Muhammad Rafa Athallah
Perlakuan Panas dan Rekayasa Permukaan - 01
NPM: 2106729064
Diagram Continuous cooling transformation
Definisi Diagram CCT
Diagram Continuous Cooling Transformation (CCT) adalah sebuah grafik yang menunjukkan hubungan antara suhu, waktu, dan transformasi struktur mikro pada baja.
Diagram ini digunakan untuk memprediksi struktur mikro yang terbentuk pada baja saat pendinginan dilakukan secara bertahap dari suhu tinggi ke suhu rendah, dan juga digunakan untuk menentukan parameter perlakuan panas yang tepat pada baja.
Gambar 1.1 Diagram CCT
Pembuatan Diagram CCT
Untuk membuat diagram CCT, diperlukan data dari percobaan pengujian pendinginan dan transformasi fasa pada material. Berikut adalah langkah-langkah umum dalam pembuatan diagram CCT:
1. Siapkan bahan uji yang akan diuji dengan metode pendinginan cepat, biasanya menggunakan baja.
2. Siapkan alat uji untuk pengujian CCT seperti alat untuk pendinginan cepat, alat untuk pengukuran temperatur, dan alat untuk pengamatan mikrostruktur.
3. Lakukan pengujian CCT dengan cara memanaskan sampel bahan uji hingga mencapai suhu tertentu yang berada di atas suhu kritis austenit (untuk baja sekitar 900-1000°C), kemudian segera mendinginkan sampel menggunakan alat pendingin cepat yang telah disiapkan.
4. Selama pendinginan, ukur temperatur material secara terus menerus dan catat.
5. Setelah pendinginan selesai, amati mikrostruktur material pada berbagai waktu tertentu menggunakan mikroskop.
6. Lakukan analisis terhadap data yang diperoleh dari pengujian CCT, seperti laju pendinginan, temperatur transformasi fasa, dan jenis fasa yang terbentuk.
7. Buatlah grafik CCT dengan sumbu x adalah laju pendinginan, dan sumbu y adalah temperatur. Pada grafik ini, berikan informasi mengenai jenis fasa yang terbentuk pada setiap laju pendinginan dan temperatur tertentu.
8. Interpretasikan hasil diagram CCT dan gunakan informasi tersebut dalam proses pemrosesan material seperti pengerasan baja dengan cara quenching atau tempering.
Cara membaca Diagram CCT
Untuk membaca diagram CCT, ikuti langkah-langkah berikut:
1. Tentukan komposisi kimia dari baja yang akan diolah.
2. Tentukan suhu austenitisasi, yaitu suhu saat semua karbida dan ferit diubah menjadi austenit.
3. Tentukan kecepatan pendinginan, yang merupakan kecepatan pendinginan dari suhu austenitik ke suhu di bawah transisi fase.
4. Carilah garis transformasi fase yang terbentuk pada diagram CCT, yaitu garis yang memisahkan daerah baja yang mengalami transformasi fase dan daerah baja yang tidak mengalami transformasi fase pada kecepatan pendinginan yang ditentukan.
5. Tentukan struktur mikro yang terbentuk pada suhu dan kecepatan pendinginan yang ditentukan dari garis transformasi fase yang bersesuaian.
Diagram Time-Transformation-Temperature
Diagram TTT (Time-Transformation-Temperature)
Diagram Time-Transformation-Temperature (TTT) adalah sebuah diagram yang menunjukkan bagaimana waktu transformasi dari suatu material atau logam berubah saat diberi perlakuan panas pada suhu tertentu.
Diagram TTT digunakan untuk menggambarkan fase atau struktur mikro pada suhu dan waktu tertentu selama proses pengerasan atau pendinginan logam.
Gambar 1.2 Diagram TTT
Pembuatan Diagram TTT
Untuk membuat diagram TTT, langkah-langkah berikut dapat diikuti:
1. Pilih komposisi baja dan tentukan batas transformasi austenitik-feritik. Ini dapat dicari dalam literatur atau dapat diuji secara eksperimental.
