Properti Baja Perkakas AISI H21

3. Proses Perlakuan Panas untuk Baja Perkakas H21

Mencapai kinerja optimal dari baja perkakas H21 sangat bergantung pada ketepatan perawatan panas proses. Prosedur ini menghasilkan kekerasan, ketahanan aus, dan ketangguhan yang diperlukan untuk aplikasi kerja panas yang sulit. Di Aobo Steel, kami menyadari pentingnya langkah-langkah ini, memanfaatkan pengalaman kami yang luas dengan baja perkakas.

3.1 Pemanasan awal

Sebelum proses pengerasan utama, baja H21 harus dipanaskan terlebih dahulu dengan hati-hati.

• Suhu: Panaskan secara merata hingga 760–815 °C (1400–1500 °F).
• Tujuan: Langkah penting ini meminimalkan guncangan termal dan mencegah keretakan, terutama pada komponen dengan bentuk kompleks atau ketebalan yang bervariasi. Pemanasan yang lambat dan merata memastikan bahwa suhu didistribusikan secara merata ke seluruh baja, mempersiapkannya untuk suhu tinggi austenitisasi.

3.2 Austenitisasi (Pengerasan)

Setelah pemanasan awal, baja dibawa ke suhu austenitisasi.

• Suhu: Panaskan hingga 1095–1205 °C.
• Tujuan: Pada tahap ini, struktur mikro baja berubah menjadi austenit. Hal ini memungkinkan karbon dan unsur paduan penting seperti tungsten (W) dan kromium (Cr) larut ke dalam struktur, yang merupakan hal mendasar untuk mencapai kekerasan setelah pendinginan.

Perendaman pada Suhu Austenitisasi

Menjaga baja pada suhu austenitisasi (perendaman) sangatlah penting.

• Lamanya: Biasanya 2 hingga 5 jam, tergantung pada ketebalan penampang (berikan waktu yang cukup, misalnya, 1 jam per inci ketebalan).
• Tujuan: Kandungan tungsten dan kromium yang tinggi pada H21 membentuk karbida yang stabil. Waktu perendaman yang cukup memastikan karbida ini larut sepenuhnya dan terdistribusi secara merata dalam austenit, menghasilkan struktur seragam yang siap untuk pendinginan.

3.3 Quenching (Pendinginan)

Pendinginan cepat mengubah austenit menjadi baja martensit yang keras.

• Metode: Baja H21 dapat didinginkan dengan udara atau minyak.
• Pertimbangan: Karena sifat pengerasannya yang tinggi, H21 mudah mengeras bahkan dengan pendinginan udara yang lebih lambat. Pendinginan udara sering kali lebih disukai karena secara signifikan mengurangi risiko distorsi dan retak akibat pendinginan dibandingkan dengan pendinginan oli yang lebih parah, terutama untuk komponen yang lebih besar atau rumit. Pendinginan oli dapat digunakan jika kekerasan maksimum merupakan tujuan utama. Laju pendinginan harus cukup cepat untuk mencegah pembentukan struktur yang lebih lunak, seperti perlit atau bainit.

3.4 Temperatur

Baja H21 yang dipadamkan sangat keras tetapi juga getas. Tempering diperlukan untuk menyempurnakan sifat-sifatnya.

• Suhu: Panaskan kembali baja hingga 595–675 °C.
• Tujuan: Tempering mengurangi kerapuhan dan secara signifikan meningkatkan ketangguhan dan keuletan sambil mempertahankan kekerasan yang substansial. Suhu dan waktu spesifik yang digunakan akan menentukan keseimbangan akhir antara kekerasan dan ketangguhan.
• Temperamen Ganda: Untuk baja perkakas paduan tinggi seperti H21, melakukan dua atau lebih siklus tempering merupakan praktik umum. Hal ini memastikan stabilitas struktural, mengubah austenit yang tertahan, dan dapat berkontribusi pada pengerasan sekunder, yang selanjutnya meningkatkan kinerja pada suhu tinggi.

3.5 Kontrol Proses Penting

3.5.1 Mencegah Dekarburisasi

Baja H21 rentan terhadap dekarburisasi (hilangnya karbon dari permukaan) pada suhu perlakuan panas tinggi, sehingga menghasilkan lapisan permukaan yang lunak dan lemah.

• Larutan: Langkah-langkah perlindungan sangat penting selama proses austenitisasi. Ini termasuk menggunakan tungku atmosfer terkendali, rendaman garam, atau membungkus komponen dengan bahan pelindung seperti lapisan baja tahan karat.

3.5.2 Pendinginan Setelah Penempaan

Karena H21 memiliki tingkat pengerasan yang tinggi, tempaan harus didinginkan secara perlahan (misalnya dengan pendinginan tungku atau penguburan dalam isolasi) segera setelah operasi penempaan.

• Alasan: Hindari normalisasi (pendinginan udara dari suhu tinggi), karena hal ini dapat menyebabkan baja mengeras sebagian atau seluruhnya, yang menyebabkan kerapuhan dan potensi retak sebelum proses pengerasan dan tempering yang diinginkan. Pendinginan yang lambat memastikan struktur yang lebih sesuai untuk perlakuan panas berikutnya.

Pendekatan terstruktur untuk perlakuan panas baja perkakas H21 ini memastikan material memberikan kinerja tinggi yang dibutuhkan untuk aplikasi perkakas kerja panas yang diinginkan. Kontrol yang tepat atas setiap parameter adalah kunci keberhasilan.