Pertama, regangan pendinginan mengalami perubahan dimensi dan bentuk.
Regangan pendinginan (distorsi) memiliki dua jenis: perubahan dimensi dan perubahan bentuk (deformasi). Yang disebut perubahan dimensi adalah perubahan dimensi yang disebabkan oleh ekspansi atau kontraksi yang disebabkan oleh perubahan fase selama pendinginan, terutama mengacu pada deformasi serupa seperti pemanjangan, pemendekan, penebalan, dan penipisan. Deformasi terutama disebabkan oleh kendur yang disebabkan oleh berat mati bagian-bagian dan distorsi bentuk yang disebabkan oleh tegangan, seperti deformasi yang tidak serupa seperti melengkung, menekuk, dan memutar. Tentu saja, jika ukurannya berubah, bentuknya juga berubah, sehingga sering terjadi kebingungan tentang apakah itu perubahan dimensi atau deformasi, dan perubahan dimensi dan deformasi sering tumpang tindih. Paling tepat untuk mengekspresikannya 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.
Munculnya ketegangan pendinginan melibatkan tiga tahap:
① Pemanasan (berdasarkan penghapusan tekanan internal);
② Isolasi (menurun karena berat sendiri, yaitu menurunnya lengkungan);
3. Pendinginan (berdasarkan pendinginan yang tidak merata dan transformasi fasa). Ketiga tahap 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 organisasi, yaitu ekspansi dan kontraksi akibat transformasi fasa. Ekspansi terjadi ketika pendinginan menghasilkan martensit, sementara kontraksi terjadi ketika austenit sisa terbentuk, dan besarnya kontraksi sebanding dengan jumlah austenit sisa. Saat temper, umumnya kontraksi terjadi, dan baja paduan yang telah ditempa dan dikeraskan berulang kali mengalami ekspansi. Selain itu, ketika perlakuan dingin dilakukan, martensit dari austenit sisa mengembang, menyebabkan perubahan dimensi. Volume spesifik organisasi ini meningkat seiring dengan peningkatan kandungan karbon. Semakin tinggi kandungan karbon, semakin besar perubahan dimensinya.
2. Material dan perubahan dimensi: Perubahan dimensi (regangan pendinginan) yang disebabkan oleh pendinginan bervariasi dengan material baja. P, Mo, Cr, C, dan Mn memiliki pengaruh besar pada perubahan dimensi, sementara Si dan Ni memiliki pengaruh kecil pada 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 plastik baja memiliki pengaruh besar pada perubahan dimensi pendinginan. Sepanjang arah garis aliran plastik, yaitu, dalam arah memanjang, perubahan dimensi besar; dalam arah tegak lurus terhadap arah memanjang, yaitu, dalam arah melintang, perubahan dimensi kecil. Oleh karena itu, ketika mengambil material, perlu memperhatikan konsistensi arah garis aliran plastik. Selain itu, segregasi linier karbida juga memengaruhi perubahan dimensi.
3. Pendinginan dan perubahan dimensi
(1) Perubahan dimensi yang hanya disebabkan oleh perubahan organisasi: Ketika komponen baja di-quenching, berbagai perubahan organisasi terjadi. Perubahan organisasi ini menyebabkan perubahan dimensi. Ketika struktur austenit bertransformasi menjadi struktur martensit (quenching sempurna), perubahan dimensi (ekspansi) komponen paling besar; ketika struktur austenit bertransformasi menjadi struktur bainit, perubahan dimensinya sekitar 1/3 dari yang di atas; ketika bertransformasi 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 tertahan: Akibat efek pendinginan, meskipun hanya sedikit austenit yang tersisa, perubahan dimensi akibat ekspansi akan berkurang. Oleh karena itu, keberadaan austenit tertahan dalam jumlah kecil menyebabkan penurunan perubahan dimensi. Namun, keberadaan austenit tertahan akan mengurangi kekerasan pendinginan dan menyebabkan deformasi penuaan ketika ditempatkan pada suhu ruang.
(3) Pengaruh karbida tak terlarut: Selama pemanasan pendinginan, semakin sedikit karbida yang terlarut dalam austenit; dengan kata lain, semakin banyak karbida yang tertahan, semakin kecil perubahan dimensinya. Perubahan morfologi dan jenis karbida tertahan itu sendiri tidak menyebabkan perubahan volume, sehingga tidak ada hubungannya dengan perubahan dimensi.
(4) Pengaruh perlakuan dingin: Pada saat dilakukan perlakuan dingin, jumlah austenit tertahan berkurang, dan jumlah martensit bertambah, sehingga terjadi perubahan dimensi ekspansif.
4. Tempering dan perubahan dimensi
(1) Dekomposisi martensit: Dekomposisi martensit akibat tempering merupakan penyebab perubahan dimensi penyusutan. Besarnya perubahan dimensi bervariasi tergantung pada kandungan karbon martensit. Semakin tinggi kandungan karbon martensit, semakin besar pula perubahan dimensinya. Namun, jika keadaan sebelum pendinginan dijadikan patokan, perubahan dimensi komprehensif setelah pendinginan dan tempering pada akhirnya tetap bersifat ekspansif.
(2) Pengaruh karbida tak terlarut: Jika terdapat karbida tak terlarut, maka kandungan karbon austenit akan berkurang, dan karbida itu sendiri tidak mempengaruhi perubahan dimensi, sehingga perubahan dimensi pada tahap pertama tempering (tempering dibawah 200) adalah penyusutan.
(3) Pengaruh austenit tertahan: Jika terdapat austenit tertahan, perubahan dimensi akibat tempering kecil; ketika suhu tempering di atas 200°C, austenit tertahan berubah menjadi bainit, menyebabkan perubahan dimensi akibat ekspansi. Oleh karena itu, pada tahap awal tempering (di bawah 200°C), austenit tertahan menyebabkan penyusutan ukuran. Di atas suhu ini, suhu tempering meningkat, dan dekomposisi austenit tertahan akan menyebabkan perubahan ukuran akibat ekspansi.
5. Perubahan ukuran baja paduan
Karbida dalam baja paduan seringkali melarutkan unsur-unsur khusus, tetapi volume spesifiknya dapat dikatakan hampir tidak berubah. Oleh karena itu, metode pengolahan baja paduan sama dengan metode di atas. Hanya saja, jumlah austenit 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 proses quenching atau tempering. Oleh karena itu, perubahan ukuran tidak dapat dihilangkan. Perubahan ukuran hanya dapat dikurangi dengan metode perlakuan panas:
(1) Ekspansi disebabkan oleh martensit: Kontraksi disebabkan oleh austenit tertahan, sehingga jumlah martensit dan kandungan karbon terlarut dalam martensit harus dikurangi, dan jumlah austenit tertahan harus ditingkatkan. Namun, perlu dicatat bahwa peningkatan austenit tertahan akan menyebabkan deformasi penuaan.
(2) Meningkatkan jumlah karbida yang tidak larut (karbida sisa). (3) Menggunakan struktur selain martensit untuk mengeraskan baja, dan bainit adalah yang terbaik. Baja dengan 50% bainit dan 50% martensit bersifat keras dan memiliki perubahan dimensi yang kecil, sehingga mudah untuk mengontrol ukurannya.
(4) Tempering harus dilakukan.
Waktu posting: 05-Nov-2024