Pertama, regangan pendinginan memiliki perubahan dimensi dan perubahan bentuk.
Regangan pendinginan (distorsi) memiliki dua jenis: perubahan dimensi dan perubahan bentuk (deformasi). Yang disebut perubahan dimensi adalah perubahan dimensi yang disebabkan oleh pemuaian atau penyusutan akibat perubahan fasa selama pendinginan, terutama mengacu pada deformasi serupa seperti pemanjangan, pemendekan, penebalan, dan penipisan. Deformasi terutama disebabkan oleh penurunan akibat berat mati bagian-bagian dan distorsi bentuk yang disebabkan oleh tegangan, seperti deformasi yang tidak serupa seperti pembengkokan, pembengkokan, dan puntiran. Tentu saja, jika ukurannya berubah, bentuknya juga berubah, sehingga seringkali terjadi kebingungan apakah itu perubahan dimensi atau deformasi, dan perubahan dimensi dan deformasi seringkali tumpang tindih. Paling tepat untuk mengungkapkannya secara kiasan menggunakan regangan pendinginan. Definisi regangan pendinginan dalam metalurgi adalah keadaan di mana jumlah tegangan yang dihasilkan oleh bagian-bagian setelah perlakuan panas cenderung nol.
Kemunculan regangan pendinginan melibatkan tiga tahap:
① Pemanasan (berdasarkan penghilangan stres internal);
② Isolasi (melorot karena berat sendiri, yaitu melengkung ke bawah);
③ Pendinginan (berdasarkan pendinginan tidak merata dan transformasi fasa). Ketiga tahapan ini saling tumpang tindih dan pada akhirnya menyebabkan regangan pendinginan pada komponen.
Kedua, 6 pertanyaan tentang perubahan dimensi.
1. Apa penyebab perubahan dimensi? Biasanya perubahan dimensi disebabkan oleh perubahan struktur, yaitu pemuaian dan penyusutan yang disebabkan oleh transformasi fasa. Pemuaian terjadi ketika pendinginan menghasilkan martensit, sedangkan penyusutan terjadi ketika austenit sisa terbentuk, dan besarnya penyusutan berbanding lurus dengan jumlah austenit sisa. Saat temper, umumnya terjadi penyusutan, dan baja paduan yang telah di-temper dan dikeraskan beberapa kali akan mengalami pemuaian. Selain itu, ketika dilakukan perlakuan dingin, martensit dari austenit sisa akan memuai, menyebabkan perubahan dimensi. Volume spesifik dari struktur-struktur ini meningkat seiring dengan peningkatan kandungan karbon. Semakin tinggi kandungan karbon, semakin besar perubahan dimensinya.
2. Perubahan material dan dimensi: Perubahan dimensi (regangan pendinginan) yang disebabkan oleh pendinginan bervariasi tergantung pada material baja. P, Mo, Cr, C, dan Mn memiliki pengaruh besar terhadap perubahan dimensi, sedangkan Si dan Ni memiliki pengaruh kecil terhadap perubahan dimensi. Baja pengukur dan baja perkakas potong SKS3 dan SKS31 (baja perkakas W-Cr-Mn) adalah baja dengan deformasi pendinginan kecil dan bahkan disebut baja yang tidak mengalami regangan pendinginan. Kedua, garis aliran plastis baja memiliki pengaruh besar terhadap perubahan dimensi pendinginan. Sepanjang arah garis aliran plastis, yaitu, dalam arah memanjang, perubahan dimensinya besar; dalam arah tegak lurus terhadap arah memanjang, yaitu, dalam arah melintang, perubahan dimensinya kecil. Oleh karena itu, ketika memilih material, perlu memperhatikan konsistensi arah garis aliran plastis. Selain itu, segregasi linier karbida juga memengaruhi perubahan dimensi.
3. Pendinginan dan perubahan dimensi
(1) Perubahan dimensi yang hanya disebabkan oleh perubahan struktur organisasi: Ketika bagian baja dipadamkan, berbagai perubahan struktur organisasi terjadi. Perubahan struktur organisasi ini menyebabkan perubahan dimensi. Ketika struktur austenit berubah menjadi struktur martensit (pendinginan sempurna), perubahan dimensi (ekspansi) bagian tersebut adalah yang terbesar; ketika struktur austenit berubah menjadi struktur bainit, perubahan dimensinya sekitar 1/3 dari yang di atas; ketika berubah menjadi struktur perlit (anil), perubahan dimensinya sekitar 1/4 dari yang di atas. Selain itu, ekspansi yang disebabkan oleh martensit meningkat seiring dengan peningkatan kandungan karbon dalam baja.
