PERLAKUAN PANAS TEKNIK MESIN NORMALIZING

 “Heat treatment (Perlakuan Panas) Dengancara Normalizing”

  

Disusun oleh:

Nama          :         Azis Cahyono

Nim            :         5201415024

Prodi           :         PTM

Dosen         :         Dr.Heri Yudiono S.Pd.,M.T

JURUSAN TEKNIK MESIN

UNNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

(2015)

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr Wb

Dengan menyebut nama Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah serta nikmat-Nya. Hingga pada akhirnya saya dapat menyusun tugas mata kuliah Bahan teknik dengan judul  “Heat treatment (Perlakuan Panas) Dengancara Normalizing”. Penyusunan tugas ini didasarkan pada jurnal dan beberapa materi yang telah saya pelajari di buku maupun internet. Diharapkan analisa perlakuan panas ini dapat bermanfaa bagi para pembacanya , amin.

Ucapan terimakasih kepada Pak Heri Yudiono sebagai dosen pengampu yang telah memberikan pengetahuan akan mata kuliah Bahan teknik dan juga bimbingannya. Terima kasih juga kepada teman-teman fakultas teknik yang menjadi motivator sehingga saya dapat menyelesaikan tugas bahan tehnik ini . Kritik dan saran saya harapkan untuk artikel ini sebagai landasan saya untuk lebih baik kedepanya.

Bilahitaufik walhidayat wassalamualaikum Wr Wb

                                                                                             Semarang,11 Oktober 2015

(Azis cahyono)

                                DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL………………………………………………………………....i

KATA PENGANTAR..................................................................................................ii

DAFTAR ISI ..............................................................................................................iii

BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………………….......1

A.Latar Belakang .............................................................................................1

B.Perumusan Masalah .....................................................................................2

C.Tujuan ..........................................................................................................2

D.Manfaat…………..……………………………………….……….....……2

BAB II PEMBAHASAN …………………..…………………………..……………3

A.    Pengertian……………………………………………………………...…3

B.     Tujuan………………………………………………………………….....9

C.     Manfaat……...………………………………………………………...….9

D.    Proses…………………………………………………………………….10

BAB V I PENUTUP…………………...…………………………………………… 11

1.Kesimpulan ..................................................................................................11

DAFTAR PUSTAKA……………………………..…………………………………12

BAB1

PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang Masalah

Didalam perkembangan zaman sekarang, logam besi dan baja paling banyak dipakai sebagai bahan industri. Besi dan baja dipakai Dikarenakan logam besi dan baja merupakan sumber daya alam yang masih cukup banyak dijumpai, tetapi bukan hanya hal itu industri memilih bahan ini , industri memilihnya karena dimana nilai bahan besi dan baja tersebut tergolong masih relatif ekonomis dan juga yang paling penting karena sifat-sifatnya yang bervariasi, yaitu bahan tersebut mempunyai berbagai sifat dari yang paling lunak dan mudah dibuat sampai yang paling keras dan material tersebut dapat dibuat apa saja denga bentuk apapun dengan cara pengecoran. Sehingga industri sangat diuntungkan dengan adanya sifat dari material hal tersebut. 

Dalam perkembangannya kebutuhan logam besi dan baja semakin meningkat sejalan dengan berkembangannya dunia industri. khususnya untuk baja yang mempunyai kelebihan-kelebihan sifat yang lebih baik dari pada besi. Baja memang material komposit yang sangat proporsyonal untuk dijadikan bahan produktivitas didalam industri.

Tetapi bagaimanakah cara kita agar dapat membuat baja tersebut sesuai kemauan ,agar dapat mengoptimalkan kinerja suatu alat ?. mulaidari situlah mulai timbul yang dinamakan perlakuan panas. Atau suatu proses mengubah sifat logam dengan cara mengubah struktur mikro melalui proses pemanasan dan pengaturan kecepatan pendinginan dengan atau tanpa merubah komposisi kimia logam yang bersangkutan. Tujuan proses perlakuan panas untuk menghasilkan sifat-sifat logam yang diinginkan. Perubahan sifat logam akibat proses perlakuan panas dapat mencakup keseluruhan bagian dari logam atau sebagian dari logam.

Perlakuan panas mempunyai bebeapa jenis seperti pengerasan , anneling , normalizing dan tempering. Normalizing adalah salahsatu proses dari perlakuan panas yang kurang diketahui dan diperhatikan keadaanya, banyak orang yang mengangap normalizing adalah satu tahapan dengan anneling atau pelunakan baja , padahal tujuan inti dari normalizing bukanlah unuk melunakan baja.

B.   Perumusan masalah

Sesuai dengan judul dan latarbelakang diatas , maka masalah yang ada dalam topik ini adalah:

1.      Apa itu Normalizing?

2.      Apa tujuan dari proses Normalizing?

3.      Apa kelebihan dari proses Normalizing?

4.      Apa Manfa’at Normalizing?

5.      Bagaimanakah prosedur dari Normalizing?

C.   Tujuan

Tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :

1.      Dapat Mengetahui apa itu Normalizing.

2.      Dapat mengetahui tujuan dari proses Normalizing.

3.      Dapat Mengetahui Kelebihan dari proses Normalizing.

4.      Dapat Mengetahui Manfa’at proses Normalizing.

5.      Dapat mengetahui prosedur dari Normalizing.

D.   Manfaat

Memberi pengetahuan dan referensi lebih terahadap pembaca tentang nnormalizing, kelebihan dari proses dan hasil normalizing, manfaat normalizing, serta prosedur dari normalizing.

BAB III

PEMBAHASAN

A.   PENGERTIAN

Normalizing

            Normalizing sendiri adalah proses perlakuan panas terhadap baja dengan tujuan mendapatkan struktur, butiran yang halus dan seragam untuk menghilangkan tegangan dalam akibat pengerjaan dengan mesin. Normalizing juga dapat meningkatkan atau menurunkan kekuatan dan kekerasan dari baja. Normalizing juga mampu menrubah sifat mampu mesin, atau sifat bahan yang dikaitkan dengan kemampuan dibentuk melalui proses pemesinan seperti pembubutan, pengefraisan, pengeboran pengrindaan dan lain-lain. Normalizing juga bertujuan untuk menghasilkan baja yang lebih kuat dan keras diibandingkan dengan baja hasil proses full anneling, jadi aplikasi penerapan dari proses normalizing sering digunakan sebagai final treatment.

            Proses penormalan umumnya diterapkan pada baja karbon dan baja paduan rendah. Kekerasan yang akan diperoleh dari perlakuan ini tergantung pada ukuran, komposisi baja serta laju pendinginan. Tetapi ternyata Normalizing tidak dapat diterapkan pada jenis baja yang dapat dikeraskan di udara. Tetapi dalam proses normalizing menghasilkan ferit dan perit yang tadak banyak sehingga lebih halus daripada proses anneling . tetapi proses normalizing berbeda dengan tampering, tampering adalah perlakuan panas lanjutan yang dilakukan setelah proses hardening atau pengerasan, yang tujuanya berupa mengurangi ataupun menyeimbangkan  kekerasan akibat pendinginan yang cepat dan temperature yang tinggi.

            Jika kita ingin melakukan ujicoba proses normalizing , Untuk melakukanya proses normalizing suhu atau temperature harus kita atur sedemikian rupa , dan yang  biasanya kita gunakan sekitar temperature 810°C-930°C atau 30°C hingga 50°C diatas temperatur kritis , atau jika dalam fahrenheit sekitar  1490°F-1706°F.

            Berikut adalah gambar yang menunjukan temperatur dalam proses normallizing dalam drajat celcius dan fharenhait.

