Perlakuan panas (heat treatment) adalah proses memanaskan dan pendinginan logam untuk mengubah sifatnya. Terdapat beberapa teknik seperti annealing, normalizing, hardening, dan tempering. Tujuannya antara lain melembutkan, menghilangkan tegangan, meningkatkan kekerasan, dan memperbaiki sifat mekanik logam.

1. MATERI KULIAH PERTEMUAN KE-10

2. PROSES PERLAKUAN PANAS

3. PERLAKUAN PANAS
(Heat Treatment) :
Adalah suatu istilah yang menjelaskan
suatu operasi atau kombinasi/gabungan
operasi yang melibatkan pemanasan dan
pendingnginan yang terkontrol terhadap
suatu logam atau paduan logam dalam
keadaan padatan untuk tujuan memodifikasi
struktur mikro sehingga diperoleh
perubahan sifat-sifatnya (terutama sifat
mekanis) sesuai yang diinginkan.

4. Menurut The International Federation For the
Heat Treatment of Materials (IFHT) :
Dalam perlakuan panas tidak semata hanya
melibatkan pemanasan dan pengontrolan
kecepatan pendinginan pada paduan logam,
Tetapi termasuk pula di dalamnya adalah
pemberian atau penambahan atom lain melalui
permukaan logam,
Sebagaimana yang terjadi pada carburizing atau
nitriding dan pemberian yang terjadi pada
controlled rolling dalam thermo mechanical
treatment.

5. Tujuan Utama Perlakuan Panas
1. Memperlunak (to soften) yaitu :
Memperbaiki sifat plastisitas dengan cara
mengatur ukuran, bentuk dan distribusi
mikrokonstituennya (fasa atau butiran),
serta keberadaan dislokasi di dalam
butiran.

6. 2. Menghilangkan tegangan sisa (to stress
relieve) yaitu :
Memungkinkan berlangsungnya relaksasi
tegangan-tegangan sisa dengan cara
meningkatkan temperatur (memanaskan)
sehingga diperoleh penurunan kekuatan luluh
(yield strength) dan meningkatkan recovery.

7. 3. Melakukan homogenisasi (to homogenize)
yaitu :
Mendapatkan komposisi kimia yang homogen
di dausilam butiran (grain) melalui difusi
unsur-unsur yang ada dalam paduan logam
pada temparatur tinggi, seperti : austenizing

8. 4. Meningkatkan ketangguhaan
5. Memperkeras
6. Menambah unsur kimia
7. Meningkatkan sifat fisik.

9. Teknik Pelakuan Panas :
1. Annealing
2. Normalizing
3. Hardening
4. Tempering
Proses Perlakuan Panas secara umum :
a. Pemanasan material sampai suhu tertentu dengan
kecepatan tertentu pula.
b. Mempertahankan suhu untuk wakt u tertentu
sehingga temperaturnya merata
c. Pendinginan dengan media pendingin (air, oli atau
udara)

10. 1. Annealing
Annealing Adalah proses Perlakuan Panas (heat
treatment) dimana pemanasannya dilakukan sampai
mencapai temperature tertentu, dan ditahan pada
temperature tertentu yang diinginkan, kemudian
didinginkan perlahan.
a. Full annealing
b. Spheroidizing
c. Isothermal anealing

11. 1. Untuk melunakkan material Logam
2. Menghilangkan tegangan dalam atau sisa
3. Memperbaiki butir-butir logam
Tujuan Proses Annealing :

12. FULL ANEALING
Full anaeling bertujuan untuk melunakkan,
mengurangi tegngan sisa, merubah sifat mekanis
dan mendapatkan struktur mikro yang homogen.
Pemanasan dilakukan kira-kira 40 C diatas Ac3.
Pemanasan baja pada temperatur di daerah
kestabilan fasa austenit ini akan menyebabkan
transformasi fasa dari keadaan awal : ferit + Perlit
untuk baja hipoeutektoid

13. Perlit : untuk baja eutektoid
Ferit + Cementite : untuk baja Hiper eutektoid
Transformasi fasa dari menjadi Austenite
berlangsung melalui proses pengintian dan
pertumbuhaan butir austenite.
Semakin lama pemanasan sedikit di atas Ac3 akan
menghasilkan butiran austenit yang lebih besar.

