TRANSFORMASI FASA
Perlakuan panas adalah suatu operasi yang penting dalam proses
fabrikasi akhir suatu komponen dalam kebanyakan komponen teknik.
Hanya dengan perlakuan panas akan diperoleh sifat mekanik yang
tinggi pada komponen baja atau perkakas sehingga usia pakai
komponen maupun perkakas tersebut akan lebih lama. Perlakuan panas
didefinisikan sebagai usaha mengubah sifat mekanik suatu material
(baja) sehingga akan sesuai dengan performansi design yang
diharapkan, dengan cara melakukan pemanasan pada temperatur
tertentu, menahanya selama waktu tertentu kemudian mendinginkan
dengan kecepatan tertentu.
Proses ini sangat dipengaruhi oleh kondisi awal material seperti
komposisi kimia serta struktur mikro. Suatu baja atau paduan meski
memiliki komposisi kimia yang sama, namun struktur mikronya berbeda
maka sifat mekaniknya pun akan berbeda yang semua ini dipengaruhi
oleh proses perlakuan panas yang dialami oleh material
tersebut.
Proses pemanasan biasanya dilakukan sampai temperatur austenit
dimana austenit merupakan fasa yang tidak stabil sehingga akan
mengalami transformasi selama proses pendinginan, pemberian waktu
tahan (holding time) bertujuan untuk memberikan kesempatan
atom-atom untuk berdifusi sehingga menghomogenkan austenit.
Pendinginan akan menyebabkan austenit bertransformasi dan
strukturmikro yang terbentuk akan sangat tergantung dari laju
pendinginan.
Jadi ada tiga hal yang penting dalam proses perlakuan panas
baja, yaitu:
1. Transformasi fasa selama pemanasan2. Pengaruh laju
pendinginan pada perubahan struktur mikro selama pendinginan.3.
Pengaruh kadar karbon dan elemen paduan.
Besi dikenal sebagai satu logam yang memiliki sifat allotropi,
memilki bentuk kisi (lattice) yang berbeda, besi memiliki tiga
macam modifikasi allotropik. Pada Gambar 1. menunjukan kurva
pendinginan besi murni cair yang mengalami pendinginan.,dimana besi
jika didinginkan akan mulai membeku pada 1535 0C menjadi besi delta
(dengan struktur BCC. Pada 1400 0C akan mengalami transformasi
menjadi besi gamma () struktur FCC. Besi gama ini tetap stabil
sampai temperatur 910 0C, dimana terjadi transformasi lagi menjadi
besi alpha non magnetic (yang berstruktur BCC.
Pada pendinginan selanjutnya sudah tidak ada lagi perubahan
transformasi fase. Pada 7680C terjadi perubahan menjadi besi alpha
non magnetic menjadi alpha magnetic, tetapi tidak terjadi perubahan
struktur kristal , tidak terjadi perubahan.
Setiap proses transformasi selalu mengalami penghentian
penurunan temperature yang ditandai oleh garis mendatar, yang
menunjukan proses berlangsung secara isothermal.Tiap bentuk
allotropic besi mempunyai kemampuan melarutkan karbon yang berbeda
beda.
1. Besi delta (mampu melarutkan karbon sampai maksimum + 0,10%
pada +1500 0C2. Besi gamma () mampu melarutkan karbon sampai
maksimum + 2,0% pada +1130 0C3. Besi alpha (mampu melarutkan karbon
sampai maksimum + 0,025% pada +723 0CUntuk mempelajari laku panas
pada baja maka terlebih dahulu harus mempelajari proses
transformasi baja selama pemanasan maupun pendinginan .Gambar 2,
menunjukan diagram Fe C dari baja karbon pada berbagai komposisi,
serta hubunganya terhadap perubahan fasa selama pemanasan maupun
pendinginan lambat. Hal ini penting karena dapat dilakukan untuk
memprediksi struktur mikro apa yang terbentuk selama proses
pemanasan dan pendinginan.
