menunjukkan temperatur rekristalisasi tembaga berada pada 250 - 400°C (http://www.scribd.com/doc/30653813/33/Mekanisme-Pelunakan-Pada-Pengerjaan-Panas)

Jika dilihat Cu nomor 1 dipanasi sampai temperature 800°C  butir sudah mengalami grain growth sehingga kekerasannya menurun. Sedangkan pada saat ditemperatur 100°C tembaga masih melakukan recovery sehingga kekerasannya tidak terlalu berubah.

KESIMPULAN dan SARAN

1.      Kesimpulan

      Pada pengerasan baja karbon menggunakan metode pendinginan cepat terjadi perubahan fasa austenite menjadi martensit. Fasa martensit inilah yang menyebabkan kekerasan baja karbon meningkat. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekerasan pada logam dengan metode pendinginan cepat adalah persen karbon, temperatur pemanasan, dan laju pendinginan.

      Pengerasan pada paduan Al-Cu saat precipitation hardening terjadi karena adanya presipitat yang berkumpul pada satu tempat sehingga menghalangi dislokasi dan menyebabkan kekerasan meningkat.

      Jika Al aging terlalu lama maka akan mengalami overaging yang menyebabkan penurunan kekerasan.

2.      Saran

      Pada saat praktikum , semua praktikan melihat prosesnya agar dapat dipahami lebih baik.