Tiga kategori perlakuan panas logam

Proses perlakuan panas logam secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga kategori: perlakuan panas keseluruhan, perlakuan panas permukaan, dan perlakuan panas kimia. Tergantung pada media pemanasan, suhu pemanasan, dan metode pendinginan, setiap kategori dapat dibagi lagi menjadi beberapa proses perlakuan panas yang berbeda. Dengan menggunakan proses perlakuan panas yang berbeda, logam yang sama dapat memperoleh struktur yang berbeda dan dengan demikian memiliki sifat yang berbeda. Baja adalah logam yang paling banyak digunakan dalam industri, dan mikrostruktur baja juga yang paling kompleks, sehingga terdapat banyak jenis proses perlakuan panas baja.

Perlakuan panas menyeluruh adalah proses perlakuan panas logam yang memanaskan benda kerja secara keseluruhan dan kemudian mendinginkannya dengan kecepatan yang sesuai untuk mengubah sifat mekanik keseluruhannya. Perlakuan panas menyeluruh pada baja umumnya meliputi empat proses dasar: anil, normalisasi, pendinginan cepat (quenching), dan temper.

1. Pemanasan

Proses anil adalah pemanasan benda kerja hingga suhu yang sesuai, menerapkan waktu penahanan yang berbeda sesuai dengan material dan ukuran benda kerja, lalu mendinginkannya secara perlahan. Tujuannya adalah untuk membuat struktur internal logam mencapai atau mendekati keadaan keseimbangan, atau untuk melepaskan tegangan internal yang dihasilkan pada proses sebelumnya. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan kinerja proses dan kinerja layanan yang baik, atau mempersiapkan struktur untuk pendinginan lebih lanjut.

2. Normalisasi

Normalisasi atau pemanasan awal adalah proses memanaskan benda kerja hingga suhu yang sesuai kemudian mendinginkannya di udara. Efek normalisasi mirip dengan pemanasan akhir (annealing), kecuali struktur yang dihasilkan lebih halus. Proses ini sering digunakan untuk meningkatkan kinerja pemotongan material, dan terkadang digunakan untuk memenuhi persyaratan tertentu. Pada bagian-bagian yang tidak memerlukan perlakuan panas tinggi, proses ini digunakan sebagai perlakuan panas akhir.

3. Memadamkan

Pendinginan cepat (quenching) adalah proses memanaskan dan mempertahankan suhu benda kerja, kemudian mendinginkannya dengan cepat dalam media pendingin seperti air, minyak, atau larutan garam anorganik lainnya, dan larutan air organik.

4. Penempaan

Setelah pendinginan mendadak (quenching), baja menjadi keras tetapi pada saat yang sama menjadi rapuh. Untuk mengurangi kerapuhan bagian baja, bagian baja yang telah didinginkan mendadak dijaga pada suhu yang sesuai di atas suhu ruangan dan di bawah 650°C untuk waktu yang lama, lalu didinginkan. Proses ini disebut tempering. Annealing, normalisasi, pendinginan mendadak, dan tempering adalah "empat tahap utama" dalam perlakuan panas secara keseluruhan. Di antara keempat tahap tersebut, pendinginan mendadak dan tempering sangat terkait dan sering digunakan bersama-sama serta sangat diperlukan.

“Empat Api” telah mengembangkan berbagai proses perlakuan panas dengan suhu pemanasan dan metode pendinginan yang berbeda. Untuk mendapatkan kekuatan dan ketangguhan tertentu, proses penggabungan pendinginan cepat (quenching) dan penempaan suhu tinggi disebut pendinginan cepat dan penempaan. Setelah beberapa paduan didinginkan cepat untuk membentuk larutan padat lewat jenuh, paduan tersebut disimpan pada suhu kamar atau suhu yang sedikit lebih tinggi untuk jangka waktu yang lebih lama guna meningkatkan kekerasan, kekuatan, atau sifat elektromagnetik paduan tersebut. Proses perlakuan panas ini disebut perlakuan penuaan (aging treatment).

Metode penggabungan yang efektif dan erat antara pemrosesan tekanan, deformasi, dan perlakuan panas untuk mendapatkan kekuatan dan ketangguhan benda kerja yang baik disebut perlakuan panas deformasi; perlakuan panas yang dilakukan dalam atmosfer tekanan negatif atau vakum disebut perlakuan panas vakum, yang tidak hanya memungkinkan benda kerja tidak akan teroksidasi atau mengalami dekarburisasi, dan permukaan benda kerja yang diolah akan tetap halus dan bersih, sehingga meningkatkan kinerja benda kerja. Perlakuan panas ini juga dapat dilakukan secara kimiawi dengan menggunakan zat penetrasi.

Saat ini, dengan semakin matangnya teknologi laser dan plasma, kedua teknologi ini digunakan untuk mengaplikasikan lapisan pelapis tahan aus, tahan korosi, atau tahan panas lainnya pada permukaan benda kerja baja biasa untuk mengubah sifat permukaan benda kerja aslinya. Teknik baru ini disebut modifikasi permukaan.