I Retakan akibat perlakuan panas
Karakteristik:
Morfologi: Retakan akibat perlakuan panas sering kali terjadi di zona transformasi martensit, sehingga retakannya dapat retak sepanjang kristal atau retak menembus kristal. Retakan dapat berupa radial, garis terpisah, atau jaring.
Lokasi: Retakan umumnya cenderung terbentuk di sudut tajam benda kerja, pada perubahan penampang yang tiba-tiba.
Bagian: Bagian dari retakan pendinginan biasanya tidak teroksidasi dan mungkin berwarna putih, putih kusam, atau merah muda (karat air yang disebabkan oleh Pendinginan).
Penyebab:
Retak terjadi ketika tegangan besar yang dihasilkan selama Quenching lebih besar daripada kekuatan material itu sendiri dan melampaui batas deformasi plastik.
Hal ini mungkin terkait dengan faktor-faktor seperti suhu pemanasan pendinginan yang terlalu tinggi dan pendinginan yang terlalu cepat.
Alasan terjadinya retakan akibat perlakuan panas
a. Kualitas metalurgi material:
Masalah metalurgi seperti penyusutan dan cacat penggulungan yang parah dapat menyebabkan ketidakhomogenan material yang meningkatkan risiko retak pendinginan.
Cacat metalurgi seperti segregasi makroskopis, segregasi larutan padat, hidrogen larutan padat, cacat penempaan dan penggulungan, terperangkapnya terak, organisasi pita ferit-perlitik, dan organisasi pita karbida dapat terjadi sendiri atau bersamaan dengan tegangan internal makroskopis atau mikroskopis yang mengakibatkan retak pendinginan.
b. Kandungan karbon material dan unsur paduan:
Peningkatan kandungan karbon akan mengurangi kekuatan patah martensit, sehingga meningkatkan kecenderungan terjadinya retak pendinginan.
Unsur paduan seperti Mn, Cr, V, Mo, dan lain-lain juga akan meningkatkan kecenderungan terjadinya retak padam dengan bertambahnya kandungannya.
Namun, unsur B secara efektif dapat meningkatkan kemampuan pengerasan, sementara jumlah unsur tanah jarang yang tepat dapat mengurangi gesekan yang diperlukan untuk pergerakan dislokasi, sehingga mengurangi kecenderungan terjadinya patah getas.
c. Kondisi proses pendinginan:
Pengendalian yang tidak tepat terhadap metode pemanasan pendinginan dan laju pemanasan, pemanasan yang tidak merata, serta suhu pendinginan yang terlalu tinggi dapat menimbulkan retak pendinginan.
Metode pendinginan quenching tidak tepat, laju pendinginan terlalu cepat, pendinginan tidak merata, serta pemilihan media pendingin yang tidak tepat juga merupakan penyebab umum.
Pendinginan sebelum benda kerja tidak dipersiapkan untuk perlakuan panas atau perlakuan yang tidak tepat, begitu juga tempering yang tidak tepat waktu juga dapat mengakibatkan retak pendinginan.
d. Ukuran dan bentuk benda kerja:
Sudut-sudut tajam benda kerja, mutasi penampang rentan terhadap pembentukan retak pendinginan, karena tempat-tempat ini rentan terhadap konsentrasi tegangan.
Bagian poros yang besar rentan terhadap retakan akibat tekanan termal jika gagal dipadamkan saat pendinginan.
e. Cacat internal:
Cacat yang terdapat dalam material, seperti gelembung uap, inklusi, garis rambut, bintik putih, dan sebagainya, dapat menjadi sumber retakan akibat aksi tekanan perlakuan panas dan berangsur-angsur meluas.
f. Kerapuhan intrinsik martensit:
Kerapuhan intrinsik martensit merupakan penyebab internal dari retak pendinginan, dan struktur kristalnya, komposisi kimianya, cacat metalurginya, dsb. akan memengaruhinya.
Retak akibat pendinginan merupakan hasil gabungan sejumlah faktor, dan perlu dipertimbangkan serta dioptimalkan dalam sejumlah aspek, seperti pemilihan material, pengendalian proses, desain benda kerja, dsb., guna mengurangi risiko retak akibat pendinginan.
Karakteristik:
Morfologi: Retakan tempa terbentuk pada suhu tinggi, retakannya relatif tebal dan umumnya berbentuk beberapa strip, tanpa ujung yang halus, tanpa arah yang halus. Kadang-kadang di sekitar retakan tidak sepenuhnya terdekarburisasi tetapi semi-dekarburisasi.
Posisi: sering diproduksi dalam organisasi kasar, konsentrasi tegangan atau elemen paduan pada pemisahan.
Bagian: bagian retakan mungkin berwarna coklat tua, atau bahkan memiliki tampilan seperti kulit oksigen, ini karena retakan pada deformasi penempaan memuai dan bersentuhan dengan udara.
Penyebab:
Cacat bahan baku:
Penyusutan sisa: Pori-pori atau lubang yang tidak tertutup sempurna pada bahan mentah dapat menyebabkan berkurangnya kekuatan material selama proses penempaan, sehingga mudah timbulnya retakan.
Penyertaan dalam baja:
inklusi non-logam, segregasi karbida, inklusi logam heterogen dalam bahan baku dapat melemahkan kontinuitas material dan mendorong pembentukan retakan.
Proses penempaan yang tidak tepat:
pemanasan yang tidak tepat:
suhu pemanasan terlalu tinggi atau terlalu rendah, yang dapat menyebabkan distribusi tegangan tidak merata dalam material, yang pada gilirannya menghasilkan retakan selama penempaan.
deformasi yang tidak tepat:
Tingkat deformasi terlalu besar, plastisitas baja tidak cukup untuk menahan bentuk tekanan, mudah menyebabkan keretakan. Retakan ini sering terjadi pada awal tahap penempaan, dan ekspansi cepat.
pendinginan yang tidak tepat setelah penempaan:
laju pendinginan yang terlalu cepat atau terlalu lambat, dapat menyebabkan konsentrasi tegangan internal pada material, yang memicu keretakan.
perlakuan panas yang tidak tepat waktu:
setelah penempaan tidak dilakukan perlakuan panas yang tepat waktu dan tepat, dapat menyebabkan tegangan internal material tidak dilepaskan secara efektif, sehingga meningkatkan risiko retak.
g. pengendalian suhu yang tidak tepat:
Dalam proses pemanasan dan pendinginan, jika suhu tidak dikontrol dengan baik, dapat menyebabkan tekanan internal yang berlebihan pada material, sehingga memicu keretakan. Misalnya, dalam proses Quenching, jika pendinginan terlalu cepat, keretakan akibat quenching dapat terjadi.
h. Konsentrasi tegangan material:
Jika pada penempaan terdapat daerah konsentrasi tegangan seperti sudut tajam dan mutasi penampang, bila tegangan tersebut melebihi kapasitas material, maka dapat mengakibatkan retak.
