Apa itu pendinginan?
Quenching adalah proses perlakuan panas yang memanaskan baja hingga di atas suhu kritis, menjaganya tetap hangat selama jangka waktu tertentu, kemudian mendinginkannya dengan laju yang lebih besar dari laju pendinginan kritis sehingga diperoleh struktur tidak seimbang yang didominasi oleh martensit (bisa juga bainit). diperoleh atau austenit satu fasa dapat dipertahankan sesuai kebutuhan). Quenching adalah proses yang paling banyak digunakan dalam perlakuan panas baja.
Ada empat proses dasar untuk perlakuan panas baja: anil, normalisasi, pendinginan, dan temper. Tujuan pendinginan adalah untuk mengubah austenit superdingin menjadi martensit atau bainit untuk mendapatkan struktur martensit atau bainit, dan kemudian melunakkannya pada suhu yang berbeda untuk meningkatkan kekakuan, kekerasan, ketahanan aus, kekuatan lelah, dan ketangguhan baja, sehingga sebagai untuk memenuhi persyaratan penggunaan yang berbeda dari berbagai bagian dan peralatan mekanis. Quenching juga dapat digunakan untuk memenuhi sifat fisik dan kimia khusus dari baja khusus tertentu, seperti feromagnetisme dan ketahanan terhadap korosi. Suatu proses perlakuan panas logam di mana benda kerja logam dipanaskan sampai suhu tertentu yang sesuai dan dipertahankan selama jangka waktu tertentu, kemudian direndam dalam media pendinginan untuk pendinginan cepat. Media quenching yang umum digunakan antara lain brine, air, minyak mineral, udara, dll. Quenching dapat meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus benda kerja logam, sehingga banyak digunakan pada berbagai perkakas, cetakan, pengukur dan bagian yang memerlukan ketahanan aus permukaan (seperti sebagai roda gigi, roller, bagian karburasi, dll.). Dengan menggabungkan pendinginan dan temper pada suhu yang berbeda, kekuatan, pengurangan ketangguhan, dan kekuatan lelah logam dapat ditingkatkan secara signifikan, dan koordinasi antara sifat-sifat ini (sifat mekanik komprehensif) dapat diperoleh untuk memenuhi kebutuhan penggunaan yang berbeda. Selain itu, quenching juga dapat memungkinkan beberapa baja dengan sifat khusus memperoleh sifat fisik dan kimia tertentu, seperti quenching untuk meningkatkan feromagnetisme baja magnet permanen dan meningkatkan ketahanan korosi pada baja tahan karat. Proses pendinginan terutama digunakan untuk bagian baja. Ketika baja yang biasa digunakan dipanaskan di atas suhu kritis, struktur asli pada suhu kamar akan seluruhnya atau sebagian besar berubah menjadi austenit. Kemudian baja direndam dalam air atau minyak untuk pendinginan cepat, dan austenit diubah menjadi martensit. Dibandingkan dengan struktur baja lainnya, martensit memiliki kekerasan tertinggi. Pendinginan yang cepat selama quenching akan menyebabkan tekanan internal di dalam benda kerja. Bila sudah mencapai tingkat tertentu, benda kerja akan terdistorsi bahkan retak. Oleh karena itu, metode pendinginan yang sesuai harus dipilih. Menurut metode pendinginan, proses pendinginan dibagi menjadi empat kategori: pendinginan tunggal-cair, pendinginan ganda-medium, pendinginan bertingkat martensit, dan pendinginan isotermal bainit.
Metode quenching Single-medium quenching Benda kerja didinginkan dalam satu media, seperti quenching air dan quenching minyak. Keunggulannya adalah pengoperasian yang sederhana, mekanisasi yang mudah, dan penerapan yang luas. Kerugiannya adalah tegangan pendinginan dalam air besar, dan benda kerja mudah berubah bentuk dan retak; pendinginan dalam minyak, laju pendinginan rendah, diameter pendinginan kecil, dan benda kerja besar tidak mudah untuk dipadamkan. Benda kerja pendinginan ganda-medium pertama-tama didinginkan hingga sekitar 300 derajat dalam media dengan kapasitas pendinginan yang lebih kuat, dan kemudian didinginkan dalam media dengan kapasitas pendinginan yang lebih lemah, seperti: pendinginan air terlebih dahulu dan kemudian pendinginan minyak, yang secara efektif dapat mengurangi pendinginan tegangan internal transformasi martensit dan mengurangi kecenderungan deformasi dan retak benda kerja. Dapat digunakan untuk memadamkan benda kerja dengan bentuk yang rumit dan penampang yang tidak rata. Kerugian dari pendinginan dua-cair adalah sulitnya menangkap momen konversi dua-cair. Jika konversi terlalu dini, mudah untuk dipadamkan tanpa pengerasan, dan jika konversi terlambat, mudah untuk dipadamkan dan retak. Untuk mengatasi kelemahan ini, metode pendinginan bertingkat dikembangkan. Benda kerja dipadamkan dalam penangas garam suhu rendah atau tungku penangas alkali. Suhu penangas garam atau penangas alkali mendekati titik Ms. Benda kerja tetap pada suhu ini selama 2 menit hingga 5 menit, dan kemudian dikeluarkan untuk pendinginan udara. Metode pendinginan ini disebut pendinginan bertingkat. Tujuan pendinginan bertahap adalah untuk membuat suhu di dalam dan di luar benda kerja lebih seragam, dan pada saat yang sama melakukan transformasi martensit, yang dapat sangat mengurangi tegangan pendinginan dan mencegah deformasi dan retak. Suhu penilaian sebelumnya diatur sedikit lebih tinggi dari titik Ms, dan benda kerja memasuki zona martensit setelah suhu di dalam dan di luar benda kerja seragam. Telah ditingkatkan untuk mencapai kualitas pada suhu yang sedikit lebih rendah dari titik Ms. Latihan menunjukkan bahwa efek penilaian di bawah titik Ms lebih baik. Misalnya, cetakan baja karbon tinggi dinilai dipadamkan dalam rendaman alkali pada suhu 160 derajat, sehingga lebih sedikit pengerasan dan deformasi, sehingga banyak digunakan. Pendinginan isotermal Benda kerja didinginkan dalam penangas garam isotermal. Suhu rendaman garam berada di bagian bawah zona bainit (sedikit lebih tinggi dari Ms). Benda kerja disimpan dalam isotermal untuk waktu yang lama sampai transformasi bainit selesai, dan kemudian dikeluarkan untuk pendinginan udara. Pendinginan isotermal digunakan untuk baja dengan karbon sedang atau lebih, tujuannya adalah untuk mendapatkan bainit yang lebih rendah untuk meningkatkan kekuatan, kekerasan, ketangguhan dan ketahanan aus. Pendinginan isotermal umumnya tidak digunakan untuk baja karbon rendah. Pendinginan permukaan Pendinginan permukaan adalah metode pendinginan lokal di mana lapisan permukaan suatu bagian baja dipadamkan hingga kedalaman tertentu, sedangkan bagian inti tetap tidak padam. Selama pendinginan permukaan, permukaan bagian baja dengan cepat dipanaskan hingga suhu pendinginan, dan panas segera didinginkan sebelum dapat menembus inti benda kerja, sehingga mencapai pendinginan lokal. Pendinginan induksi Pemanasan induksi adalah dengan menggunakan induksi elektromagnetik untuk menghasilkan arus eddy pada benda kerja untuk memanaskan benda kerja. Cold quenching adalah pendinginan pendinginan dengan cara merendam dalam larutan air dingin dengan kapasitas pendinginan yang kuat sebagai media pendingin. Quenching lokal adalah quenching hanya pada bagian benda kerja yang perlu dikeraskan. Pendinginan berpendingin udara mengacu secara khusus pada pemanasan dalam ruang hampa dan pendinginan dan pendinginan dalam sirkulasi tekanan negatif berkecepatan tinggi, tekanan normal atau gas netral dan inert bertekanan tinggi. Pendinginan permukaan adalah pendinginan hanya lapisan permukaan benda kerja, termasuk pendinginan induksi, pendinginan pemanasan resistansi kontak, pendinginan api, pendinginan laser, pendinginan berkas elektron, dll. Pendinginan udara adalah pendinginan dan pendinginan dengan udara paksa atau udara bertekanan sebagai media pendingin . Pendinginan air garam adalah pendinginan dan pendinginan dengan larutan garam sebagai media pendingin. Pendinginan larutan organik adalah pendinginan dan pendinginan dengan larutan polimer organik sebagai media pendingin. Spray quenching adalah pendinginan dan pendinginan dengan semburan cairan sebagai media pendingin. Pendinginan semprot adalah pendinginan dan pendinginan benda kerja dalam kabut campuran air dan udara. Pendinginan penangas air panas adalah pendinginan dan pendinginan benda kerja dalam penangas air panas seperti garam cair, alkali cair, logam cair atau minyak bersuhu tinggi, seperti quenching penangas garam, quenching penangas timbal, quenching penangas alkali, dll. Pendinginan cairan ganda adalah pendinginan dan pendinginan benda kerja setelah pemanasan dan austenitisasi, dan segera dipindahkan ke media dengan kemampuan pendinginan lemah untuk pendinginan ketika struktur akan mengalami transformasi martensit. Pendinginan bertekanan adalah pendinginan dan pendinginan benda kerja setelah pemanasan dan austenisasi di bawah perlengkapan tertentu, yang tujuannya adalah untuk mengurangi distorsi pendinginan dan pendinginan. Through quenching adalah pendinginan benda kerja dari permukaan hingga inti. Pendinginan isotermal adalah proses di mana benda kerja dipanaskan dan diaustenitisasi, kemudian didinginkan dengan cepat hingga kisaran suhu transformasi bainit dan dipertahankan secara isotermal untuk mengubah austenit menjadi bainit. Pendinginan bertingkat adalah proses di mana benda kerja dipanaskan dan diaustenisasi, kemudian direndam dalam penangas alkali atau penangas garam dengan suhu sedikit lebih tinggi atau sedikit lebih rendah dari titik M1 selama jangka waktu tertentu, lalu dikeluarkan dan didinginkan dengan udara. setelah benda kerja mencapai suhu sedang untuk mendapatkan pendinginan martensit. Pendinginan subsuhu adalah suatu proses di mana benda kerja baja hipoeutektoid diaustenisasi pada kisaran suhu Ac1-Ac3, kemudian didinginkan dan didinginkan untuk mendapatkan struktur martensit dan ferit. Pendinginan langsung adalah proses di mana benda kerja langsung dipadamkan dan didinginkan setelah karbon diinfiltrasi. Setelah benda kerja dikarburasi dan didinginkan dua kali, benda kerja tersebut terlebih dahulu diaustenisasi pada suhu lebih tinggi dari Ac3 dan didinginkan untuk menyempurnakan struktur inti, kemudian diaustenisasi pada suhu sedikit lebih tinggi dari Ac3 untuk menyempurnakan struktur lapisan infiltrasi. Pendinginan pendinginan sendiri adalah suatu proses di mana panas dari area yang dipanaskan secara otomatis dipindahkan ke area yang tidak dipanaskan setelah lokal atau permukaan benda kerja dengan cepat dipanaskan dan diaustenisasi, sehingga area yang diaustenisasi dengan cepat didinginkan.