2. Tentukan suhu pengerasan, yaitu suhu di mana baja dianggap sepenuhnya austenitik.
3. Dinginkan baja dengan sangat cepat dari suhu pengerasan ke dalam air atau minyak untuk menghasilkan struktur austenit yang sangat kuat dan keras.
4. Panaskan baja ke suhu di atas titik awal transformasi, kemudian biarkan baja mendingin pada suhu yang ditentukan untuk waktu yang ditentukan. Proses ini akan menghasilkan transformasi austenitik ke struktur feritik dan perlite.
5. Ulangi proses sebelumnya dengan berbagai suhu dan waktu pengamatan yang berbeda untuk membuat kurva TTT lengkap.
Data yang dihasilkan dari eksperimen dapat digunakan untuk membuat grafik TTT dengan menggunakan software seperti Microsoft Excel atau MATLAB.
Cara membaca Diagram TTT
Untuk membaca diagram TTT, perhatikan langkah-langkah berikut:
1. Perhatikan sumbu x pada grafik, yang menunjukkan waktu dalam skala logaritmik atau linier.
2. Perhatikan sumbu y pada grafik, yang menunjukkan temperatur dalam skala logaritmik atau linier.
3. Perhatikan kurva-kurva pada grafik, yang menunjukkan transformasi fasa yang terjadi pada material pada suhu dan waktu tertentu.
4. Perhatikan titik A pada grafik, yang menunjukkan temperatur kritis austenit (AC) atau suhu di mana material berubah dari bahan feritik menjadi austenitik.
5. Perhatikan titik B pada grafik, yang menunjukkan temperatur kritis pendinginan (BC) atau suhu di mana material berubah dari austenitik menjadi feritik.
6. Perhatikan kurva perlambatan pendinginan (cooling curve) pada grafik, yang menunjukkan laju pendinginan material dari suhu austenitik ke suhu di bawah BC.
7. Perhatikan kurva transformasi (transformation curve) pada grafik, yang menunjukkan transformasi fasa yang terjadi pada material pada suhu dan waktu tertentu saat pendinginan.
8. Perhatikan titik C pada grafik, yang menunjukkan temperatur kritis tempering (CT) atau suhu di mana material akan mengalami transformasi fasa yang diinginkan saat proses tempering.
9. Perhatikan kurva tempering (tempering curve) pada grafik, yang menunjukkan transformasi fasa yang terjadi pada material saat proses tempering.
10. Dari informasi pada grafik TTT, dapat dipilih kondisi temperatur dan waktu yang sesuai untuk proses pengerasan dan tempering pada material.
Conclusion
CCT vs TTT
Kedua diagram Continuous cooling transformation (CCT) dan diagram Time Temperature Transformation (TTT) digunakan dalam pengolahan baja dan logam untuk memahami dan mengendalikan transformasi fase yang terjadi selama pendinginan atau pemanasan.
Perbedaan utama antara kedua diagram adalah bahwa CCT menggambarkan transformasi fase yang terjadi pada baja atau logam saat pendinginan dengan kecepatan pendinginan yang berbeda-beda, sedangkan TTT menggambarkan transformasi fase yang terjadi pada baja atau logam saat dipanaskan pada suhu yang berbeda dalam waktu yang ditentukan.
Dalam diagram CCT, kecepatan pendinginan sangat penting, karena mengubah kecepatan pendinginan dapat mempengaruhi sifat mekanik dan struktural dari baja atau logam. Dalam diagram TTT, suhu dan waktu memainkan peran penting dalam transformasi fase, karena mengubah suhu atau waktu mempengaruhi laju transformasi fase dan struktur akhir dari baja atau logam.
Full Annealing Normalizing
VS
Full annealing adalah proses pemanasan dan pendinginan logam atau bahan lainnya pada suhu dan waktu tertentu untuk memperbaiki kekuatan dan ketahanannya serta mengurangi kekerasannya. Proses ini dapat membantu menghilangkan ketegangan internal,
meningkatkan ketahanan korosi, meningkatkan keuletan, dan meningkatkan kekuatan bahan.
Proses full annealing terdiri dari beberapa tahapan, yaitu:
1. Pemanasan: Bahan yang akan di-anneal dipanaskan secara perlahan hingga mencapai suhu yang diinginkan. Suhu ini tergantung pada jenis bahan dan tujuan dari proses annealing. Pemanasan harus dilakukan secara perlahan agar bahan tidak mengalami keretakan atau deformasi karena suhu yang terlalu tinggi.
2. Penahanan: Setelah mencapai suhu yang diinginkan, bahan dijaga pada suhu tersebut selama beberapa waktu. Tujuan dari tahap ini adalah untuk memastikan bahan mencapai suhu yang sama pada seluruh bagian, sehingga mencegah terjadinya perbedaan suhu yang dapat menyebabkan distorsi atau keretakan.
3. Pendinginan: Setelah penahanan, bahan secara perlahan didinginkan hingga mencapai suhu ruang. Pendinginan dilakukan secara perlahan untuk mencegah terjadinya keretakan atau distorsi akibat perbedaan suhu yang besar.
Full Annealing
Normalizing adalah proses perlakuan panas pada logam yang dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkan kekuatan dan keuletan bahan tanpa mengurangi keuletannya. Normalizing dilakukan dengan cara memanaskan bahan logam pada suhu tertentu, kemudian didinginkan secara normal atau udara bebas sampai mencapai suhu ruang.
Proses normalizing terdiri dari beberapa tahapan, yaitu:
1. Pemanasan: Bahan logam dipanaskan pada suhu di atas titik kritisnya selama beberapa waktu hingga mencapai suhu yang diinginkan. Pemanasan ini dilakukan dengan tujuan untuk memperbaiki struktur kristal bahan dan mengurangi ketegangan internal pada bahan.
2. Penahanan: Setelah mencapai suhu yang diinginkan, bahan dijaga pada suhu tersebut selama beberapa waktu untuk
memastikan bahan mencapai suhu yang sama pada seluruh bagian, sehingga mencegah terjadinya perbedaan suhu yang dapat menyebabkan distorsi atau keretakan.
3. Pendinginan: Setelah penahanan, bahan didinginkan secara normal atau udara bebas hingga mencapai suhu ruang.
Pendinginan normal ini dilakukan untuk mencegah terjadinya keretakan atau distorsi akibat perbedaan suhu yang besar.
Normalizing
Perbedaan Full Annealing dan Normalizing
Proses full annealing biasanya digunakan pada bahan logam seperti baja dan besi cor, tetapi dapat juga dilakukan pada bahan lain seperti kaca atau keramik. Penting untuk diingat bahwa setiap jenis bahan memiliki suhu dan waktu yang berbeda dalam proses annealing sehingga perlu memperhatikan parameter yang tepat untuk mencapai hasil yang optimal.
Proses normalizing biasanya digunakan pada bahan logam yang memiliki ketahanan terhadap deformasi dan keuletan yang rendah. Normalizing dapat membantu meningkatkan kekuatan bahan dan membuatnya lebih tahan terhadap kelelahan dan beban dinamis. Normalizing juga dapat membantu dalam pengelasan, karena membuat bahan lebih mudah untuk diproses dan mengurangi risiko retak atau keretakan pada bahan yang dilas.
Referensi
- Callister Jr., W. D. (2007). Materials science and engineering: an introduction. John Wiley & Sons.
- Dieter, G. E. (1988). Mechanical metallurgy. Tata McGraw-Hill Education.
- Bhadeshia, H. K. D. H. (2016). Bainite in steels. The Institute of Materials, Minerals and Mining.
- ASM International. (2019). TTT Diagrams. ASM International. Diakses pada 2 Maret 2023, dari
https://www.asminternational.org/documents/10192/1849774/06182G_Chapter_4.pdf/7cc33ec4-10c7-465f-a931-3177fae9c86 4
