Annealing Heat Treatment: Tujuan, Proses dan Tipenya

Halo sobat Logam Ceper! Di artikel ini, kita akan membahas salah satu proses heat treatment yaitu annealing.

Heat Treatment merupakan kombinasi dari proses pemanasan dan pendinginan dengan kecepatan tertentu dengan atau tanpa mengubah komposisi logam. Proses Heat Treatment dilakukan terhadap logam atau paduan dalam keadaan padat dengan tujuan untuk memperoleh sifat-sifat tertentu.

Seperti yang sobat Logam Ceper telah ketahui, heat treatment ini memiliki beberapa macam proses, yaitu Annealing, Hardening, Tempering, Normalizing, Nitriding, dan juga Carburizing.

Apa Itu Annealing Heat Treatment?

Annealing adalah kekerasan suatu baja dengan cara memanaskan baja tersebut pada temperatur maksimum 980º Celcius (temperatur krisis), yang kemudian didinginkan secara perlahan. Contoh annealing ini dapat disimak sebagai berikut:

Bahan yang digunakan adalah baja dengan kadar karbon 1,2% ºCelcius dan susunan strukturnya adalah sementit dan juga pearlit. Setelah di annealing maka susunan pearlitnya akan sedikit kasar sehingga dapat mengurangi kekerasan baja tersebut.

Tujuan Annealing Heat Treatment

1. Dengan baja berkadar karbon tinggi, dapat dikerjakan dengan mesin atau pengerjaan dingin.
2. Memperbaiki keuletan.
3. Menurunkan atau menghilangkan ketidak homogen-an struktur.
4. Memperhalus ukuran butir.
5. Menghilangkan tegangan dalam.
6. Proses perlakuan panas untuk persiapan struktur baja.

Proses Annealing

1. Masukkan benda kerja ke dalam kotak baja yang berisi terak/pasir
2. Panaskan pada temperatur 980º C selama 1-3 jam
3. Setelah cukup, angkat kotak tersebut
4. Dinginkan benda kerja secara perlahan

Tipe-Tipe Proses Annealing Heat Treatment

1. Full Annealing

Full annealing atau disingkat dengan FA terdiri dari austenisasi dari baja yang diikuti dengan pendinginan yang lambat di dalam tungku, kemudian temperatur yang dipilih untuk austenisasi tergantung pada kandungan karbon dari baja tersebut.

Full annealing untuk baja hipeutektoid dilakukan pada temperatur austenisasi sekitar 500ºC diatas garis A3 dan mendiamkannya pada tempertur tersebut untuk jangkauan waktu tertentu, yang kemudian diikuti dengan pendinginan yang lambat diatas tungku. Kadar ketinggian disini perlu diperhatikan, karena jika kadar pendinginan lambat maka akan menyebabkan austenit mengurai menjadi perlit dan ferit. Begitu pun sebalikanya, jika pemanasan yang terlalu tinggi diatas A3 akan menyebabkan austenit tumbuh sehingga dapat merugikan sifat baja yang diproses.

2. Spheroidized Annealing

Spheroidized annealing atau dikenal dengan singkatan SA ini dilakukan dengan cara memanaskan baja diatas atau dibawah titik A1, kemudian didiamkan pada temperatur tersebut untuk jangka waktu tertentu yang kemudian diikuti dengan pendinginan yang lambat. Proses ini bertujuan agar karbida terbentuk lamelar pada perlit dan sementit sekunder berubah menjadi bulat. Selain itu, perlakuan ini juga bertujuan untuk mendeformasikan struktur seperti martensit, sorbit, trostit, dan lainnya yang merupakan hasil akhir dari proses quench.

Spheroidized ini bertujuan untuk memperbaiki mampu mesin dan mampu bentuk. Contohnya: mampu mesin baja perkakas karbon tinggi sangat baik jika strukturnya sperodisasi.

3. Isothermal Annealing

Isothermal Annealing digunakan untuk dapat melunakan baja sebelum dilakukannya proses pemesinan. Isothermal Annealing ini terdiri dari austenisasi pada temperatur anilnya ( full annealing) yang kemudian dilanjutkan dengan pendinginan yang relatif cepat sampai ke temperatur 50º- 600ºC dibawah garis A1 (menahan secara isotermal pada daerah perit). Penahanan baja pada temperatur tersebut dalam jangka waktu tertentu bisa menyebabkan timbulnya penguraian austenit yang berubah menjadi struktur yang optimal untuk dilakukan permesinan. Setelah transformasi berlangsung, baja dapat di dinginkan begitu saja.

Kekerasan yang dicapai setelah proses isotermal annealing, tergantung pada tinggi rendahnya temperatur penahanan baja dibawah A1. Jika baja setelah diaustenisasi ditahan pada temperatur sedikit dibawah A1 austenit akan mengurai perlahan lahan, sehingga diperoleh karbida yang bulat dan relatif kasar atau lamelar yang sangat dipengaruhi oleh tempelatur austenisasinya, begitupun seblaiknya.

4. Proses Homogenisasi

Proses ini dilakukan pada rentang temperatur 1.100º-12.000ºC. Proses yang berlangsung ini dapat dinamakandengan proses difusi. Proses difusi ynag terjadi pada temperatur ini akan menyamakan komposisi baja. Proses ini diterapkan pada ingot baja paduan, dimana pada saat proses pembekuan ini (setelah penuangan) memiliki struktur yang tidak homogen. Namun, hal tersbut dapat diatasi pada saat pengolahan ingot baja. Sobat logam ceper tidak perlu khawatir, jika seandainya terjadi ketidak homogen-an tersebut tidak dapat dihilangkan sepenuhnya, solusi yang perlu dilakukan yaitu dengan penerapan proses homogenisasi atau diffusional annealing.

Proses homogenisasi ini dilakukan dengan durasi yang cukup lama pada temperatur sekitar 1.150º-12.000ºC. Setelah itu, benda kerja tersebut dapat di dinginkan hingga temperatur 800º-8.500ºC,yang selanjutnya dapat di dinginkan manual menggunakan udara.

5. Intermediate Annealing

Intermediate Annealing ini dilakukan pada baja yang telah mengalami proses ”case hardening” untuk dapat dimesin. Untuk prosesnya sendiri terdiri dari penahan benda kerja pada temperatur dibawah A1 (sekitar 630º-68.00ºC) selama 4-6 jam yang diikuti dengan pendinginan yang lambat. Adapun tujuan dari proses ini hampir sama dengan proses sperodisasi, yaitu dengan memperbaiki mampu mesin.

6. Bright Annealing

Proses bright annealing dilakukan untuk menghasilkan permukaan benda kerja yang bebas dari oksidasi. Perlindungan dari oksidasi selama proses perlakuan panas biasanya dengan cara “menyelimuti” benda kerja dengan atmosfer tungku yang sesuai. Proses ini dilakukan dengan berbagai cara yang masing-masing bisa diterapkan pada material ferro atau non ferro, baik yang bentuknya kawat, strip, lembaran maupun tabung.

Oke sobat Logam Ceper, diatas tadi merupakan penjelasan dari proses annealing heat treatment. Dari sini kita jadi tahu apa itu annealing, tujuannya untuk apa, bagaimana prosesnya, dan apa saja tipe-tipenya.

Penulis: Alfina Indah Rahmawati