baja karbon dan teori dasar heat treatment

PT FSCM Manufacturing Indonesia

Engineering Department

1

BAB 1

MATERIAL

1. BAJA KARBON

Baja karbon di industri dapat diklasifikasikan menjadi 3 berdasarkan komposisi karbon

(% C) yang ada di dalamnya (rendah, menengah dan tinggi).

1. Baja Karbon Rendah (Low-Carbon Steel) (C < 0,25%)

Sifat Lunak, ulet, mudah di bentuk (deformasi), kekerasan rendah, kemampuan machining &

welding baik, untuk pengerasan (hardening) dilakukan dengan carburizing

Aplikasi Body mobil, pipa, kaleng kemasan, tangki bahan bakar di motor

Contoh SCM 420, SCM 415, SWRM 17, SAE 8620, dll

2. Baja Karbon Menengah (Medium-Carbon Steel) (C = 0,25 - 0,60%)

Sifat Tangguh, ulet, kekerasan sedang, pengerasan mudah dilakukan (normal hardening) dan

biasanya dipadukan dengan unsur lain untuk meningkatkan sifat mekanisnya

Aplikasi Gear, sprocket, crankshaft, chain link, dan komponen lainnya yang membutuhkan kombinasi antara kekerasan tinggi dan ketangguhan yang baik

Contoh SWRH 42A, SAE 1050, S45C, dll

3. Baja Karbon Tinggi (High-Carbon Steel) (C = 0,60 - 1,4%)

Sifat Kekerasan tinggi, mudah dilakukan pengerasan (hardening), machinability buruk.

Aplikasi Tool steel, dies, jig, dan komponen yang membutuhkan kekerasan tinggi dan ketahanan aus baik.

Contoh SK-5,

Baja karbon juga dapat diklasifikasikan menjadi 3 menurut banyaknya unsur paduan

yang terkandung, yaitu:

1. Plain-carbon steels (flat/minimal)

2. Low-alloy carbon steels (paduan rendah)

3. High-alloy carbon steels (paduan tinggi)



2

Pada baja plain-carbon, unsur-unsur penguat seperti (Cr, Mo, Ni, Mn, Ti, V, W, dll)

jumlahnya sangat sedikit sekali, sehingga sifat materialnya (kekuatan & ketangguhan) hanya

berpengaruh dari % Karbon saja. Sedangkan pada baja low-alloy & high-alloy, sifat materialnya

akan semakin tinggi seiring dengan nilai % karbon & jumlah paduan yang ada di dalamnya.

2. STANDARD BAJA KARBON

Standard baja yang paling banyak digunakan di dunia industri adalah Standar berdasarkan

JIS (Japanese Industrial Standards) dan AISI/SAE (American Iron & Steel Institute/Society of

Automotive Engineers).

A. Standard Baja JIS

Standar baja JIS mengklasifikasikan baja berdasarkan bentuk raw material dan paduan

di dalam baja. Di bawah ini beberapa baja yang masuk dalam standar JIS:

Steel Code (JIS) Description Example

SS xxx Rolled Steel for General Structure SS 330, SS 400, SS 540

SWRS xx Piano Steel Wire Rod SWRS 62A, SWRS 80A, SWRS 92B, dll

SWRM xx Low-Carbon Steel Wire Rod SWRM 17, SWRM 22, dll

SWRH xx, SWRCH xx High-Carbon Steel Wire Rod SWRH 42A, SWRH 77B, SWRCH 50K

SxxC Machine Structural Steel S18C, S45C, S50C, dll

SMn xxxH, SCr xxxH, SNC xxxH, SNCM xxxH, dll

Steel for Specified Hardenability (H) SMn 420H, SCr 435H, SNC 631H, SNCM 220H, dll

SNCM xxx Low-alloyed Steels:

Nickel, Chrom, Molybdenum (NCM) SNCM 431, SNCM 439, dll

SCr xxx Low-alloyed Steels:

Chromium (Cr) SCr 415, SCr 420, SCr 430, dll

SCM xxx Low-alloyed Steels:

Chromium, Molybdenum (CM) SCM 415, SCM 418, SCM 420, dll

BAJA (Menurut % Karbon)

Low C Medium C High C

BAJA (Menurut % Paduan)

Plain Low Alloy High Alloy



3

SMn xxx Low-alloyed Steels: Mangan (Mn)

SMn 420, SMn 433, SMn 438, dll

SNB xx Steel for high-temp Bolting SNB 5, SNB 7, SNB 16

SUS xxx Stainless Steel SUS 304, SUS 309, SUS 310, SUS 316, SUS 316L, dll

Pada Standard JIS, kita dapat mengetahui komposisi karbon secara sederhana dengan

melihat 2 digit terakhir (kecuali SS, SNB & SUS), misalnya;

SCM 420 maka range karbonnya di 0,20 %

SWRH 42A maka range karbonnya di 0,42 %

B. Standard Baja AISI/SAE

Pada standard AISI/SAE baja diklasifikasikan dengan 4 digit angka. 2 angka pertama

adalah unsur paduannya, sedangkan 2 angka terakhir adalah komposisi karbon (% C).

Mari kita perhatikan 2 contoh baja di bawah (SAE 1050 dan SAE 8620):

SAE 1 0 5 0 & SAE 8 6 2 0

Tabel. Klasifikasi baja standard AISI/SAE

AISI/SAE Code Major Type

1xxx Carbon steels

2xxx Nickel steels

3xxx Nickel-chromium steels

4xxx Molybdenum steels

5xxx Chromium steels

6xxx Chromium-vanadium steels

7xxx Tungsten steel

8xxx Nickel-chromium-vanadium steels

9xxx Silicon-manganese steel

Plain-carbon steel (sangat minim unsur penguatnya)

% Carbon = ± 0,5%

Nickel-chromium-vanadium steels (ada unsur penguat Ni, Cr & V)

% Carbon = ± 0,2%



4

3. KOMPOSISI PADUAN BAJA

Fungsi paduan (alloy) yang utama pada baja adalah untuk meningkatkan sifat-sifat

material seperti kekerasan, ketangguhan, kekuatan fatik, impak, aus, ketahanan korosi, dll.

Setiap material baja memiliki komposisi paduan yang berbeda-beda, tergantung dimana baja

tersebut akan digunakan.

Unsur-unsur paduan pada baja juga memiliki pengaruh tersendiri dalam proses Heat

Treatment (HT). Unsur panduan dapat meningkatkan maupun menurunkan sifat akhir baja

hasil perlakuan panas. Unsur paduan juga dapat menyebabkan baja menjadi rusak atau sulit

untuk di HT. Di bawah ini komposisi beberapa material baja yang digunakan di FSCM.



5

Komponen Std. Kode

Material

Komposisi

C Mn Si Ni Cr Mo S

max. P

max. Lainnya

Plate

JIS S 50C 0.47 -

0.53

0.60 -

0.90

0.15 -

0.35 0.035 0.03

SAE 1050 0.48 -

0.55

0.60 -

0.90 0.05 0.03

SAE 1045 0.43 -

0.50

0.60 -

0.90 0.05 0.04

45Mn 0.42 -

0.50

0.70 -

1.00

0.17 -

0.37 0,25 0,25 0.035 0.035

Cu =

0,25

Pin

JIS SCM 420 0.18 -

0.23

0.60 -

0.85

0.15 -

0.35

0.90 -

1.20

0.15 -

0.30 0.03 0.03

JIS SWRH

42A

0.39 -

0.46

0.30 -

0.60

0.15 -

0.35 0.03 0.03

30

CrMnTi

0.24 -

0.32

0.80 -

1.10

0.17 -

0.37

1.00 -

1.30

Ti = 0.04 - 0.10

20

CrMnMo

0.17 -

0.23

0.90 -

1.20

0.17 -

0.37

1.10 -

1.40

0.20 -

0.30

Bush

JIS SCM 415 0.13 -

0.18

0.60 -

0.90

0.15 -

0.35

0.90 -

1.20

0.15 -

0.25 0.03 0.03

JIS SMN 420 0.17 -

0.23

1.20 -

1.50

0.15 -

0.35

max

0.35 0.03 0.03

JIS SWRM 17 0.15 -

0.20

0.30 -

0.60 0.04 0.04

SAE 1010 0.08 -

0.13

0.30 -

0.60 0.05 0.03

SAE 8620 0.18 -

0.23

0.70 -

0.90

0.15 -

0.35

0.40 -

0.70

0.40 -

0.60

0.15 -

0.25 0.04 0.03

Roller

SAE 1010 0.08 -

0.13

0.30 -

0.60 0.05 0.03

SAE 1018 0.15 -

0.20

0.60 -

0.90 0.05 0.04

Clip JIS SK-5 0.80 -

0.90

0.10 -

0.50

0.10 -

0.35

max

0.25

max

0.25 0.03 0.03

A. KARBON (C)

Karbon merupakan unsur paduan yang paling penting dalam baja. Karbon merupakan

unsur pengikat bagi unsur paduan lainnya (pembentuk karbida) yang nantinya akan

berkontribusi pada sifat-sifat baja itu sendiri. Misalkan sebuah baja SCM 420 yang



6

memiliki unsur paduan seperti C, Mn, Si, Cr, dll. Dalam hal ini unsur Karbon (C) akan

berikatan dengan unsur Kromium (Cr) membentuk paduan karbida (CrxCy). Paduan

karbida ini nantinya akan meningkatnya sifat dari baja SCM 420 itu sendiri, seperti

kekerasan, ketahanan korosi, dan kekuatan.

Selain itu, hubungan antara komposisi Karbon v/s kekerasan yaitu; semakin tinggi

kandungan karbon dari suatu baja, maka akan semakin tinggi pula nilai kekerasannya,

namun akan menurunkan tingkat keuletan (ductility).

B. MANGAN (Mn)

Mangan dalam baja secara teori sudah dapat dipastikan jumlahnya di atas >0,3%.

Mangan merupakan salah satu pembentuk karbida yang lemah. Hadirnya mangan di

dalam suatu baja akan meningkatkan kekerasan baja tersebut. Namun di sisi lain,

komposisi mangan di atas >2% akan menyebabkan baja hasil quench menjadi mudah

retak dan baja hasil temper akan terjadi kegetasan.

C. SILIKON (Si)

Silikon dalam baja bukan merupakan pembentuk karbida. Paduan silikon memiliki peran

penting bagi baja yang ingin di HT karena dapat meningkatkan kemampuan

pengerasannya (Hardenability), ketahanan aus, yield strength dan batas elastisnya.

Paduan Si di bawah <0,3 % dapat meningkatkan kekuatan & kekerasan baja tanpa

mengurangi sifat uletnya.

D. NIKEL (Ni)

Nikel bukan merupakan pembentuk karbida. Fungsi utama dari paduan nikel adalah

meningkatkan kemampuan pengerasannya (hardenability). Dalam kombinasinya

dengan Cr dan Mo, maka Ni dapat meningkatkan ketahanan fatik, impak dan korosi.

E. KROMIUM (Cr)

Kromium adalah salah satu pembentuk karbida (CrxCy). Fungsi utama kromium adalah

meningkatkan kemampuan pengerasannya (hardenability), ketahanan aus dan korosi.

F. MOLYBDENUM (Mo)

Molybdenum adalah salah satu pembentuk karbida. Paduan molybdenum pada baja

dapat meningkatkan kemampuan pengerasan, ketahanan korosi dan kekuatan pada



7

saat tempering. Selain itu paduan ini juga dapat menghaluskan ukuran butir dari baja,

sehingga mampu meningkatkan kekerasan dan ketahanan fatiknya.

G. PHOSPOR (P)

Phospor merupakan salah satu unsur paduan pengotor di dalam baja. Phospor ini dapat

masuk ke dalam baja pada saat proses pembuatan baja. Untuk itu banyaknya

kandungan phospor dalam baja harus dibatasi, jika berlebih dapat menyebabkan

kegetasan pada proses machining/manufakturing dan tempering (temper

embrittlement).

H. SULFUR (S)

Sulfur merupakan unsur pengotor di dalam baja. Kandungan sulfur dalam baja harus

dibatasi karena dapat menyebabkan kegetasan pada raw material, proses

manufakturing dan tempering. Kadar sulfur yang tinggi pada baja juga dapat

menurunkan ketahanan impak dan kualitas permukaan.

I. TITANIUM (Ti)

Titanium merupakan unsur pembentuk karbida yang sangat kuat. Karbida yang

terbentuk dari titanium merupakan karbida yang sangat stabil. Hal ini akan

berpengaruh pada kenaikan kekerasannya, ketahanan impak, aus dan korosi dari baja.



8

BAB 2

PERLAKUAN PANAS 1

1. DASAR PERLAKUAN PANAS

Perlakuan Panas : Adalah suatu proses yang bertujuan untuk mendapatkan & meningkatkan

sifat mekanis dari material seperti kekerasan, ketangguhan, kekuatan dan

lain-lain.

Tahapan Proses : Heat Treatment sederhana yang biasa kita kenal dengan Quenching-

Tempering (QT); selalu di awali dengan pemanasan (Heating) kemudian

diikuti dengan pendinginan cepat (Quenching), baru kemudian diikuti

dengan Tempering.

A. HEATING :

- Proses pemanasan di temperatur tertentu & dalam waktu tahan tertentu.

- APA YANG TERJADI :

1. Baja dipanaskan dari temperatur ruang ke temperatur hardening (Austenisasi) dalam

waktu tertentu (hardening time/passing time).

2. Pada proses Carburizing atau Nitriding, disinilah dimana atom Karbon (C) & Nitrogen

(N) akan masuk ke dalam baja sebagai lapisan pengeras permukaan.

HT : Quenching-Tempering (QT)

Austenite

Martensit

QUENCHING

HEATING TEMPERING

870oC

340oC

Martensit Temper



9

3. Teori : Material baja (BHD) yang memiliki struktur mikro Ferit & Perlit, pada

temperatur tinggi akan berubah menjadi struktur Austenite. Austenite inilah yang

nantinya berubah menjadi Martensit pada saat dilakukannya quenching.

- FAKTOR PENTING :

1. Temperatur & waktu pemanasan yang optimal akan mempengaruhi bentuk struktur

austenit (baik/tidak). Ukuran austenite akan berpengaruh pada hasil quenching.

2. Temperatur pemanasan harus optimal;

Temp. terlalu rendah = Austenite belum terbentuk atau ukurannya masih terlalu

kecil.

Temp. terlalu tinggi = Austenite sudah terbentuk, tapi ukurannya terlalu besar.

3. Waktu harus optimal;

Waktu terlalu cepat = Austenite belum terbentuk atau ukurannya masih terlalu

kecil.

Waktu terlalu cepat = Austenite sudah terbentuk tapi ukurannya terlalu besar.

4. Temperatur & waktu pemanasan yang optimal untuk setiap baja akan berbeda-beda.

Hal ini dipengaruhi oleh unsur paduan yang terdapat di dalamnya.

5. Proses pemanasan yang baik juga tidak lepas dari kestabilan atmosfer/gas di dalam

furnace.

B. QUENCHING :

- Quenching adalah proses pendinginan cepat dari temperatur austenisasi ke temperatur

normal dengan bantuan media quench (oli, lelehan garam, air, dll).


1. Pendinginan cepat baja dari temp. tinggi akan merubah struktur austenite menjadi

martensit. (Austenite Martensit)

2. Terbentuknya martensit inilah yang membuat kekerasan baja meningkat.

3. Teori : Kekerasan baja hasil quenching akan meningkat, karena atom karbon (C)

terjebak pada saat didinginkan secara cepat (atom karbon adalah unsur utama yang

membuat baja keras). Analoginya; ketika baja didinginkan secara cepat/drastis, maka



10

atom Karbon tidak sempat kembali keluar. Ini membuat Karbon terjebak di dalam baja

dan membuat kekerasan baja sangat tinggi.

- FAKTOR PENTING :

1. Temperatur media quench (oli, garam) harus dijaga sesuai standard, jika temp. terlalu

tinggi maka cooling speed akan lambat yang berakibat pada kekerasan turun.

2. Kondisi agitasi di dalam bak quenching harus baik, agitasi yang rendah/buruk akan

mengakibatkan kecepatan pendinginan (cooling speed) menjadi lambat. Hal inilah

yang menjadi salah satu penyebab turunnya nilai kekerasan after quench.

3. Nilai kekerasan baja hasil quenching sangat tinggi, namun getas (brittle) sehingga perlu

dilakukan proses selanjutnya (tempering).

C. TEMPERING :

- Proses pemanasan baja di temperatur sedang (110-250oC) setelah proses quenching.

Tempering bertujuan untuk mengurangi getas (hardness terlalu tinggi) & meningkatkan

kekuatan.


1. Struktur martensit akan berubah menjadi martensit temper.

2. Baja yang tadinya keras & getas akan menjadi lebih lunak & tangguh.

3. Teori : Atom karbon yang tadinya terjebak di proses Quenching akan mampu keluar

sedikit demi sedikit selama proses Tempering

- FAKTOR PENTING :

1. Temperatur temper harus optimal;

Temp. terlalu rendah = kekerasan masih terlalu tinggi (atom karbon terlalu sedikit

yang keluar, struktur martensit masih banyak)

Temp. terlalu tinggi = kekerasan terlalu rendah (atom karbon terlalu banyak keluar,

terlalu banyak struktur martensit temper yang terbentuk)

2. Waktu harus optimal;

Waktu terlalu cepat = kekerasan masih terlalu tinggi (atom karbon terlalu sedikit

yang keluar, struktur martensit masih banyak)

Waktu terlalu lama = kekerasan terlalu rendah (atom karbon terlalu banyak keluar,

terlalu banyak struktur martensit temper yang terbentuk)



11

2. JENIS PERLAKUAN PANAS

Dalam industri manufaktur, terdapat beberapa proses Heat Treatment (HT) yang paling

sering digunakan, antara lain:

1. Normal Hardening

2. Carburizing

3. Nitriding

4. Carbu-Nitriding/Nitro-Carburizing

5. Normalizing

6. Annealing

7. Austempering

8. Dll

Proses HT secara garis besar dibagi menjadi 2 berdasarkan tujuannya; yaitu pelunakan

dan pengerasan. Pembagiannya digambarkan oleh diagram di bawah.

Jenis Heat Treatment No.1, biasanya dilakukan pada material yang sudah melewati

proses Cold-Working (pengerjaan dingin) atau machining yang berat. Misalnya pada proses

rolling, sliting, dan extrusion raw material. Proses HT seperti annealing & stress relief perlu

dilakukan untuk memperbaiki butir material & menghilangkan tegangan sisa akibat proses

Cold-Working.

HEAT TREATMENT

Tujuan :

1. Melunakkan

2. Menghaluskan butir

3. Menghilangkan tegangan sisa

4. Memperbaiki machinability

Tujuan :

1. Mendapatkan kekerasan

tinggi

2. Kekuatan Tinggi

3. Surface Treatment

Macam Proses: 1. Annealing

2. Stress relief

3. Normalizing

4. Homogenizing

5. Spherodizing

6. Dll

Macam Proses: 1. Normal Hardening

2. Carburizing

3. Nitriding

4. Austempering

5. Induction Hardening

6. Dll

1 2



12

Untuk jenis Heat Treatment No.2 dilakukan untuk mendapatkan sifat kekerasan &

kekuatan material baik di dalam (core) maupun di permukaan saja (surface). Begitu pula

dengan proses HT yang dilakukan di FSCM adalah untuk mendapatkan komponen AHD (after

hardening) yang memiliki kekerasan & kekuatan yang baik & sesuai standard.

A. NORMAL HARDENING

Proses HT Normal hardening adalah proses hardening/pengerasan yang di Heating

dalam keadaan atmosfer furnace yang normal. Komponen hasil proses normal hardening ini

kekerasannya meningkat karena terbentuknya struktur MARTENSIT (tanpa adanya

pengerasan lagi di permukaan).

Diagram proses HT quenching-tempering di FSCM

Product (AHD)

Heating

Normal Hardening

Quenching

Tempering

Material (BHD)

Carbu-Nitriding



13

B. CARBURIZING

HT Carburizing adalah proses pengerasan di permukaan baja. Kekerasan yang dihasilkan

akibat proses Carburizing terjadi karena masuknya atom Karbon (C) ke permukaan baja.

Carburizing ini dapat terjadi karena atmosfer furnace yang kaya akan atom Karbon.

Banyaknya atom Karbon di dalam furnace ini diukur dengan nilai yang disebut % Carbon

Potential atau % CP. Suatu proses HT dikatakan Carburizing jika nilai CP di dalam furnace

melebih nilai komposisi karbon di dalam material itu sendiri (lebih dari ± 0,3%).

Contoh Carburizing :

- SAE 1050 (karbon 0,5%) diproses di furnace yang nilai CP-nya = 1%. Karena %

karbon SAE 1050 versus CP furnace melebihi >0,3% maka ini dikatakan proses

Carburizing.

Apa yang terjadi selama proses Carburizing??

- Atom Karbon berlebih yang ada di dalam furnace akan masuk ke permukaan baja.

Atom karbon akan membentuk lapisan keras yang disebut karbida (FeC). Reaksi

yang terjadi seperti berikut ini; Fe(logam) + CO(gas) FeC(lapisan keras) + O2. Proses inilah

yang menyebabkan kekerasan di permukaan baja menjadi lebih tinggi.

Struktur apa yang terbentuk dari proses Carburizing??

- Struktur yang terbentuk adalah tetap Martensit (seperti hasil quench di normal

hardening), perbedaanya hanya di permukaan baja, atom Karbon akan membentuk

lapisan keras (Karbida Fe3C). Proses carburizing ini juga dinamakan dengan proses

pengerasan permukaan (Case Hardening).

Darimana sumber atom Karbon berlebih di furnace??

- Sumber Karbon di dalam furnace bisa didapatkan dari 2 jenis gas yang masuk, yaitu :

Gas Pembawa/Carrier (HYEN atau Metanol) maupun Gas Enrich (LPG). Kedua gas ini

di dalam furnace akan berubah menjadi gas CO. Gas CO ini digunakan untuk meng-

karburisasi permukaan baja. Banyaknya gas CO yang ada di dalam furnace inilah yang

menjadi dasar perhitungan menentukan %CP. Persamaan reaksi ketika karburisasi

sebagai berikut; Fe(baja) + CO(gas) FeC(lapisan keras) + O2



14

C. NITRIDING

Nitriding atau nitridisasi adalah proses pengerasan permukaan pada baja melalui

pemanasan. Kekerasan yang terjadi karena masuknya atom Nitrogen (N) di permukaan baja

membentuk lapisan nitrida (FeN). Nitridisasi ini dapat terjadi karena atmosfer furnace yang

banyak terdapat atom (N) yang berasal dari Amonia (NH3). Temperatur kerjanya di sekitar

500-550 oC.

Apa yang terjadi selama proses Nitridisasi ??

- Terjadi proses masuknya atom Nitrogen berlebih yang ada di furnace ke dalam

permukaan baja. Atom-atom nitrogen ini akan bereaksi dengan baja (Fe) untuk

membentuk lapisan nitrida Fe3-N. Proses inilah yang menyebabkan kekerasan di

permukaan baja menjadi lebih tinggi.

Baja (Fe)

C C C

C C Atom Karbon

Komponen

Ruangan

Furnace

Baja (Fe)

C

C C Endapan Karbon

(Karbida Fe3C)

C

C

C C

C

Quenching

HYEN / Metanol

LPG

C

GAS CARRIER

GAS ENRICH

Skema proses terjadinya Karburisasi pada baja



15

Struktur apa yang terbentuk??

- Struktur yang terbentuk tetap Martensit (sama seperti hasil quench di normal

hardening), bedanya di permukaan baja yang terbentuk adalah Lapisan keras Nitrida

Fe3-N.

Darimana sumber Nitrogen berlebih di furnace??

- Sumber Nitrogen di dalam furnace bisa didapatkan dari gas Amonia (NH3). Gas NH3

ini akan bereaksi melepaskan atom Nitrogen (N) yang akan berdifusi masuk kedalam

permukaan baja.

Apa saja aplikasi Nitridisasi??

- Manfaat proses nitridisasi, antara lain: meningkatkan kekerasan permukaan,

ketahanan aus dan ketahanan korosi (karat).

Apa perbedaan Carburizing (karburisasi) & Nitriding (nitridisasi)??

