Perbedaan Proses Perlakuan Panas Annealing Hardening Dan Tempering

Perlakuan panas adalah penggunaan panas untuk memodifikasi sifat-sifat suatu bahan, terutama dalam metalurgi. Ini adalah jenis proses industri yang terlibat dalam mengubah sifat kimia dan fisik logam dan paduan logam. Ada empat jenis utama metode perlakuan panas sebagai anil, penempaan, pengerasan dan normalisasi. Annealing adalah proses perlakuan panas yang digunakan untuk melunakkan bahan atau untuk mendapatkan sifat yang diinginkan lainnya seperti sifat machinability, sifat listrik, stabilitas dimensi, dll. Pengerasan atau pendinginan adalah proses meningkatkan kekerasan logam. Tempering adalah proses memanaskan suatu zat ke suhu di bawah kisaran kritisnya, menahan dan kemudian mendinginkan. 

Perbedaan utama antara pengerasan anil dan temper adalah bahwa annealing dilakukan untuk melunakkan logam atau paduan dan pengerasan dilakukan untuk meningkatkan kekerasan logam atau paduan sedangkan penempaan dilakukan untuk mengurangi kerapuhan logam atau paduan dipadamkan.

1. Annealing
Annealing adalah proses pelunakan suatu bahan untuk mendapatkan sifat kimia dan fisik yang diinginkan. Beberapa sifat yang diinginkan ini termasuk kemampuan mesin, kemampuan las, stabilitas dimensi, dll. Ini adalah jenis perlakuan panas.

Proses anil melibatkan pemanasan logam ke atau di dekat suhu kritis (suhu kritis adalah suhu di mana fase kristal logam berubah). Pemanasan sampai suhu tinggi membuatnya cocok untuk dibuat. Setelah pemanasan, logam harus didinginkan hingga suhu kamar. Ini bisa dilakukan dalam oven.

Gambar 1: Annealing a Silver Strip

Pendinginan logam yang lambat menghasilkan struktur mikro yang halus. Ini dapat memisahkan sebagian atau seluruhnya konstituen. Proses perawatan anil juga dapat digunakan untuk logam dan paduan murni. Menurut prosesnya, logam besi dikategorikan sebagai berikut.
Paduan besi anil penuh (gunakan proses pendinginan sangat lambat)
Memproses paduan besi anil (laju pendinginan mungkin lebih cepat)
Logam lain seperti kuningan, perak, tembaga dapat dianil sepenuhnya tetapi dengan cepat didinginkan. Ini bisa dilakukan dengan pendinginan dalam air.

2. Pengerasan
Pengerasan adalah proses meningkatkan kekerasan suatu material. Pengerasan meningkatkan kekuatan material. Pengerasan sering dilakukan oleh pendinginan. Dalam proses pendinginan logam, logam dipanaskan menjadi fase kristal austenit dan kemudian dengan cepat didinginkan. Pendinginan dapat dilakukan dengan udara paksa, gas-gas lain seperti nitrogen, minyak, air garam, dll. (Dipilih tergantung pada jenis paduan dan konstituennya).

Proses pengerasan meningkatkan kekuatan dan sifat keausan logam. Tetapi keberadaan kandungan karbon dan paduan yang cukup merupakan prasyarat untuk pengerasan. Pengerasan dapat dilakukan untuk paduan logam seperti baja. