jf302 material technology 1 unit 8

RAWATAN HABA J3022/ 8/

1

8Unit

RAWATAN HABA KELULI KARBON BIASA

OBJEKTIF AM

Memahami proses-proses rawatan haba keluli karbon biasa.

OBJEKTIF KHUSUS

Di akhir unit ini anda dapat :

Menjelaskan maksud rawatan haba. Menerangkan tujuan rawatan haba.Menjelaskan proses-proses rawatan haba.Menerangkan jenis-jenis rawatan haba.

INPUT


PENGENALAN

Dalam unit yang lepas anda telah melihat bagaimana keluli karbon dihasilkan dan bagaimana proses aloi dilakukan untuk mendapat keluli aloi. Unit berikut ini kita akan membincangkan bagaimana keluli karbon mengalami perubahan struktur dan sifat apabila melalui proses rawatan haba. Jenis-jenis proses rawatan haba yang boleh dilakukan ke atas keluli karbon ialah :-

i. Sepuh lindap ( annealing ).ii. Sepuh lazim atau penormalan ( normalising ).

iii. Pengerasan ( hardening ).iv. Pembajaan ( tempering ).v. Perubahan atau penjelmaan sesuhu (isothermal transformations) yang

dilakukan pada "suhu yang tetap" dalam masa yang diperuntukkan. Proses ini biasanya bagi keluli aloi.

Dalam proses rawatan haba terhadap keluli karbon biasa, beberapa pusingan haba di kenakan terhadap keluli tersebut iaitu :-

i. Dipanaskan secara perlahan-lahan sehingga suhu yang ditetapkan iaitu bergantung kepada kandungan karbon.

ii. kemudiannya direndamkan atau dibiarkan pada suhu itu dalam jangkamasa yang tertentu bergantung kepada saiz komponen yang dirawat-haba.

iii. disejukkan dalam media yang dikhaskan dengan kadar yang tertentu.

Langkah-langkah tersebut merupakan satu pusingan rawatan haba dan biasanya kadar penyejukanlah yang menentukan struktur muktamad dan sifat-sifat keluli yang dihasilkan dengan syarat pemanasan yang dilakukan adalah secara perlahan dan keluli itu telah mencapai keseimbangan struktur pada suhu yang ditetapkan dalam proses tersebut.

Beberapa prinsip yang berkait rapat dengan rawatan haba perlu difahamkan sebelum membincangkan proses tersebut terhadap keluli karbon biasa.

8.1 Penghabluran Semula

2


Semasa logam dikerja-sejuk, bijian-bijian pada logam terherot dan tegasan dalaman dikenakan terhadap logam tersebut. Jika logam itu dipanaskan kepada suhu yang sesuai, penukleusan berlaku iaitu "benih-benih hablur" terbentuk pada sempadan bijian yang mengalami tegasan dalaman yang tinggi. Jika lebih banyak kerja sejuk dilakukan, tegasan dalaman semakin meningkat dan suhu penukleusan semakin turun.

Suhu yang minima di mana berlakunya pertumbuhan bijian dinamakan suhu penghabluran semula. Di atas suhu ini, tenaga kinetik atom-atom pada sisi hablur yang terherot meningkat. Atom-atom ini akan mengasingkan diri dan bergabung untuk membentuk nekleus-nukleus yang baru. Nukleus ini kemudiannya tumbuh menjadi bijian yang baru. Proses ini seterusnya berlaku sehingga semua atom-atom pada hablur yang terherot dipindahkan dan membentuk bijian yang baru berpandukan Gambarajah 8.1. Bila proses penghabluran tamat, struktur bijian yang didapati biasanya lebih halus daripada struktur bijian yang asal sebelum dikerja-sejuk seperti yang ditunjukan dalam Gambarajah 8.2 di bawah.

3

Gambarajah 8.1 : Rajah Fasa Proses Penghabluran Semula

Gambarajah 8.2 : Penghabluran semula Loyang

b) 3 saat pada suhu 580 Ca) Loyang selepas dikerja sejuk

d) 8 saat pada suhu 580Cc) 4 saat pada suhu 580 C


8.2 Proses Rawatan Haba

Rawatan haba ialah satu proses pemanasan logam ke suatu tahap suhu yang tertentu dan diikuti dengan proses penyejukan dengan kadar tertentu ini boleh ditunjukan melalui Gambarajah 8.3. Proses ini bertujuan untuk mengubah sifat mekanik logam seperti kekerasan, kekuatan dan sebagainya. Perubahan sifat mekanik ini adalah hasil daripada proses perubahan struktur mikro logam tersebut terutamanya keluli.