(2) Pengaruh austenit sisa: Karena efek pendinginan, meskipun sejumlah kecil austenit tersisa, perubahan dimensi yang disebabkan oleh pemuaian akan berkurang. Oleh karena itu, keberadaan sejumlah kecil austenit sisa menyebabkan pengurangan perubahan dimensi. Namun, keberadaan austenit sisa akan mengurangi kekerasan pendinginan dan akan menyebabkan deformasi penuaan ketika ditempatkan pada suhu ruang.
(3) Pengaruh karbida yang tidak larut: Selama pemanasan pendinginan, semakin sedikit karbida yang larut dalam austenit; dengan kata lain, semakin banyak karbida yang tertahan, semakin kecil perubahan dimensinya. Perubahan morfologi dan jenis karbida yang tertahan itu sendiri tidak menyebabkan perubahan volume, sehingga tidak ada hubungannya dengan perubahan dimensi.
(4) Pengaruh perlakuan dingin: Ketika dilakukan perlakuan dingin, jumlah austenit yang tertahan berkurang, dan jumlah martensit meningkat, sehingga terjadi perubahan dimensi yang ekspansif.
4. Proses pengerasan dan perubahan dimensi
(1) Dekomposisi martensit: Dekomposisi martensit yang disebabkan oleh temper merupakan penyebab perubahan dimensi penyusutan. Besarnya perubahan dimensi bervariasi dengan kandungan karbon martensit. Semakin tinggi kandungan karbon martensit, semakin besar perubahan dimensinya. Namun, jika keadaan sebelum pendinginan dijadikan patokan, perubahan dimensi komprehensif setelah pendinginan dan temper pada akhirnya tetap bersifat ekspansif.
(2) Pengaruh karbida yang tidak larut: Jika terdapat karbida yang tidak larut, maka kandungan karbon austenit berkurang, dan karbida itu sendiri tidak mempengaruhi perubahan dimensi, sehingga perubahan dimensi pada tahap pertama temper (temper di bawah 200) adalah penyusutan.
(3) Pengaruh austenit yang tertahan: Jika terdapat austenit yang tertahan, perubahan dimensi yang disebabkan oleh tempering akan kecil; ketika suhu tempering di atas 200℃, austenit yang tertahan berubah menjadi bainit, menyebabkan perubahan dimensi akibat ekspansi. Oleh karena itu, pada tahap awal tempering (di bawah 200°C), austenit yang tertahan menyebabkan ukuran menyusut. Di atas suhu ini, suhu tempering dinaikkan, dan dekomposisi austenit yang tertahan akan menyebabkan perubahan ukuran akibat ekspansi.
5. Perubahan ukuran baja paduan
Karbida dalam baja paduan sering melarutkan unsur-unsur khusus, tetapi volume spesifiknya dapat dikatakan hampir tidak berubah. Oleh karena itu, metode untuk mengolah baja paduan sama dengan metode di atas. Hanya saja jumlah austenit yang tertahan bervariasi sesuai dengan jenis dan jumlah unsur paduan: dan jumlah karbida juga bervariasi. Oleh karena itu, perubahan ukuran harus dipertimbangkan.
6. Cara mengurangi perubahan ukuran
Perubahan ukuran disebabkan oleh perubahan struktur setelah pendinginan atau penemperan. Oleh karena itu, perubahan ukuran tidak mungkin dihilangkan sepenuhnya. Perubahan ukuran hanya dapat dikurangi dengan metode perlakuan panas:
(1) Ekspansi disebabkan oleh martensit: Kontraksi disebabkan oleh austenit yang tertahan, sehingga jumlah martensit dan kandungan karbon yang terlarut dalam martensit harus dikurangi, dan jumlah austenit yang tertahan harus ditingkatkan. Namun, perlu diperhatikan bahwa peningkatan austenit yang tertahan akan menyebabkan deformasi penuaan.
(2) Meningkatkan jumlah karbida yang tidak larut (karbida residu). (3) Menggunakan struktur lain selain martensit untuk mengeraskan baja, dan bainit adalah yang terbaik. Baja dengan 50% bainit dan 50% martensit keras dan memiliki perubahan dimensi yang kecil, sehingga mudah untuk mengontrol ukurannya.
(4) Tempering harus dilakukan.
Waktu posting: 05 November 2024