Mengenal Proses Annealing Dalam Perlakuan Panas Logam

Komposisi kimia pada logam menentukan sebagian besar karakteristik dan sifat mekanik pada logam tersebut. Sifat mekanik pada logam dapat direkayasa dan diubah dengan proses perlakuan panas (Heat Treatment). Terdapat banyak jenis perlakuan panas pada logam yang tersedia saat ini dengan hasil akhir sifat mekanik yang beragam, dan salah satu metode perlakuan panas pada logam yang paling populer adalah proses anil atau Annealing.

Jadi, Apa itu proses Annealing pada logam ?.

Proses Annealing


Pengertian Annealing

Annealing adalah metode perlakuan panas pada logam dengan memanaskan logam pada temperatur tertentu, menahan temperatur hingga beberapa saat dan mendinginkan logam tersebut dengan laju proses pendinginan yang lambat. Proses perlakuan panas Annealing bertujuan untuk memperbaiki sifat mekanik pada logam.

Proses annealing membutuhkan temperatur rekristalisasi dalam waktu yang ditentukan sebelum diilakukan proses pendinginan. Laju pendinginan tergantung pada jenis logam yang dilakukan annealing. Misalnya, pada logam berbahan besi seperti baja biasanya didinginkan pada suhu kamar dengan udara yang tenang, sementara pada bahan tembaga, perak, dan kuningan dilakukan secara perlahan di udara atau dengan cepat pendinginan cepat menggunakan air (quenching).

Proses pemanasan menyebabkan atom bermigrasi dalam kisi kristal dan mengurangi jumlah dislokasi, sehingga terjadi perubahan pada keuletan (ductility) dan kekerasan (hardness). Bahan yang diberi perlakuan panas mengalami rekristalisasi saat mendingin. Ukuran butir kristal dan komposisi fase tergantung pada laju pemanasan dan pendinginan dan ini, pada gilirannya, menentukan sifat material.


Fungsi dan Kegunaan Proses Annealing Pada Logam

Annealing adalah proses perlakuan panas yang bertujuan untuk meningkatkan keuletan dan mengurangi kekerasan suatu logam. Perubahan sifat kekerasan dan keuletan tersebut merupakan hasil dari pengurangan dislokasi dalam struktur kristal bahan yang mengalami proses annealing.

Jadi, mengapa dilakukan proses annealing pada logam ?

Seperti dijelaskan di atas, annealing digunakan untuk mengurangi kekerasan dan meningkatkan keuletan pada logam. Mengubah sifat mekanik melalui proses annealing sangat penting karena berbagai alasan berikut :

1. Annealing meningkatkan sifat mampu bentuk logam
Logam yang memiliki kekerasan yang tinggi dan getas (brittle) sangat sulit dilakukan pembentukan logam (metal forming) atau ditekan, bahkan dapat membuat bahan tersebut menjadi patah (fracture). Dengan proses Annealing pada logam daoat membantu meminimalisir dan menghilangkan masalah tersebut.

2. Annealing juga dapat meningkatkan kemampuan mesin
Bahan dengan tingkat kegetasan yang tinggi meningkatkan tingginya tingkat keausan pada bahan tersebut. Mengurangi kekerasan material melalui proses perlakuan panas annealing dapat mengurangi keausan pada bahan yang digunakan.

3. Annealing menghilangkan tegangan sisa
Tegangan sisa dapat menciptakan retakan dan masalah mekanis lainnya. Idealnya untuk menghindari masalah tersbut dapat menghilangkannya bila memungkinkan. Cara yang dapat dilakukan untuk menghilangkan tegangan sisa yaitu dengan proses annealing.


Prinsip Kerja dan Tahapan Dalam Proses Annealing

Tungku annealing bekerja dengan memanaskan logam di atas suhu rekristalisasi kemudian ditahan pada suhu yang diinginkan untuk jangka waktu tertentu dan selanjutnya dilakukan proses penfinginan. Logam yang akan mengkristal kembali saat proses pendinginan, dimana proses pemanasan pada logam menyebabkan gerakan atom terdistribusi ulang dan menghilangkan dislokasi pada logam.

Secara umum, proses Annealing dibagi dalam tiga tahap yaitu recovery, rekristalisasi dan tahap pertumbuhan butir. Berikut ini merupakan pemaparan lebih jelas pada tiga tahapan proses annealing tersebut.

1. Tahap Recovery

Selama proses recovery, tungku pemanas digunakan untuk menaikkan logam ke suhu di mana tekanan internal dihilangkan. Hal tersebut menghasilkan pelunakan pada logam dan menghilangkan cacat linier utama yang disebut dislokasi dan tegangan internal pada logam. 

2. Tahap Rekristalisasi

Selama proses rekristalisasi, logam dipanaskan di atas suhu rekristalisasinya, tetapi masih berada di bawah suhu lelehnya. Hal ini menyebabkan butir-butir baru yang bebas regangan tumbuh untuk menggantikan butir-butir yang terdeformasi oleh tekanan internal.