                Dan temperatur yang kuang tepat juga dapat membengaruhi bentuk struktur dari baja tersebut. Berikut adalah gambaran struktur yang dipengaruhi temperatur

            Normalizing pada umumnya menghasilkan struktur yang halus, sehinga baja dengan komposisi kimia yang sama akan memiliki yield strength, UTS, kekerasan, dan impact strength akan lebih tinggi dari pada hasil full annealling. Normalizing dapat juga dilakukan pada benda hasil tempa untuk menghilangkan tegangan dalam dan menghaluskan butiran kristalnya. Sehingga sifat mekanisnya menjadi lebih baik. Normalizing dapat juga menghomogenkan struktur mikro sehingga dapat memberi hasil yang bagus dalam proses hardening, sehingga ummnya sebelum dihardening baja harus di normalizing terlebih dahulu.

Proses hardening atau pengerasan baja  biasanya dilakukan dengancara celup cepat atau quenching , adalah suatu proses pemanasan logam sehingga mencapai batas austenit yang homogen. Untuk mendapatkan kehomogenan ini maka audtenit perlu waktu pemanasan yang cukup. Selanjutnya secara cepat baja tersebut dicelupkan ke dalam media pendingin, tergantung pada kecepatan pendingin yang kita inginkan untuk mencapai kekerasan baja.

Pada waktu pendinginan yang cepat pada fase austenit tidak sempat berubah menjadi ferit atau perlit karena tidak ada kesempatan bagi atom-atom karbon yang telah larut dalam austenit untuk mengadakan pergerakan difusi dan bentuk sementitoleh karena itu terjadi fase lalu yang mertensit, ini berupa fase yang sangat keras dan bergantung pada keadaan karbon. Media yang menjadi pendingin di cara quenching biasanya adalah seperti air, air garam, maupun oli.

            Pada proses normalizing , setelah dilaksanakanya proses pendinginan melalui media perantara yaitu berupa udara , proses ini akan menghasilkan perlit dan ferit. Fasa ferit adalah fasa yang terlihat berwarna terang, fasa ini mempunyai mempunyai sifat lunak. Sedangkanfasa perlit yang terlihat berwarna gelap adalah lapisan ferit dan sementit, fasa ini mempunyai sifat mampu mesin yang baik.Temperatur pemanasan austenisasi yang  semakin  tinggi (super heating) diatas garis batas akan menghasilkan pertumbuhan butir austenit yang semakin besar, sehingga pada saat pendinginan yang lambat akan menghasilkan butir ferit dan perlit yang semakin kasar. ferit dan perlit yang dihasilkan dari proses normalizing lebih halus daripada proses aneling . meski aneling adalah proses perlakuan panas dengancara melunakan , tetapi hasil perlit dan ferit dari proses ini lebih kasar daripada hasil dari normalizing.

        

            Untuk menunjang keberhasilan proses normalizing tentunya operator harus dapat membaca diagram yang digunakan untuk melakukan proses normalizing , berikut diagram serta penjelasan dari diagram tersebut

Keterangan gambar :

Dari diagram diatas dapat kita lihat bahwa pada proses    pendinginan perubahan – perubahan pada struktur kristal dan  struktur mikro sangat bergantung pada komposisi kimia.

         Pada kandungan karbon mencapai 6.67% terbentuk struktur mikro dinamakan Sementit Fe₃C (dapat dilihat pada garis vertical paling kanan).

          Sifat – sifat cementitte: sangat keras dan sangat getas

         Pada sisi kiri diagram dimana pada kandungan karbon yang sangat rendah, pada suhu kamar terbentuk struktur mikro ferit.

         Pada baja dengan kadar karbon 0.83%, struktur mikro yang terbentuk adalah Perlit, kondisi suhu dan kadar karbon ini dinamakan titik Eutectoid.

         Pada baja dengan kandungan karbon rendah sampai dengan titik eutectoid, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara ferit dan perlit.

         Pada baja dengan kandungan titik eutectoid sampai dengan 6.67%, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara perlit dan sementit.

         Pada saat pendinginan dari suhu leleh baja dengan kadar karbon rendah, akan terbentuk struktur mikro Ferit Delta lalu menjadi struktur mikro Austenit.

         Pada baja dengan kadar karbon yang lebih tinggi, suhu leleh turun dengan naiknya kadar karbon, peralihan bentuk langsung dari leleh menjadi Austenit.

Penekanan kita terletak pada Struktur mikro, garis-garis dan Kandungan Carbon.

Kandungan Carbon :

                     0,008% C   = Batas Kelarutan Maksimum Carbon pada Fernite pada temperature     kamar

                     0,025%C    = Batas Kelarutan Maksimum Carbon pada Fernite pada temperature     723 Derajat Celcius

                     0,83%C          = Titik Eutectoid

                     2%C               = Batas Kelarutan Carbon pada Besi Gamma pada temperature  1130  Derajat Celcius

                     4,3%C           = Titik Eutectic

                     0,1%C            = Batas Kelarutan Carbon pada Besi Delta pada temperature 1493  Derajat Celcius

Garis - garis :

a.       Garis Liquidus= ialah garis yang menunjukan awal dari proses pendinginan                        (pembekuan).

b.      Garis Solidus  = ialah garis yang menunjukan akhir dari proses pembekuan              (pendinginan).

c.       Garis Solvus    = ialah garis yang menunjukan batas antara fasa padat denga                       fasa padat atau solid solution dengan solid solution.

d.      Garis Acm       = garis kelarutan Carbon pada besi Gamma (Austenite)

e.       Garis A3          = garis temperature dimana terjadi perubahan Ferrit                                                                                                                                                          menjadi Autenite (Gamma) pada pemanasan.

f.       Garis A1          = garis temperature dimana terjadi perubahan Austenite                               (Gamma) menjadi Ferrit pada pendinginan.

g.      Garis A0          = Garis temperature dimana terjadi transformasi magnetic pada                   Cementid.

h.      Garis A2          = Garis temperature dimana terjadi transformasi magnetic pada                   Ferrite

B.      Tujuan dari proses normalizing ini adalah untuk

            Proses normalizing bertujuan untuk memperbaiki dan menghilangkan struktur butiran kasar dan ketidak seragaman struktur dalam baja menjadi berstrukrur yang normal kembali yang otomatis dan memperhalus butir, memperbaiki mampu mesin, menghilangkan tegangan sisa yaitu, dan memperbaiki sifat mekanik baja karbon struktural dan baja-baj paduan rendah. mengembalikan keuletan baja lagi.
Struktur butiran kasar terbentuk karena waktu pemanasan dengan temperatur tinggi atau di daerah austenit yang menyebabkan baja berstruktur butiran kasar.
Sedangkan penyebab dari ketidak seragaman struktur karena :
            – pengerjaan rol atau tempa
            – pengerjaan las atau potong las
            – temperatur pengerasan yang terlalu tinggi
            – menahan terlalu lama di daerah austenit
            – Pengepresan, penglubangan dengan punch, penarikan

C.   Manfaat dari proses normalizing ini adalah antara lain :

1. Menghilangkan struktur yang berbutir kasar yang diperoleh dari proses pengerjaan yang sebelumnya di alami oleh baja
2. Mengeliminasi struktur yang kasar yang diperoleh dari akibat pendinginan yang lambat pada proses anil
3. Menghaluskan ukuran ferit dan pearlite
4. Memodifikasi dan menghaluskan struktur cor dendritik
5. Penormalan dapat mencegah distorsi dan memperbaki mampu mesin-mesin baja paduan yang dikarburasi karen atemperatur penormalan lebih tinggi dari temperatur pengkarbonan 
6. Penormalan dapat memperbaiki sifat-sifat mekanik

Hal yang perlu dilakukan sebelum melakukan proses normalizing dilakukan :

a.       Kenali komposisi bahan

b.      kenali struktur as cast/strutur asal produk Anda,

c.       tentukan struktur akhir yang dikehendaki,

d.      pelajari geometri produk, dan

e.       menentukan teknis peletakan, kecepatan pemanasan, suhu yang akan dicapai,       waktu penahanan dan tipe pendinginan.

