Upload
almanfikriyansyah
View
27
Download
0
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
adas
Citation preview
Figure 10.7 TTT diagram for eutectoid steel shown in relation to the Fe–Fe3 C phase diagram (see Figure 9.38). This diagram shows that, for certain transformation temperatures, bainite rather than
pearlite is formed. In general, the transformed microstructure is increasingly fine grained as the transformation temperature is decreased. Nucleation rate increases and diffusivity decreases as temperature decreases. The solid curve on the left represents the onset of transformation (~1%
completion). The dashed curve represents 50% completion. The solid curve on the right represents the effective (~99%) completion of transformation. This convention is used in subsequent TTT diagrams.
(TTT diagram after Atlas of Isothermal Transformation and Cooling Transformation Diagrams, American Society for Metals, Metals Park, OH, 1977.)
Figure 10.11 A more complete TTT diagram for eutectoid steel than was given in Figure 10.7. The various stages of the time-independent (or diffusionless) martensitic transformation are shown as
horizontal lines. Ms represents the start, M50 represents 50% transformation, and M90 represents 90% transformation. One hundred percent transformation to martensite is not complete until a final
temperature (Mf) of −46°C.
Figure 10.15 TTT diagram for a hypereutectoid composition (1.13 wt % C) compared with the Fe–Fe3
C phase diagram. Microstructural development for the slow cooling of this alloy was shown in Figure 9.39. (TTT diagram after Atlas of Isothermal Transformation and Cooling Transformation Diagrams,
American Society for Metals, Metals Park, OH, 1977.)
Figure 10.16 TTT diagram for a hypoeutectoid composition (0.5 wt % C) compared with the Fe–Fe3C phase diagram. Microstructural development for the slow cooling of this alloy was shown in Figure
9.40. By comparing Figures 10.11, 10.15, and 10.16, one will note that the martensitic transformation occurs at decreasing temperatures with increasing carbon content in the region of the eutectoid
composition. (TTT diagrams after Atlas of Isothermal Transformation and Cooling Transformation Diagrams, American Society for Metals, Metals Park, OH, 1977.)
EHW 98
PENGERASAN TERMAL
Membentuk struktur martensit/bainityang memiliki kekerasan tinggi.
PENGERASAN TERMAL(THERMAL HARDENING)
Terdiri dari tiga tahap operasi :
PEMANASAN(HEATING)• Preheating (550-650 ºC)• Final heating (900-1050 ºC)• Soaking
KUENS(QUENCHING)• Pendinginan cepat oleh media pendingin (oli, air, lelehan garam, semprot gas / udara)
TEMPER(TEMPERING)• Pemanasan kembali pada temperatur lebih rendah (150 - 600 ºC), sekali atau berulang
QUENCHING BATH
HEATING FURNACE
TEMPERING BATH
SIKLUS PENGERASAN TERMAL
Preheat
ing
Fina
l hea
ting
Transformasi Baja menyusut
Quenching
Transformasi Baja memuai
Baja m
emua
i
Baja m
enyusut
Baja sangat lunak - u << ,struktur: + karbida(sisa)
Baja keras tapi rapuh ,struktur: M(stressed) + sisa + Karbida(sisa) + lainnya
Baja keras dan mulai tangguh :struktur: M(temper+sterssed) + sisa + Karbida(sisa) + lainnya
Ketangguhan lebih baik :struktur: M(temper) + Karbida + lainnya
TE
MP
ER
AT
UR
WAKTU
Holding
Temper 1Temper 2
SUSU
T
TAHAP PEMANASAN
Hal-hal yang perlu diketahui :• Perbedaan temperatur antara bagian dalam dan permukaan, akibat rambatan panas, menyebabkan perbedaan pemuaian volume.
• Baja menyusut sampai 4% (volume) pada kenaikan temperatur mencapai transformasi austenite.
Hal-hal yang perlu dikontrol :• Lakukan preheating pada temperatur sekitar 550-650 oC untuk mengeliminasi distorsi yang mungkin timbul akibat pemanasan.• Kecepatan pemanasan harus dikontrol agar tidak menimbulkan gradien temperatur yang sangat curam antara bagian dalam dan permukaan.
WAKTU
TE
MPE
RA
TU
R
MU
AI
TRANSFORMASI KE
WAKTU
TE
MPE
RA
TU
R
INTI
PERMUKAAN
PREHEATING (550-650 oC)
TAHAP AUSTENISASI
Dua hal penting: --Waktu tahan (holding time) --Temperatur austenisasi (austenitizing temperature)
WAKTU
TE
MP
ER
AT
UR
( °
C)
18 Kekerasan setelah kuens
(Rockwell C)
18 42 56 63-65 60-62 57-58
a
e
d
c b
f
750
850
950
Waktu tahan yang benar
Berlebih
Pertumbuhan butir,ketangguhan menjadiburuk atau rapuh
Kurang
T,t
Tidak tercapaipengerasan
TAHAP AUSTENISASI
Hal-hal yang diperhatikan:
--Hindari susunan umpan didalam dapur yang saling tumpang-tindih untuk menghindari terjadinya deformasi komponen akibat berat komponen pada saat baja sedang lunak.
--Cek akurasi temperatur austenisasi yang ditentukan, misalnya dengan menggunakan thermocouple yang ditempelkanlangsung pada komponen.
--Hindari kesalahan penentuan saat mulainya penghitungan waktu tahan..
EHW 98
TAHAP KUENSTAHAP KUENSyaitu mendinginkan baja dari temperatur austenit
sampai temperatur ambien pada media tertentu yangakan menghasilkan struktur martensit
• Pemilihan media kuens ditentukan oleh jenis baja/paduannya.
• Semakin ekstrim media kuens risiko terhadap distorsi meningkat.
• Perbedaan laju pendinginan antara permukaan dan bagian dalam menimbulkan profil kekerasan (tergantung ukuran perkakas dan komposisi baja).
MIKROSTRUKTUR BAJA SESUDAH KUENS
Mikrostruktur bajakondisi anil (lunak), sebelum dikeraskan
Mikrostruktur baja setelahdikeraskan: martensit diperkuat oleh karbida
--Terbentuknya martensit hanya dipengaruhi oleh kehadiran karbon didalam fasa austenit.
--Sejumlah karbida diperlukan untuk mencegah pertumbuhan butir pada waktu baja diaustenisasi.
--Terdapat sisa austenite yang tidak bertransformasi pada kondisi setelah kuens
Karbida
Ferit, Perlit
Karbida
Martensit Sisa
Pengerasan termal
Figure 10.13 Acicular, or needlelike, microstructure of martensite 100×. (From ASM Handbook, Vol. 9: Metallography and Microstructures, ASM International, Materials Park, OH, 2004.)
14
Microstructures
Martensite formationrarely goes to completion becauseof the strain associatedwith the productthat leads to back stresses in theparent phase.
Characteristics of Difusionless Transformations
Fig. 6.5 Illustrating (a) possible sites for interstitial atoms in bcc lattice, and (b)
the large distortion necessary to accommodate a carbon atom (1.54 A diameter)
compared with the space available (0.346 A). (c) Variation of a and c as a function
of carbon content.
16
Bain model
Orientation relationships in the Bain model are:(111) <=> (011)’
[101] <=> [111]’
[110] <=> [100]’
[112] <=> [011]’
SISA AUSTENITEterjadi akibat kandungan karbon yang tinggi, dan
hadirnya elemen penstabil austenit () pada baja paduan
Kek
eras
an
Komposisi karbon
BAJA KARBON
0.7 0.8 %C
65
70
HR
c
Sisa Penghilangan sisa austenit:
--Temper Bainit, Karbida, Martensit
--Subzero treatment 100% MartensitKarbon diatas 0,8%kekerasan menurun
EHW 98
BAJA SETELAH KUENS
-- terdapat tegangan sisa akibat kuens-- rapuh dan mudah patah-- dimensi tidak stabil-- tidak siap digunakan
-- membutuhkan perlakuan temper !
Keras dan Rapuh
19
Quench process