14. HOMOGENISASI (homogenize annealing)
Tujuan dari perlakuan panas ini adalah : untuk
mendapatkan homogenisasi komposisi kimia dari suatu
paduan logam (terutama baja dalam bentuk ingot) hasil
dari proses pengecoran.
Temperatur perlakuan panas yang digunakan adalah
1100 C untuk menghindari retakan terutama untuk
benda yang berdimensi tipis.

15. SPERERODISASI
Struktur spherodized adalah struktur mikro baja
dengan sementit memiliki morfologi membulat
(sphere) bukan dalam bentuk plat seperti perlit.
Sehingga ductility lebih besar sehingga machinibility
meningkat
Umumnya dilakukan pada baja karbon rendah sampai
sedang.

16. Anealing umumnya diterapkan kepada paduan logam
yang telah mengalami pengerjaan dingin (cold
working) dengan tujuan :
Untuk melunakkan kembali paduan logam dari
keadaan pengerasan regangan (strain hardening)
Batas antara pengerjaan dingin dengan pengerjaan
panas adalah : Temperatur REKRISTALISI

17. Temperatur rekritalisasi (T rek) adalah :
Temperatur minimum yang memungkinkan terjadinya
pengintian kristal-kristal baru dari kristal-kristal yang
telah mengalami deformasi plastis.
Proses rekristalisasi berlangsung pada tempereatur
yang relatif tinggi.
Harga T rek tergantung pada :
- komposisi kimia paduan
- kecepatan dan besarnya deformasi plastis.

18. Proses Normalizing atau menormalkan adalah jenis perlakuan panas yang
ditujukan untuk memperhalus butir, memperbaiki mampu mesin,
menghilangkan tegangan sisa dan juga memperbaiki sifat mekanik baja
karbon struktural dan baja-baja paduan rendah.
2. Normalizing
• Melunakkan regangan sisa
• Menghaluskan ukuran butir
• Memperbaiki sifat kelistrikan
• Melunakkan dan memperbaiki keuletan
Tujuan Proses Normalizing :

19. Hardening adalah proses perlakuan panas yang diterapkan
untuk menghasilkan benda kerja yang keras.
Perlakuan ini terdiri dari :
• memanaskan baja sampai temperatur pengerasannya
(Temperatur austenisasi) dan
• menahannya pada temperatur tersebut untuk jangka waktu
tertentu dan
• kemudian didinginkan dengan laju pendinginan yang sangat
Tinggi.
3. Hardening

20. 3. Hardening process :
a. Water, oil atau dara dan tempering
b. Time quenching dan tempering
c. Isothermal guenching dan tempering
d. Austempering
e. Martempering

21. 4. Other Hardening process:
a. Precipitation hardening (age hardening)
b. Dispersion hardening
c. Thermommechaanical treatment
5. Thermal surface hardening
a. flame hardening
b. Inducction hardening
c. Electron beam hardening

22. 6. Diffusion treatment
lainnya :
a. Siliconizing
b. Chromizing
c. Boronizing
d. Carburizing
e. Aluminizing

23. Dalam precipitation hardening :
Transformasi fasa yang terlibat dalam
keadaan padatan, umumnya berlangsung
melalui pergerakan atom, yaitu saat
berlangsungnya proses pengintian dan
pertumbuhan partikel endapan.

24. Quench hardening yang memunculkan fasa
martensit, transformasi fasa yang berlangsung
tanpa pergerakan atom, yaitu melalui proses
pergeseran bidang kristal yang menyebabkan
distorsi kisi. (proses transformasi berlangsung
sangat cepat 10 -2 detik)

25. Tujuan utama proses pengerasan adalah
Untuk meningkatkan kekerasan benda kerja dan
meningkatkan ketahanan aus. Makin tinggi
kekerasan akan semakin tinggi pula ketahanan
ausnya.

26. Proses Tempering adalah Proses memanaskan kembali
baja yang telah dikeraskan.
4. Tempering
Tempering ini bertujuan untuk :
• Mengurangi kekerasan
• Mengurangi tegangan dalam
• Memperbaiki susunan struktur Baja
Setelah proses hardening biasanya baja akan sangat keras dan
bersifat rapuh, untuk itu perlu proses lanjutan yaitu proses
tempering. proses temper setelah proses pengerasan akan
menjadikan baja lebih bermanfaat karena adanya struktur yang
lebih stabil.