3. Tahap Grain Growth

Selama proses grain growth, butir-butir baru sepenuhnya akan berkembang. Pertumbuhan ini dikendalikan dengan mendinginkan logam pada kecepatan tertentu. Pada tahap ini struktur mikro mulai menjadi kasar, sehingga menyebabkan logam kehilangan sebagian besar kekuatan aslinya. Semua efek yang ditimbulkan pada pengerjaan dingin (cold working) dihilangkan pada tahap ini.

Pertumbuhan butir dapat merusak sifat logam dan menghasilkan tampilan permukaan yang kasar khususnya pada bahan yang terbentuk dari lembaran logam. Variasi suhu memiliki pengaruh yang jauh lebih kuat daripada variasi waktu. Suhu yang digunakan dalam proses annealing tergantung pada beberapa parameter yaitu Ketebalan, Komposisi bahan, dan Geometri logam.

Hasil dari ketiga tahap tersebut yaitu menghasilkan logam dengan keuletan yang lebih tinggi dan mengurangi kekerasan logam. Proses atau perlakuan selanjutnya yang selanjutnya dapat dilakukan untuk mengubah sifat mekanik setelah proses annealing.


Jenis Logam yang Dapat Dilakukan Annealing

Paling umum, jenis baja dan besi cor paling sering dilakukan proses annealing dalam industri manufaktur. Namun pada bbeberapa jenis logam tertentu seperti tembaga, aluminium, dan kuningan dapat dilakukan proses annealing. 

Pada logam berbahan besi seperti baja, proses annealing dilakukan dengan memanaskan bahan (umumnya sampai berpijar) dalam rentang waktu tertentu dan kemudian mendinginkannya pada suhu kamar di udara normal. Namun pada beberapa logam seperti Tembaga, perak, dan kuningan dapat didinginkan perlahan di udara atau dengan pendinginan cepat menggunakan air (Quenching).


Aplikasi dan Kegunaan Annealing

Proses perlakuan panas Annealing banyak digunakan di berbagai macam industri manufaktur logam di mana logam perlu dikerjakan ke dalam struktur yang kompleks atau dikerjakan dalam beberapa kali proses. Berikut ini merupakan contoh Aplikasi umum dan penggunaan annealing untuk logam.

1. Annealing pada bahan yang dilakukan proses work-gardened seperti lembaran logam yang telah mengalami proses stamping atau batangan logam yang ditarik dingin (cold drawn).

2. Logam yang dilas dapat menghasilkan tegangan sisa pada area yang terpapar suhu tinggi saat proses pengelasan. Annealing dapat dilakukan untuk menciptakan sifat fisik yang seragam pada logam setelah proses pengelasan.

3. Annealing pada operasi pemesinan yang menghasilkan panas atau perpindahan material dalam jumlah yang besar.

4. Kawat logam yang telah ditarik dari satu ukuran ke ukuran yang lebih kecil melalui proses annealing sebelum dilakukan penarikan pada kawat.


Kelebihan dan Kekurangan Proses Annealing

Seperti halnya dalam beberapa proses perlakuan panas lainnya, pada proses perlakuan panas dengan metode annealing memiliki beberpa kelebihan dan kekurangan baik dalam proses pengerjaan maupun hasil akhir pengerjaan proses tersebut. Berikut ini merupakan kelebihan dan kekurangan dalam proses annealing.

1. Kelebihan Proses Annealing

Kelebihan utama dari proses annealing adalah bagaimana proses meningkatkan kemampuan kerja dan kemampuan mesin suatu logam bahan dengan perubahan sifat mekanis bahan yaitu meningkatkan ketangguhan, meningkatkan keuletan dan mengurangi kekerasan. Selain itu Proses pemanasan dan pendinginan pada annealing juga mengurangi kegetasan logam serta meningkatkan sifat magnetik dan konduktivitas listriknya.

2. Kekurangan Proses Annealing

Kekurangan utama dari proses annealing adalah prosedur atau proses kerja yang memakan waktu tergantung pada jenis bahan yang sedang dilakuakn annealing. Jenis bahan yang membutuhkan suhu tinggi dapat melalui proses pendinginan yang cukup lama, terutama pada bahan logam besi yang proses pendinginannya dilakukan secara alami di dalam tungku proses anneal.


Sekian pembahasan tentang proses annealing yang mencakup bebrapa hal seperti pengertian annealing, fungsi annealing, prinsip kerja annealing, jenis logan annealing, contoh aplikasi annealing serta kelebihan dan kekurangan proses annealing pada logam. Semoga dapat menambah wawasan dan informasi bagi pembaca.




Referensi :
https://www.twi-global.com/
https://www.metalsupermarkets.com/
https://www.corrosionpedia.com/
https://www.engineeringchoice.com/

0 Response to "Mengenal Proses Annealing Dalam Perlakuan Panas Logam"

Post a Comment

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel