Transformasi Fase Pada Saat Pendinginan

2.1.            asi  Fase  Pada  Saat  Pendinginan

Dalam  suatu  proses  perlakuan  panas,  setelah  pemanasan  mencapai  temperatur  yang  ditentukan  dan  diberi  waktu  penahanan  panas  (Holding  time)  secukupnya  maka  dilakukan  pendinginan  dengan  laju  tertentu.  Struktur  mikro  yang  terjadi  setelah  pendinginan  akan  tergantung  pada  laju  pendinginan.  Karena  sifat  mekanik  dari  baja  setelah  akhir  suatu  proses  perlakuan  panas  akan  ditentukan  oleh  laju  pendinginan.

Transformasi  austenit  pada  pendinginan  memegang  peranan  penting  terhadap  sifat  dari  baja  karbon.  Austenit  dari  baja  hypoutektoid  bila  didinginkan  secara  lambat  pada  temperatur  A₃  mulai  membentuk  inti  kristal  austenit.  Transformasi  ini  terjadi  karena  perubahan  allotropik  dari  besi  gamma  (austenit)  ke  alpha  (ferrit).  Karena  ferit  hanya  dapat  melarutkan  karbon  dalam  jumlah  yang  sangat  kecil  maka  kandungan  karbon  dalam  austenit  akan  semakin  besar  bila  ferit  yang  tumbuh  banyak  (dengan  makin  turunnya  temperatur).  Besarnya  kandungan  karbon  dalam  temperatur  kritis  A₃,  sehingga  pada  saat  temperatur  mencapai  temperatur  kritis  A₁,  komposisi  austenit  sama  dengan  komposisi  eutektoid  dan  pada  waktu  itu  austenit  berdeformasi  menjadi  perlit.

Tumbuhnya  perlit  diawali  dengan  tumbuhnya  inti  sementit  pada  batas  butir  austenit.  Untuk  tumbuhnya  sementit  diperlukan  sejumlah  besar  karbon  yang  akan  diperoleh  dari  austenit  sekitarnya. Sehingga  austenit  disekitar  sementit  miskin  karbon  dan  menjadi  ferit.  Perpindahan  atom  ini  berlangsung  secara  difusi,  oleh  karena  itu  memerlukan  waktu  yang  cukup.

Pada  proses  case  hardening  bila  austenit  didinginkan  secara  cepat,  maka  transformasi  sementit  (karbida  besi)  tidak  terjadi  dan  produk  transformasi  austenit  akan  berubah  menjadi  fasa  baru  yang  dikenal  sebagai  bainit  dan  martensit.  Bainit  terbentuk  bila  austenit  didinginkan  dengan  cepat  hingga  mencapai  temperatur  tertentu.  Transformasi  bainit  ini  disebabkan  sebagian  karena  proses  difusi  dan  sebagaian  lagi  karena  proses  tanpa  difusi.

Martensit  dapat  terjadi  bila  austenit  didinginkan  cepat  sekali  hingga  temperatur  dibawah  temperatur  pembentukan  bainit.  Martensit  terbentuk  karena  transformasi  tanpa  difusi.  Keadaan  ini  menimbulkan  distorsi  dan  kekerasan  yang  terjadi  sangat  tergantung  pada  kadar  karbon.