PROSES PERLAKUAN BAJA

Untuk memperoleh kualitas baja yang tinggi maka sebelum cairan baja dituang membentuk ingot atau bentuk antara lainnya seperti: billet, bloom atau slab, seringkali dilakukan proses-proses threatment sebagai berikut:
a.proses de-oksidasi.
b.proses vacuum-degassing.

1)Proses deoksidasi
Proses ini dilakukan dengan jalan menambahkan bahan-bahan deoksidator seperti ferosilikon dan aluminium ke dalam ladel sesaat sebelum logam cair dituang. Bahan deoksidator tersebut dapat mengurangi pembentukan gas yang disebabkan oleh reaksi karbon dengan oksigen serta mengurangi pembentukan oksida-oksida yang dapat menimbulkan inklusi ketika logam membeku.
Berdasarkan tingkat proses deoksidasi yang dilakukan, baja dapat dibagi menjadi empat janis yaitu : rimmed steel, semikilled steel, killed steel dan capped steel.

2)Vacuum degassing
Proses ini dilakukan dengan tujuan untuk mengurangi kadar gas hidrogen dalam baja cair sehingga dapat menghindari terbentuknya rongga-rongga udara di dalam baja ketika proses pembekuan. Disamping itu juga bertujuan untuk mengurangi kadar hydrogen. proses vacuum degassing juga dimaksudkan untuk menurunkan kadar oksigen dan nitrogen di dalam baja sehingga baja menjadi lebih bersih, bebas dari inklusi-inklusi seperti oksida-oksida atau nitrida. Teknik vacuum degassing ini ditunjukkan dalam gambar dibawah ini
Selain cara diatas proses perlakuan Logam Cair (threatment ) juga dapat dilakukan dengan proses grain refaining dan modifier.

a.Grain Refaining
Grain refining adalah suatu proses untuk menghaluskan ukuran dan bentuk butir logam menjadi lebih kecil dan homogen dengan melakukan perlakuan terhadap cairan logam pada saat proses pengecorannya.
Perlakuan yang dilakukan yaitu dengan penambahan elemen-elemen tertentu kedalam paduannya. Elemen yang ditambahkan untuk proses grain refining antara lain Titanium (Ti), Boron (B),dan Zirkonium (Zr) atau gabungannya. Penambahan unsur-unsur tersebut menciptakan nukleus atau benih titanium borida, titanium karbida, aluminium borida, atau senyawa intermetalik kompleks yang secara langsung dapat mempercepat laju nukleasi dan menahan laju pertumbuhan kristal yang pada akhirnya terbentuk butir yang halus dan merata ketika benda cor membeku .

b.Modifikasi
Modifikasi adalah penambahan unsure-unsur modifier pada paduan Aluminium ilikon tuang yang bertujuan untuk menghambat pertumbuhan kristal-kristal silikon pada fase eutektik]. Dengan semakin bulatnya struktur eutektik maka keenceran akan meningkat sehingga Fluiditas juga meningkat. Modifikasi paduan aluminium silikon ini dilakukan dengan memberikan unsur-unsur tertentu pada cairan paduan aluminium, seperti kalsium, stronsium, dan antimony yaitu pada kelompok paduan aluminium silikon hipoeutektik. Sementara itu untuk paduan aluminium silikon hipereutektik, unsur modifier yang diberikan khusus, yaitu berupa fosfor atau antimony.

Treatment Baja

1.Hardening
Baja dapat ditingkatkan kekerasannya dengan perlakuan panas. Timbul struktur martensit melalui proses pendinginan yang sangat cepat (rapid cooling) dari fasa austenite (struktur FCC) ke temperatur ruang. Pada proses pendinginan normal (equilibrium) terjadi perubahan fasa dari -austenite menjadi -ferite. Perubahan fasa seiring dengan struktur kristal dari FCC menjadi BCC.
Kelarutan karbon dalam BCC lebih rendah dari kelarutan karbon dalam FCC, karbon yang larut dalam austenite harus berdifusi keluar dari kisi kristal FCC dan membentuk senyawa karbida saat terjadi transformasi kristal. Difusi berlangsung sangat lama, jika proses pendinginan berlangsung sangat cepat, maka atom karbon yang terlarut dalam FCC tidak sempat berdifusi keluar. Akibatnya tidak terjadi transformasi FCC ke BCC, melainkan transformasi geser yang membentuk struktur BCT yang sangat jenuh akan karbon dan menimbulkan tegangan pada struktur BCT, serta meningkatnya kekerasan secara drastis. Peningkatan kekerasan baja dengan cara solid solution treatment yang dilanjutkan dengan pendinginan cepat dikenal dengan istilah quenching.
Banyak faktor yang mempengaruhi kekerasan baja hasil quenching, diantaranya temperatur austenisasi yang dibahas pada paper ini. Secara umum kekerasan baja akan meningkat seiring dengan peningkatan temperatur austenisasi sampai pada batas maksimum kelarutan karbon dalam fasa austenite pada diagram Fe-Fe3C.

2.Tempering
Proses hardening menghasilkan struktur martensit yang sangat brittle, sehingga jarang digunakan dalam aplikasinya. Perlu mekanisme perlakuan panas agar martensit yang telah terbentuk dapat dimodifikasi sifatnya dan dihasilkan baja yang lebih tangguh (tough). Mekanisme ini disebut dengan tempering. Proses ini terdiri atas dua tahap, dimana di dalamnya terjadi reduksi kadar karbon dalam martensit hingga 0.3%. Kekerasan baja menurun dan keuletannya (ductility) meningkat, maka dapat dihasilkan baja yang lebih tangguh.

Pada dasarnya perlakuan pada logam cair adalah penambahan unsur atau paduan tertentu kedalam logam cair sehingga meningkatkan nilai fluiditas dari material. Setiap penambahan unsur maupun paduan kedalam logam cair ada titik optimumnya dimana pada penambahan tertentu nilai fluiditas dari material tidak meningkat tetapi berbalik malah menurun.