4


Berdasarkan Gambarajah 8.3 didapati beberapa proses boleh dilakukan ke atas keluli karbon dan pros tersebut berkait rapat dengan suhu bagi menghasilkan sifat-sifat yang dikehendaki. Rawatan haba bagi menghasilkan keadaan struktur yang seimbang seperti Sepuh Lindap (Annealing) dan Sepuh Lazim (Normalising) boleh dilakukan. Manakala untuk menghasilkan keadaan struktur yang tidak seimbang proses yang boleh dilakukan seperti Kuenc (Quenching)/Pengerasan dan Pembajaan (Tempering).

8.2.1 Sepuh Lindap (Annealing)

Sepuh lindap ditakrifkan sebagai pemanasan keluli kepada suhu yang melebihi suhu kritikal atas dan diikuti dengan proses penyejukan yang perlahan dalam ketuhar.Sepuh lindap biasanya dilakukan ke atas kepingan logam atau komponen-komponen yang telah dikerja-sejuk, tempaan dan tuangan dan bertujuan:

i. melembutkan keluli dan memperbaikkan lagi kebolehmesinannya (machinebility).

ii. menghapuskan tegasan dalaman yang dihasilkan dari rawatan terdahulu seperti gelekan (rolling), tempaan (forging) dan penyejukan yang tidak seragam.

iii. menghaluskan bijian-bijian yang kasar.

Langkah pengendalian Sepuh Lindap terdiri dari:

5

Gambarajah 8.3: Rajah Fasa Rawatan Haba Bagi Keluli


8.2.1.1 Sepuh Lindap Penuh (Full Annealing)

Tujuan proses ini ialah untuk menghapuskan keterikan yang dihasilkan dari proses tempaan dan tuangan, memperbaiki kebolehmesinan (machinability), melembut dan menghaluskan struktur hablurnya.Sepuh lindap penuh melibatkan pemanasan dan rendaman (biasanya 2 jam) bergantung kepada tebal komponen dan diikuti dengan penyejukan yang amat perlahan. Proses penyejukan dilakukan dalam relau.

Untuk keluli yang mengandungi kurang daripada 0.83 %C, pemanasan dilakukan ke suhu 25-50 oC di atas garis kritikal atas bagi keluli yang berkarbon tinggi ( > 0.83% C ), suhunya ialah 50 oC di atas garis kritikal bawah. Bentuk struktur mikro boleh dilihat pada Gambarajah 8.4

6

Pemanasan ke suhu tertentu

Pemanasan ke suhu tertentu

rendaman(soaking) secukup masa dan membiarkan perubahan berlaku

rendaman(soaking) secukup masa dan membiarkan perubahan berlaku

penyejukan dengan kadar tertentu

penyejukan dengan kadar tertentu


8.2.1.2 Sepuh Lindap Proses/Sub Kritikal

Proses ini biasanya dilakukan ke atas keluli berkarbon rendah ( kurang daripada 0.83 %C ). Pemanasan dilakukan pada suhu 650 - 700 oC selama beberapa jam untuk melembutkan keluli. Rawatan ini biasanya dilakukan ke atas aloi yang mengalami ketegasan-ketegasan teruk setelah dikerja-sejuk bagi mengembalikan kemulurannya supaya kerja-kerja sejuk yang selanjutnya dapat diteruskan. Bentuk struktur mikro pada Gambarajah 8.5.

8.2.1.3 Sepuh Lindap Pengsferaan (Spheroidising)

7

Gambarajah 8.4: Struktur Mikro 0.4% C . x 500selepas Proses Sepuh Lindap Penuh

Gambarajah 8.5: Struktur Mikro 0.15% karbon selepasSepuh Lindap Sub Kritikal 400C


Lebih kurang serupa dengan sepuh lindap penuh tetapi untuk keluli berkarbon tinggi ( > 0.83 %C ). Pemanasan dijalankan pada suhu 650 -700oC. Sepuh lindap yang dipanjangkan masanya boleh menambahkan kemuluran dan mengurangkan kekuatan disebabkan oleh perubahan bentuk sementit di dalam lapisan pearlit menjadi sfera (bola). Bentuk struktur mikro boleh dilihat pada Gambarajah 8.6.

8.2.2 Sepuh Lazim/Pernormalan (Normalising)

Proses ini hampir sama dengan proses sepuh lindap kecuali proses penyejukannya dilakukan di udara. Tujuan utama proses ini ialah untuk menghasilkan hablur yang halus bagi memperbaiki sifat-sifat mekanikal seperti kemuluran dan keliatan. Sepuh lazim sama seperti sepuh lindap penuh tetapi penyejukan dilakukan dalam udara yang tetap, dan pemanasannya pula dilakukan pada 50oC di atas garis kritikal atas untuk semua kandungan karbon.

Struktur dan sifat yang dihasilkan berubah-ubah menurut tebal logam yang dirawati. Maka adalah penting suhu dan masa dikawal/dihadkan untuk mengelakkan pertumbuhan hablur kerana hablur halus perlu diperolehi. Biasanya ini merupakan proses rawatan haba yang terakhir sebab selepas proses sepuh lazim, keluli yang diperolehi adalah lebih kuat dari sepuh lindap penuh disebabkan strukturnya yang lebih halus. Tegasan, kekuatan tegangan, titik alah dan nilai tenaga hentaman (impact) adalah lebih tinggi dari yang didapati melalui sepuh lindap penuh. Bentuk struktur mikro boleh dilihat pada Gambarajah 8.7 di sebelah.

8

Gambarajah 8.6: Struktur Mikro 0.6% karbon selepasSepuh Lindap Pengsferaan


8.2.3 Kuenc (Lindap-Kejut) - Proses Pengerasan

Anda telah memahami bagaimana proses rawatan haba boleh dilakukan ke atas bahan menyebabkan perubahan struktur mikro dan sifat mekanik bahan. Kali ini mari kita lihat pula bagaimana proses pengerasan dilakukan ke atas keluli karbon. Pengerasan adalah proses pemanasan sehingga suhu kritikal atas dan kemudian diikuti dengan proses penyejukan pada kadar yang pantas. Untuk mengeluarkan haba yang pantas boleh dilakukan dalam Air garam, Air sejuk (paip), Larutan garam, Larutan air dan minyak Minyak, atau Udara Termampat mengikut keberkesanannya.

Apabila keluli ( < 0.83 %C ) dipanaskan 10 oC di atas titik kritikal atas dan di atas garis kritikal bawah bagi keluli (> 0.83 %C ), semua ferit akan berubah menjadi austenit sebelum dilindapkejutkan di dalam media kuenc.

Apabila keluli mengalami proses penyejukan yang cepat, austenit tidak sempat berubah menjadi pearlit tetapi menghasilkan satu larutan pepejal celahan yang mempunyai kesisi 'body-centred-tetragonal' di mana atom-atom karbon terperangkap di dalamnya. Struktur yang terhasil ini dinamakan martensit. Oleh sebab kekisinya terterik dan diherot, strukturnya berbentuk seperti jarum. Ia mempunyai sifat mekanikal yang sangat keras dan rapuh. Sifat-sifat ini

9

Gambarajah 8.7: Struktur Mikro 0.45% karbon selepasSepuh Lazim/Penomalan


bergantung kepada kandungan karbon, suhu pemanasan, tempoh pemanasan, suhu permulaan penyejukan dan kadar penyejukan.

Untuk memastikan terhasilnya struktur martensit (untuk pengerasan) Gambarajah 8.8, proses penyejukan (kuenc) terhadap keluli mestilah melebihi "kadar penyejukan kritikal". Kadar ini adalah kadar terendah sekali untuk mendapatkan satu struktur martensit keseluruhannya bila lindapkejutkan dijalankan. Jika sesuatu kadar yang lebih kecil daripada ini di gunakan dalam penyejukan, sedikit pearlit halus akan terbentuk.

8.2.3.1 Pertimbangan Proses Kuenc

Dalam praktik, faktor-faktor seperti kandungan, saiz dan bentuk sesuatu komponen menentukan kadar penyejukan yang sesuai. Bahagian-bahagian besar dan tebal menyejuk lebih perlahan daripada bahagian-bahagian yang kecil dan nipis, maka permukaan kulit komponen akan terhasil martensit tetapi terasnya mungkin jadi bainitik (struktur terhasil dengan kadar penyejukan sedikit rendah daripada menghasil martensit). Walaubagaimanapun, percampuran sedikit unsur aloi seperti Nikel, Kromium atau Mangan (Mn) boleh menambah ketebalan lapisan martensite yang dihasilkan pada kulit bendakerja.

Unsur-unsur aloi ini dapat menambah kedalaman kekerasan (depth of hardening). Kejadian ini merupakan satu ciri yang penting dalam pengerasan keluli aloi supaya ia dapat dilakukan dengan proses lindap-kejut (kuenc) yang kurang deras dan bertujuan untuk mengelakkan terjadinya retak-kuenc (Quench-cracks) dan juga bentuk herotan yang selalu ditemui dalam lindap-kejut dengan air sejuk. Rekabentuk juga mempengaruhi keadaan retak-kuenc. Perubahan mengejut dalam keratan, penjuru tajam, lurah, 'notches', dan lubang empatsegi boleh mendatangkan kecacatan retak-kuenc.

10

Gambarajah 8.8: Struktur Mikro 0.45% karbon selepasSepuh Lazim/Penomalan


Untuk memperkecilkan lagi risiko herotan, bentuk selinder yang panjang harus dilindapkejut secara tegak. Keratan besar secara pinggiran dan keratan tebal mesti masuk ke dalam kukusan dahulu. Untuk mengelakkan pembentukan kecacatan `soft-spots' yang disebabkan oleh adanya gelembong wap, kukusan air itu harus dikacau dan digoncang.

Larutan Caustic Soda digunakan untuk mendapatkan kekerasan yang melampau. Bagi bentuk yang kompleks, kegunaan minyak sebagai media penyejukan akan memberi hasil/keputusan yang lebih baik. Minyak itu terdiri dari minyak galian, minyak haiwan dan minyak sayuran. Di samping kadar peniskalaan haba (heat abstraction ), takat kilat (flash point), kelikatan (viscoscity), dan kesetabilan minyak adalah penting juga dalam mempertimbangkan pemilihan dan penggunaan sesutu media (minyak) penyejukan. Takat kilat perlu diketahui untuk mencegah risiko kebakaran dan pencemaran minyak akibat pengoksidaan atau tindakbalas kimia.

8.2.4 Pembajaan (Tempering)

Proses ini bertujuan untuk melegakan keterikan dalaman yang terhasil dari pengerasan kuenc , sambil memperbaiki keliatan dan kemulurannya tetapi mengurangkan kekerasan dan kekuatannya.Proses pemanasan dilakukan sehingga ke suhu pembajaan dan dikekalkan pada suhu tersebut untuk suatu jangka masa tertentu.

Pembajaan melibatkan pemanasan semula keluli ke suhu di bawah garisan kritikal bawah dan menyebabkan perubahan rupabentuk martensit yang terhasil selepas kuenc menjadi struktur yang lebih lembut tetapi liat. Lebih tinggi suhu pembajaan digunakan, lebih hampir struktur itu menjadi struktur pearlit yang stabil dan bahan itu menjadi lebih lembut dan liat. Pembajaan mesti dilakukan selepas sahaja selesai kuenc supaya tidak terjadi retak kuenc.

Struktur menjadi TROOSTITE yang bentuknya berpepasir (granular) - satu campuran ferit halus dan sementit berwarna hitam bila dipunarkan. Jika suhu pembajaan pada 400-600 oC, struktur SORBITE akan terhasil. Kedua-dua struktur ini sebenarnya serupa dalam bentuk asalnya dan hanya berbeza dari segi saiz bijianya, dan dikenali juga sebagai Martensit Terbaja (Tempered Martensite) seperti yang ditunjukan dalam Gambarajah 8.9.

11


Suhu pembajaan perlu dikawal rapi untuk mendapat hasil yang baik. Suhu pembajaan maksima (yang dibenarkan) tidak boleh melampaui garisan kritikal bawah bagi mengelakkan dari berlakunya mendakan sementit yang membawa kesan rapuh (embrittlement).