D.   Tahapan proses normalizing:

1.      Mempersiapkan alat dan bahan.

2.      Panaskan baja dengan temperatur 30°C-50°C diatas titik ktitis pada oven maupun pemanas.

3.      Tetap pada suhu tersebut untuk waktu yang lebih pendek untuk mencegah pertumbuhan butir.

4.      Atur waktu pembakaran ,Waktu yang telah ditentukan harus cukup sehingga suhu merata ke seluruh bagian.

5.      Dinginkan di udara ,Laju pendinginan adalah perbedaan utama antara normalizing dengan anneling.

6.      Proses normalizing selesai.

Perbandingan normalizing dengan anneling

a.       Suhu maupun temperature dari proses normalizing diatas titik kritis , tetapi dibawah suhu atau temperature dari anneling

b.      Metode pendinginan dari proses normalizing berupa udara , sedang anneling mengunakan peraantara pendingin seperti air , coolen dan lainya.

c.       Struktur butiran dari hasil normalizing lebih bagus daripada anneling.

d.      Normalizing lumayan lunak dan mempunyai kekuatan yang baik, sedang anneling memiliki tekstur yang lunak.

BAB IV

PENUTUP

1.Kesimpulan

Didalam perkembangan zaman sekarang, logam besi dan baja paling banyak dipakai sebagai bahan industri. Besi dan baja dipakai Dikarenakan logam besi dan baja merupakan sumber daya alam yang masih cukup banyak dijumpai, tetapi bukan hanya hal itu industri memilih bahan ini , industri memilihnya karena dimana nilai bahan besi dan baja tersebut tergolong masih relatif ekonomis dan juga yang paling penting karena sifat-sifatnya yang bervariasi.

Proses perlakuan panas adalah suatu proses mengubah sifat logam dengan cara mengubah struktur mikro melalui proses pemanasan dan pengaturan kecepatan pendinginan dengan atau tanpa merubah komposisi kimia logam yang bersangkutan. Tujuan proses perlakuan panas untuk menghasilkan sifat-sifat logam yang diinginkan. Perubahan sifat logam akibat proses perlakuan panas dapat mencakup keseluruhan bagian dari logam atau sebagian dari logam.

            Salahsatu dari proses perlakuan panas adalah normalizing, normalizing adalah proses perlakuan panas terhadap baja dengan tujuan mendapatkan struktur, butiran yang halus dan seragam untuk menghilangkan tegangan dalam akibat pengerjaan dengan mesin. Normalizing juga dapat meningkatkan atau menurunkan kekuatan dan kekerasan dari baja. Normalizing juga mampu menrubah sifat mampu mesin, atau sifat bahan yang dikaitkan dengan kemampuan dibentuk melalui proses pemesinan seperti pembubutan, pengefraisan, pengeboran pengrindaan dan lain-lain. Normalizing juga bertujuan untuk menghasilkan baja yang lebih kuat dan keras diibandingkan dengan baja hasil proses full anneling, jadi aplikasi penerapan dari proses normalizing sering digunakan sebagai final treatment.

            Manfaat dari perlakuan panas normalizing adalah menciptakan ferit dan perit yang tipis dan tidak bertekstur tebal , sehingga baja yang dihasilkan lebih halus , danjuga mempunyai berbagai manfaatlain seperti mengubah sifat mampu mesin .

         

                  

DAFTAR PUSTAKA

 

Ulina.2011.resume heat treeatmen. Wordpress: http://teknikmesin2011unila.blogspot.com/2012/12/resume-heat-treatment.html#0Eedc7R0bx9IrrXt.99. (25 November 2015 ,jam 17:00 WIB)

Farhan.2012.proses perlakuan panas padabaja. Wordpress: https://cyberships.wordpress.com/2012/06/02/proses-perlakuan-panas-pada-baja/

Arda.2015. Proses tempering pada logam,penemperan .wordpress :http://ardra.biz/sain-teknologi/metalurgi/perlakuan-panas-logam/proses-tempering-penemperan.(25 November 2015 ,jam 17:00 WIB)

Perlakuan Panas (Heat Treatment) Pada Baja. http://gregorius.blogdetik.com/2009/08/09/heat-treatments-annealing-tempering-quenching . 25 November 2015 (20:30 WIB)