Proses CARBURIZING NITRIDING

Sumber atom Gas CO (LPG, Methanol, HYEN) Gas Ammonia

Apa yang terjadi Difusi Karbon (C) Difusi Nitrogen (N)

Temperatur proses 815-980 oC 500-550 oC

Jenis baja yang diproses Baja karbon rendah & medium Baja karbon rendah & medium

Karakteristik proses - Terbentuk lapisan karbida

Fe3C

- Kontrol case depth

- Kontrol gas yang baik

- Kekerasan

- Ketahanan aus

- Terbentuk lapisan nitrida

Fe3N

- Penyimpangan dimensi

rendah

- Proses berjalan lambat

- Kekerasan

- Ketahanan aus

- Ketahanan korosi



16

D. AUSTEMPERING

Austempering atau Austemper adalah salah satu proses pengerasan baja. Adapun

urutan proses pengerasan baja pada Austemper adalah di awalain dengan pemanasan baja

di temperature Austenisasi baja di dalam atmosfer normal selama waktu tertentu. Setelah

proses pemanasan, baja akan di quenching di dalam lelehan garam (molten salt) selama

beberapa waktu.

Selama baja ditahan di dalam lelehan garam, terjadilah pembentukan Struktur mikro

yang ulet, kuat dan tangguh yang disebut BAINIT. Selama di dalam garam bertemperatur

tinggi ini, baja akan mengalami seperti di tempering (proses quench-temper). Setelah waktu

tahan terlewati maka baja dapat didingingkan di temperatur ruang. Ada beberapa

perbedaan yang membedakan antara proses HT Quench-Temper dengan Austemper, mari

kita lihat tabel di bawah.

Baja (Fe)

N

Atom

Karbon

Komponen

Ruangan

Furnace

Lapisan Nitrogen

(Nitrida Fe3N)

Quenching

NH3

GAS Enrich

N N

N

N

N

N

N

N

Baja (Fe)

N N N

Skema proses terjadinya Nitridisasi pada baja

HYEN / Metanol

GAS CARRIER



17

NO. SPESIFIKASI QT AUSTEMPER

1 Hardening 850 – 900 oC 850 – 900 oC

2 Carbon potensial (CP) Normal/Carburizing Normal

3 Media quench Oli quenching Lelehan Garam

4 Temp. quench 40 – 70 oC 310 – 320 oC

5 Waktu quench Tidak ada 30 menit

6 Tempering 340 – 400 oC Tidak ada

7 Struktur mikro Martensit temper Bainit

Untuk lebih jelas, mari kita lihat pembahasan di bawah ini.

Apakah Bainit lebih baik daripada Martensit temper??

- Ya, dalam banyak hal. Struktur mikro Bainit memiliki kekuatan yang lebih baik jika

dibandingkan baja dengan struktur mikro Martensit temper. Beberapa kelebihan lain

struktur bainit dibandingkan dengan martensite temper adalah ketahanan fatik,

keuletan dan distorsi dimensi yang lebih kecil.

Kenapa pada Austemper tidak ada tempering??

- Austemper tidak ada lagi tempering karena proses ini sudah diwakili sewaktu

quenching di dalam garam dengan temperatur yang cukup tinggi & waktu quenching

yang terkontrol.

Kenapa temperatur & waktu quench di Austemper harus tinggi & lama??

- Pada saat quenching di dalam garam inilah struktur Bainit akan terbentuk. Bainit

terbentuk di range temp. 300 – 320 oC dan waktu selama ±20 – 30 menit. (Tiap Baja

berbeda-beda)

Kenapa Austemper menggunakan media quench lelehan garam??

- Temp. quenching yang digunakan di Austemper cukup tinggi (±300 oC). Sedangkan oli

quench mempunyai kelemahan yaitu tidak dapat digunakan untuk quench temperatur

tinggi. Oli quench memiliki titik bakar (flash point) dimana dia akan terbakar jika

digunakan di atas temp. tersebut (±150 oC).



18

Apa perbedaan mendasar antara QT & Austemper??

- Seperti sudah dijelaskan di atas, perbedaan kedua yang mendasar adalah media

quench yang digunakan, waktu & temperatur quench serta struktur yang dihasilkan.

Di bawah ini adalah perbedaan skema proses keduanya.

baja karbon dan teori dasar heat treatment

Documents