Suhu melebihi garisan kritikal bawah juga membenarkan pertumbuhan bijian menjadi bertambah kasar yang akan menjejaskan kekuatan. Suhu yang disyorkan seperti dalam Jadual 8.10. Bagi kebanyakan keluli, penyejukan dari suhu pembajaan dilakukan samada dalam udara, atau dilindapkejut dalam minyak atau air.

Suhu pembajaan (oC) Penggunaan220 mata gergaji240 mata gerudi, mata kisar250 acuan, penebuk280 pahat

12

Gambarajah 8.9: Struktur Martensit Terbaja pada suhu 600C

Jadual 8.10: Suhu pembajaan dan penggunaan


8.1 Senaraikan EMPAT (4) proses rawatan haba yang boleh dilkukan ke atas keluli

8.2 Apakah yang ditakrifkan dengan Proses Rawatan Haba

8.3 Namakan jenis-jenis proses rawatan haba bagi keluli yang menghasilkan struktur seimbang dan struktur tidak seimbang.

8.4 Apakah yang ditakrifkan dengan Sepuh Lindap dan nyatakan tujuan mengapa proses tersebut perlu dilakukan keatas keluli.

13

AKTIVITI 8A


8.1

Jenis-jenis proses rawatan haba yang boleh dilakukan ke atas keluli karbon ialah :-

i. Sepuh lindap ( annealing ).ii. Sepuh lazim atau penormalan ( normalising ).

iii. Pengerasan ( hardening ).iv. Pembajaan ( tempering ).

8.2

Rawatan haba ialah satu proses pemanasan logam ke suatu tahap suhu yang tertentu dan diikuti dengan proses penyejukan dengan kadar tertentu

8.3

Rawatan haba bagi menghasilkan keadaan struktur yang seimbang seperti Sepuh Lindap (Annealing) dan Sepuh Lazim (Normalising) boleh dilakukan. Manakala untuk menghasilkan keadaan struktur yang tidak seimbang proses yang boleh dilakukan seperti Kuenc (Quenching)/Pengerasan dan Pembajaan (Tempering).

14

MAKLUM BALAS 8A


8.4

Sepuh Lindap (Annealing)

Sepuh lindap ditakrifkan sebagai pemanasan keluli kepada suhu yang melebihi suhu kritikal atas dan diikuti dengan proses penyejukan yang perlahan dalam ketuhar.Sepuh lindap biasanya dilakukan ke atas kepingan logam atau komponen-komponen yang telah dikerja-sejuk, tempaan dan tuangan

bertujuan:

i. melembutkan keluli dan memperbaikkan lagi kebolehmesinannya (machinebility).

ii. menghapuskan tegasan dalaman yang dihasilkan dari rawatan terdahulu seperti gelekan (rolling), tempaan (forging) dan penyejukan yang tidak seragam.

iii. menghaluskan bijian-bijian yang kasar.

8.3 Pengerasan Permukaan (Surface Hardening)

Tahukah anda pada amnya, keliatan sesuatu bahan akan berkurangan bila bertambahnya kekerasan dan kekuatanya. Terdapat banyak syarat-syarat servis di mana memerlukan satu bahan yang liat serta mempunyai kekerasan yang tinggi di permukaanya. Contohnya, komponen keluli seperti giar, aci dan sesondol. Penyelesaian pada masalah tersebut ialah dengan membentuk satu lapisan yang mempunyai kekerasan yang tinggi pada permukaan tetapi liat pada terasnya (di dalam). Proses pembentukan lapisan permukaan yang keras ini dikenali sebagai Pengerasan Permukaan dan ia boleh dilakukan dengan beberapa cara.

Pengerasan selongsong (case hardening) merupakan salah satu cara yang digunakan untuk menghasilkan satu permukaan yang keras atas keluli yang mulur. Proses ini menambahkan kandungan karbon ke dalam permukaan sesuatu keluli lembut, dan seterusnya menghasilkan dengan berkesan satu rencaman (composite) yang terdiri daripada keluli berkarbon rendah dengan kulit nipis yang berkarbon tinggi (dalamnya 0.5-0.7mm). Atom-atom karbon diresap ke dalam besi pada suhu melebihi 910oC. Ketebalan selongsong karbon yang

15

INPUT


dihasilkan adalah bergantung kepada masa dan suhu pengkarbonan. Bahagian-bahagian yang tidak dikeraskan disalut dengan kuprum atau abestos.

