Quenching dan Tempering: Proses Perlakuan Panas Baja dan Optimasi Kinerja
Quenching dan tempering (quenching + tempering) adalah proses perlakuan panas yang umum pada baja, biasanya digunakan untuk memperbaiki sifat baja. Tujuan utama dari quenching dan tempering adalah untuk mencapai struktur organisasi baja yang seimbang melalui proses pemanasan dan pendinginan yang tepat, sehingga meningkatkan kekuatan, kekerasan dan ketangguhannya. Proses ini biasanya mencakup langkah-langkah berikut:
- Pemanasan (Austenitisasi): Baja pertama-tama dipanaskan di atas suhu kritisnya (yaitu suhu austenitisasi), menyebabkannya berubah sepenuhnya menjadi austenit (austenit), yang merupakan struktur baja bersuhu tinggi.
- Perendaman: Baja disimpan pada suhu tinggi untuk jangka waktu tertentu untuk memastikan homogenisasi struktur. Langkah ini membantu meningkatkan pengerasan material.
- Pendinginan (Quenching): Baja didinginkan dengan cepat, menyebabkan austenit cepat berubah menjadi martensit, sehingga meningkatkan kekerasan. Pemilihan media pendingin dan pengendalian laju pendinginan sangat penting untuk keberhasilan proses quenching dan tempering.
- Tempering: Baja yang diquench dan ditempa biasanya terlalu rapuh dan keras, sehingga perlu ditempa untuk mengurangi kekerasan dan meningkatkan ketangguhan. Langkah ini melibatkan pemanasan ulang baja ke suhu yang lebih rendah, menjaganya tetap hangat selama jangka waktu tertentu, dan kemudian mendinginkannya.
Baja yang dipadamkan dan ditempa memiliki kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi dengan tetap mempertahankan tingkat ketangguhan tertentu. Hal ini membuatnya cocok untuk banyak aplikasi teknik, terutama yang memerlukan keseimbangan kekuatan dan ketangguhan. Perlu dicatat bahwa jenis baja yang berbeda dan parameter pendinginan dan temper yang berbeda (suhu, waktu, laju pendinginan, dll.) akan menghasilkan sifat yang berbeda. Oleh karena itu, ketika melakukan quenching dan tempering, rencana proses yang tepat harus dikembangkan berdasarkan komposisi paduan spesifik dan persyaratan aplikasi. Baja karbon sering digunakan tanpa perlakuan panas akhir, namun dapat dianil, dinormalisasi, dikeraskan atau ditempa untuk meningkatkan sifat manufaktur dan mekaniknya.
ss400 Baja Ringan
SSS400/Q235 adalah baja struktural rendah karbon biasa dengan kandungan karbon antara 0,12% dan 0,2%, yang setara dengan baja No. 10 dan No. 20. Secara teori dapat diquenching untuk mendapatkan martensit, namun karena karbon martensit Supersaturasinya sangat rendah, dan kekerasan setelah quenching sangat rendah, hanya sekitar 170HBS. Kekerasan baja ini dalam kondisi suplainya sekitar 144HBS (telah dinormalisasi sebelum keluar dari pabrik). Terlihat bahwa ketika diquenching dengan Q235, peningkatan kekuatan dan kekerasannya tidak terlihat jelas, dan juga harus menghadapi kerugian perlakuan panas berupa deformasi, perengkahan, oksidasi, dekarburisasi, dan biaya perlakuan panas yang cukup tidak ekonomis. ss400 Mild Steel umumnya dibeli tanpa perlakuan panas. Umumnya digunakan dalam proyek teknik yang membutuhkan baja dalam jumlah besar. Jumlahnya sangat besar. Biasanya digunakan setelah pengerolan panas. Pengerolan panas berarti normalisasi perlakuan panas. Ada beberapa alasan untuk tidak melakukan perlakuan panas:
- Kesempatan ini tidak memerlukan persyaratan mekanis yang tinggi.
