Quenching adalah proses perlakuan panas yang dirancang untuk memperkuat bagian baja dengan pendinginan cepat. Quenching baja adalah proses perlakuan panas di mana baja dipanaskan hingga suhu kritis Ac3 (baja sub-eutektik) atau Ac1 (baja per-eutektik) atau lebih tinggi, ditahan selama beberapa waktu untuk mengaustenisasi semua atau sebagian baja, dan kemudian didinginkan lebih cepat dari laju pendinginan kritis hingga di bawah Ms (atau isotermal mendekati Ms) untuk melakukan transformasi martensit (atau bainitik).
Proses: pemanasan, penahanan, pendinginan.
- Pemanasan: baja dipanaskan hingga suhu kritis Ac3 (baja sub-eutektik) atau Ac1 (baja over-eutektik) di atasnya.
- Waktu penahanan: pertahankan waktu tertentu, sehingga seluruh atau sebagian baja mengalami austenisasi.
- Pendinginan: pendinginan cepat hingga di bawah Ms pada laju pendinginan lebih besar dari laju pendinginan kritis untuk transformasi martensit atau bainitik.
Inti dari Quenching:adalah untuk mendinginkan austenit secara super dingin untuk transformasi martensit atau bainit, untuk memperoleh organisasi martensit atau bainit.
Tujuan dari Quenching:
(1) Untuk secara substansial meningkatkan kekakuan, kekerasan, ketahanan aus, kekuatan lelah dan ketangguhan baja, sehingga memenuhi persyaratan yang berbeda untuk penggunaan berbagai bagian dan peralatan mekanis;
(2) melalui Quenching untuk memenuhi beberapa feromagnetisme baja khusus, ketahanan korosi dan sifat fisik dan kimia khusus lainnya.
Bagian baja yang didinginkan memiliki karakteristik sebagai berikut:
- Organisasi yang tidak seimbang seperti martensit, bainit, dan austenit sisa diperoleh.
- Adanya tekanan internal yang besar.
- Sifat mekanis tidak dapat memenuhi persyaratan. Oleh karena itu, baja setelah Quenching umumnya harus melalui perlakuan tempering.
Lingkup aplikasi:Proses pendinginan paling luas digunakan, seperti peralatan, pengukur, cetakan, bantalan, pegas dan mobil, traktor, mesin diesel, peralatan mesin pemotong, peralatan pneumatik, mesin pengeboran, peralatan pertanian, mesin perminyakan, mesin kimia, mesin tekstil, pesawat terbang dan komponen lainnya yang menggunakan proses pendinginan.
Media Pendingin
Media pendingin quenching benda kerja yang digunakan disebut media pendingin quenching (atau media quenching). Media quenching yang ideal harus memiliki kondisi yang memungkinkan benda kerja dapat diquenching menjadi martensit, tetapi tidak menyebabkan tegangan quenching yang terlalu besar.
Media pendingin yang umum dipakai adalah air, larutan berair, minyak mineral, garam cair, alkali cair dan lain sebagainya.
Air
Air merupakan media pendingin yang mempunyai kapasitas pendinginan yang kuat.
Keunggulan: sumber luas, harga murah, komposisi stabil tidak mudah rusak.
Kekurangan: kapasitas pendinginan tidak stabil, mudah membuat benda kerja mengalami deformasi atau retak. Pada kurva C area 'hidung' (500 ~ 600 derajat atau lebih), air dalam tahap lapisan uap, pendinginan tidak cukup cepat, akan membentuk 'titik lunak'; dan pada zona suhu transformasi martensit (100 ~ 300 derajat), air berada dalam tahap mendidih, pendinginan terlalu cepat, mudah membuat laju transformasi Martensit terlalu cepat dan menghasilkan banyak tekanan internal, yang mengakibatkan deformasi benda kerja atau bahkan retak. Ketika suhu air naik, air mengandung lebih banyak gas atau air yang bercampur dengan kotoran yang tidak larut (seperti minyak, sabun, lumpur, dll.), akan secara signifikan mengurangi kapasitas pendinginannya.
Aplikasi: Cocok untuk pendinginan dan pendinginan benda kerja baja karbon dengan ukuran penampang kecil dan bentuk sederhana.
Air garam dan air alkali
Tambahkan garam dan alkali dalam jumlah yang sesuai ke dalam air, sehingga benda kerja bersuhu tinggi terendam dalam media pendingin. Pada tahap lapisan uap, kristal garam dan alkali mengendap dan segera pecah. Lapisan uap hancur, dan permukaan kulit oksidasi benda kerja juga terledak. Dengan demikian, Anda dapat meningkatkan kapasitas pendinginan media di zona bersuhu tinggi. Kerugiannya adalah media memiliki sifat korosif yang besar.
Aplikasi: Secara umum, konsentrasi air garam adalah 10 persen, dan konsentrasi larutan soda kaustik berair adalah 10 hingga 15 persen. Dapat digunakan sebagai media pendinginan untuk benda kerja baja karbon dan baja struktural paduan rendah, penggunaan suhu tidak boleh melebihi 60 derajat, pendinginan harus dibersihkan tepat waktu setelah pendinginan dan perawatan anti karat.
Minyak
Media pendingin umumnya menggunakan minyak mineral (mineral oil), seperti oli motor, oli transformator, dan solar. Oli motor umumnya menggunakan 10, 20, 30 oli motor, semakin banyak jumlah oli, semakin besar viskositasnya, semakin tinggi titik nyala, semakin rendah kapasitas pendinginannya, penggunaan suhu meningkat sesuai dengan itu.
Metode pendinginan
Pendinginan Cairan Tunggal
Quenching adalah operasi pendinginan di mana komponen austenitik direndam dalam media pendinginan dan didinginkan hingga suhu ruangan. Media pendinginan cairan tunggal meliputi air, air garam, air alkali, oli, dan agen pendinginan yang diformulasikan secara khusus.
Pendinginan pendinginan martensit bertingkat
Adalah bagian kimia austenitik yang terlebih dahulu direndam pada suhu yang sedikit lebih tinggi atau sedikit lebih rendah dari titik martensit baja dalam medium cair (mandi garam atau mandi alkali), untuk mempertahankan waktu yang tepat, agar bagian baja dari lapisan dalam dan luar dari medium telah mencapai suhu udara yang didinginkan, untuk memperoleh organisasi martensit dari proses pendinginan, juga dikenal sebagai pendinginan pendinginan bertingkat.
Pendinginan Isotermal Bainit
Quenching adalah austenitisasi bagian baja, sehingga pendinginan cepat ke kisaran suhu transformasi bainit (260 ~ 400 derajat) penahanan isotermal, sehingga transformasi austenit ke proses pendinginan bainit, kadang-kadang juga disebut pendinginan isotermal, waktu penahanan umum 30 ~ 60 menit.
Pendinginan Komposit
Benda kerja didinginkan secara tajam hingga di bawah Ms untuk memperoleh 10% hingga 20% martensit, dan kemudian isotermal di zona suhu bainit yang lebih rendah. Metode pendinginan ini dapat membuat bagian benda kerja yang lebih besar untuk memperoleh organisasi M + B. Martensit yang terbentuk selama pra-pendinginan mendorong transformasi bainit, dan martensit ditempa selama tempering isotermal. Pendinginan komposit digunakan untuk benda kerja baja perkakas paduan untuk menghindari kerapuhan temper Tipe I dan untuk mengurangi jumlah austenit sisa, yaitu kecenderungan retak deformasi.