Dua cara utama digunakan;

a) penyusuk karbon bungkus (pack carburizing) b) penyusuk karbon gas (gas carburizing)

Dalam penyusuk karbon bungkus , komponen - komponen hendak dirawat akan dipanaskan ke suhu atas Garis Kritikal Atas dan bersentuh dengan bahan karbon seperti kayu, kayu arang, atau barium carbonate dalam bekas besi tuangan. Dalam penyusukkarbon gas, komponen-komponen dipanaskan ke suhu atas Garis Kritikal Atas dalam satu relau yang dipenuhi dengan methane atau gas-gas campuran hidrocarbon.

8.3.1 Rawatan Selepas Penyusukkarbon

Keluli yang telah melalui proses penyusuk-karbon tidaklah keras yang disangkakan. Apa yang terjadi hanyalah penambahan kandungan karbon pada bahagian luar (kulit) komponen tersebut dan pada bahagian dalamnya (teras) pula adalah seperti disepuh lindap penuh dengan struktur bijian yang kasar. Rawatan haba selanjutnya perlu dijalankan bagi mengeraskan kulit/selongsong dan seterusnya menghaluskan bijian supaya keliatan dan kekuatan yang sempurna diperolehi. Merujuk kepada rajah di atas, proses yang dijalankan ialah:

i. penghalusan (bijian) teras (core refining)ii. pengerasan permukaan/kulit (case hardening)iii. pembajaan permukaan (case tempering)

Katakan keluli yang mengandungi 0.1 %C telah mengalami proses penyusuk-karbon dan didapati pada kandungan karbon pada permu-kaan/kulit ialah 1% dan pada bahagian teras (dalam) ialah 0.3%.

8.3.1.1 Penghalusan Teras

Jika kandungan karbon pada terasnya kurang daripada 0.3%, suhu sepuh lindap yang sesuai ialah 8700C. Setelah memanaskan komponen itu pada suhu tadi, ianya dilindapkejutkan dengan air bagi memastikan struktur bijian yang halus diperolehi dengan itu keliatan yang sesuai dihasilkan. Suhu 870oC adalah sesuai untuk teras, tetapi tidak sesuai untuk kulit. (rujuk Gambarajah 8.3 )

16


8.3.1.2 Pengerasan Permukaan/Kulit

Kandungan karbon pada kulit adalah 1.0% maka suhu yang sesuai untuk proses pengerasan ialah 760oC. Komponen tadi dipanaskan semula ke suhu 760oC dan kemudiannya dilindapkejutkan. Suhu ini tidak sesuai bagi pertumbuhan hablur pada teras, tetapi pemanasan di antara 650-750oC hendaklah dipercepatkan dan rendaman pada suhu ini haruslah dielakkan.

8.3.1.3 Pembajaan Permukaan

Pembajaan permukaan dilakukan pada suhu 200oC untuk melega-kan tegasan dalaman yang dihasilkan semasa melindapkejutkan komponen itu.

8.3.2 Penitridaan (Nitriding)

Proses ini dilakukan untuk memberikan satu salutan yang keras dan boleh merintang kehausan kepada komponen yang dibuat daripada keluli aloi. Nitrogen diresapkan ke dalam permukaan logam untuk membentuk nitrid. Kejadian ini dicapai dengan memanaskan komponen dalam atmosfera gas ammonia pada suhu 500 - 600 oC melebihi 40 jam. Pada suhu ini, ammonia akan berpecah dan atom nitrogen diresap dengan cepat ke dalam keluli. Permukaan yang tidak dikeraskan ditutup dengan saduran nikel. Proses ini tidak sesuai untuk keluli karbon biasa sebab nitrid besi yang dihasilkan adalah kurang stabil dan sangat rapuh. Keluli aloi yang biasa digunakan ialah keluli yang mengandungi kromium dan aluminium. Nitrid yang dihasilkan adalah lebih stabil dan kuat daripada nitrid besi. Keluli aloi yang digunakan juga mengandungi sedikit molibdenum (Mo) bagi mempertingkatkan lagi keliatan pada teras komponen. Keluli yang selalu digunakan mengandungi peratus elemen aloi seperti 3% Cr, 0.5% Mo, dan 1.5% Cr, 1% Al, 0.25% Mo.Contoh-contoh komponen yang dinitridkan ialah blok acuan, aci pam, acuan percetakan, gandar dan gelendong brek (brake drum).