- Volume komponen baja terlalu besar, dan perlakuan panas tidak praktis.
- Bahannya murah, persyaratan kualitasnya relatif rendah, dan merupakan baja karbon rendah, sehingga efek perlakuan panasnya tidak terlalu baik.
- Jika harus menggunakan Q235 untuk mengeraskannya, Anda hanya dapat melakukan karburasi, tetapi tidak hemat biaya.
Baja Karbon 1045/S45C
Baja 1045/S45C adalah baja struktural medium carbon quenched dan tempered yang umum digunakan. Plastisitas dingin baja ini rata-rata. Annealing dan normalisasi sedikit lebih baik daripada quenching dan tempering. Ia memiliki kekuatan yang lebih tinggi dan kemampuan mesin yang lebih baik. Setelah perlakuan panas yang tepat, ia dapat memperoleh tingkat ketangguhan, plastisitas, dan ketahanan aus tertentu. Sumber material nyaman. Cocok untuk pengelasan hidrogen dan pengelasan busur argon, tetapi tidak cocok untuk pengelasan gas. Pemanasan awal diperlukan sebelum pengelasan, dan anil pelepas tegangan harus dilakukan setelah pengelasan. Normalisasi dapat meningkatkan kinerja pemotongan blanko dengan kekerasan kurang dari 160HBS. Setelah perlakuan pendinginan dan temper, sifat mekanik komprehensif baja ini harus dioptimalkan dibandingkan dengan baja struktural karbon sedang lainnya. Namun kekerasan baja ini rendah. Diameter kritis yang dapat mengeras dalam air adalah 12~17mm, dan cenderung retak selama pendinginan air. Ketika diameternya lebih besar dari 80mm, sifat mekaniknya serupa setelah pendinginan dan temper atau normalisasi. Kekuatan dan ketangguhan yang lebih tinggi dapat diperoleh setelah perlakuan quenching dan tempering untuk bagian cetakan sedang dan kecil.
Aplikasi baja karbon 1045/S45C:
- Dapat digunakan sebagai salah satu bahan pembuatan kunci baji DIN 6883-1956; dapat digunakan untuk memproduksi baut kelas 8.8 dan 9.8 M16 ke bawah, baut kelas 10.9 dan M22 ke bawah, mur kelas 8, 9 dan 10, dan ring kelas 300HV , lihat JC/T 5057.40-1995 .
- Dapat digunakan untuk memproduksi baut heksagonal besar berkekuatan tinggi untuk struktur baja kelas 8,8S M20 ke bawah, mur heksagonal besar kelas 10H atau 8H, dan ring berkekuatan tinggi dengan tingkat kinerja 35~45HRC. Lihat GB/T 1231-2006.
25CrMo4/35CrMo4/42CrMo4Baja Q+T
Bahan-bahan di atas semuanya adalah baja paduan rendah karbon, mengandung unsur paduan seperti kromium dan molibdenum, dan memiliki kemampuan pengerasan yang tinggi serta tidak mudah rusak. Baja paduan 25CrMo4 memiliki kekuatan suhu tinggi yang cukup di bawah 500 derajat, kemampuan las yang sangat baik, sedikit kecenderungan untuk membentuk retakan dingin, dan kemampuan mesin yang baik serta plastisitas regangan dingin. Baja 35CrMo4 umumnya digunakan dalam keadaan dipadamkan dan ditempa atau dikarburasi dan dipadamkan. Spesifikasi perlakuan panas untuk baja ini: pendinginan pada 880 derajat, pendinginan air, pendinginan oli; temper pada 500 derajat, pendinginan air, pendinginan oli. Baja paduan 42CrMo4 digunakan untuk memproduksi pipa bertekanan tinggi dan berbagai pengencang, serta suku cadang karburasi bermutu tinggi seperti roda gigi dan poros yang bekerja pada media non-korosif dan media dengan suhu pengoperasian di bawah 250 derajat dan mengandung campuran nitrogen dan hidrogen.