8.3.2.1 Antara kelebihan-kelebihanya ialah:

i. Retakan dan erotan dapat dihapuskan sebab tiada proses kuenc terlibat.

ii. Rintangan hakisan bertambah.iii. Kekerasan yang dihasil boleh dikekalkan sehingga suhu

500oC berbanding 220oC yang dikeraskan dengan cara pengerasan selongsong.

iv. Nilai kekerasan komponen dapat ditingkatkan sehingga 1100 HV.

17


v. Proses ini adalah sesuai untuk merawat bilangan komponen yang banyak supaya kos pemprosesan boleh diturunkan.

8.3.2.2 Kelemahan-kelemahannya ialah:

i) Kos kapital bagi loji adalah tinggi.ii) Keluli aloi yang diperlukan dalam proses ini mempunyai

kos yang tinggi.iii) Proses ini mengambil masa yang lama dan memerlukan

kawalan yang rapi. Sebagai contoh, untuk ketebalan 0.2mm, rendaman pada suhu 500oC dijalankan selama 36 jam.

8.5 Senaraikan TIGA (3) rawatan yang boleh dilakuka selepas penyusukkarbon

8.6 Apakah yang di maksudkan dengan Pengerasan Selongsong (case hardening).

8.7 Terangkan secara ringkas tujuan pengerasan selongsong dijalangkan ke atas keluli.

8.8 Senaraikan TIGA (3) kelebihan dan TIGA (3) kelemahan Proses Penitridaan (Nitriding) yang dijalankan ke atas keluli.

18

AKTIVITI 8B

Ini mesti banyak buat rujukan baru lekas dapat kawan..

Ini mesti banyak buat rujukan baru lekas dapat kawan..


8.5

i. penghalusan (bijian) teras (core refining)ii. pengerasan permukaan/kulit (case hardening)iii. pembajaan permukaan (case tempering)

8.6

Pengerasan selongsong (case hardening) merupakan salah satu cara yang digunakan untuk menghasilkan satu permukaan yang keras atas keluli yang mulur

8.7

Tujuan proses ini untuk menambahkan kandungan karbon ke dalam permukaan sesuatu keluli lembut, dan seterusnya menghasilkan dengan berkesan satu rencaman (composite) yang terdiri daripada keluli berkarbon rendah dengan kulit nipis yang berkarbon tinggi (dalamnya 0.5-0.7mm). Atom-atom karbon diresap ke dalam besi pada suhu melebihi 910 oC. Ketebalan selongsong karbon yang dihasilkan adalah bergantung kepada masa dan suhu pengkarbonan. Bahagian-bahagian yang tidak dikeraskan disalut dengan kuprum atau abestos

8.8

Antara kelebihan-kelebihanya ialah:

i. Retakan dan erotan dapat dihapuskan sebab tiada proses kuenc terlibat.ii. Rintangan hakisan bertambah.

iii. Kekerasan yang dihasil boleh dikekalkan sehingga suhu 500oC berbanding 220oC yang dikeraskan dengan cara pengerasan selongsong.

iv. Nilai kekerasan komponen dapat ditingkatkan sehingga 1100 HV.

Kelemahan-kelemahannya ialah:

i. Kos kapital bagi loji adalah tinggi.ii. Keluli aloi yang diperlukan dalam proses ini mempunyai kos yang tinggi.iii. Proses ini mengambil masa yang lama dan memerlukan

kawalan yang rapi.

19

MAKLUM BALAS 8B


1) Apakah yang dimaksudkan dengan Proses Rawatan Haba Keluli .

2) Berikan DUA (2) jenis rawatan untuk menghasilkan struktur berikut :-

a. Seimbangb. Tak seimbang

3) Apakah tujuan utama proses Pengerasan kulit dilakukan ke atas sesuatu logam.

4) Jelasan secara ringkas DUA (2) proses Rawatan Haba yang di Sepuh Lindapkan.

i. Penormalan.ii. Pembajaan.

5) Berikan tujuan proses Sepuh Lindap Penuh dan terangkan bagaimana proses ini dijalankan.

6) Berikan tujuan utama pengerasan permukaan keluli dijalankan.

20

PENILAIAN KENDIRIPENILAIAN KENDIRI

ANDA PERLU BANYAK MEMAHAMI KONSEP BUKAN MENGHAFAL SEBELUM MENJAWAB SOALAN KENDIRI INI JIKA

PERLU BUAT RUJUKAN DENGAN PENGSYARAH ANDA …. SELAMAT MENCUBA.


1. Rawatan haba ialah satu proses pemanasan logam ke suatu tahap suhu yang tertentu dan diikuti dengan proses penyejukan dengan kadar tertentu

2. Rawatan haba bagi menghasilkan keadaan struktur yang seimbang seperti

i) Sepuh Lindap (Annealing) ii) Sepuh Lazim (Normalising)

Rawatan untuk menghasilkan keadaan struktur yang tidak seimbang

i) Kuenc (Quenching)/Pengerasanii) Pembajaan (Tempering).

3. Pengerasan kulit dilakukan supaya kita dapat kekerasan hanya berlaku di bahagian kulit atau permukaan luar logam sahaja ini boleh berlaku dengan pemanasan semula yang dilakukan dalam tempoh terhad kemudian di kuenc.

4. i) Sepuh Lazim/Pernormalan (Normalising)

Proses ini hampir sama dengan proses sepuh lindap kecuali proses penyejukannya dilakukan di udara. Tujuan utama proses ini ialah untuk menghasilkan hablur yang halus bagi memperbaiki sifat-sifat mekanikal seperti kemuluran dan keliatan. Sepuh lazim sama seperti sepuh lindap penuh tetapi penyejukan dilakukan dalam udara yang tetap, dan pemanasannya pula dilakukan pada 50oC di atas garis kritikal atas untuk semua kandungan karbon. Struktur dan sifat yang dihasilkan berubah-ubah menurut tebal logam yang dirawati. Suhu dan masa dikawal/dihadkan untuk mengelakkan pertumbuhan hablur kerana hablur halus perlu diperolehi. Keluli yang diperolehi adalah lebih kuat dari sepuh lindap penuh disebabkan strukturnya yang lebih halus. Tegasan, kekuatan tegangan.

21

MAKLUM BALASMAKLUM BALAS


ii) Pembajaan (Tempering)

Proses ini bertujuan untuk melegakan keterikan dalaman yang terhasil dari pengerasan kuenc, tujuan untuk memperbaiki keliatan dan kemulurannya serta mengurangkan kekerasan dan kekuatannya. Pembajaan melibatkan pemanasan semula keluli ke suhu di bawah garisan kritikal bawah dan menyebabkan perubahan rupa bentuk martensit yang terhasil selepas kuenc menjadi struktur yang lebih lembut tetapi liat. Lebih tinggi suhu pembajaan digunakan, lebih hampir struktur pearlit yang stabil dan bahan itu menjadi lebih lembut dan liat. Pembajaan mesti dilakukan selepas sahaja selesai kuenc supaya tidak terjadi retak kuenc.

5.Tujuan Proses Sepoh Lindap Penuh.

Tujuan proses ini ialah untuk menghapuskan keterikan yang dihasilkan dari proses tempaan dan tuangan, memperbaiki kebolehmesinan (machinability), melembut dan menghaluskan struktur hablurnya.

Kaedah dijalankan

Sepuh lindap penuh melibatkan pemanasan dan rendaman (biasanya 2 jam) bergantung kepada tebal komponen dan diikuti dengan penyejukan yang amat perlahan. Proses penyejukan dilakukan dalam relau. Untuk keluli yang mengandungi kurang daripada 0.83 %C, pemanasan dilakukan ke suhu 25-50 oC di atas garis kritikal atas bagi keluli yang berkarbon tinggi ( > 0.83% C ), suhunya ialah 50 oC di atas garis kritikal bawah.

6. Tujuan utama pengerasan permukaan

i) untuk meningkatkan sifat-sifat mekanikal bahan ii) untuk menambah kualiti atau mutu sesuatu bahaniii) untuk mengubah struktur mikro yang kasar kepada lebih halusiv) supaya disesuaikan dengan kegunaan dan perhidmatan.

22

BERJAYA !!!SAYA PERLU MENDALAMI UNIT BERIKUTNYA

APAKAH TAJUK BERIKUTNYA ?

jf302 material technology 1 unit 8

Documents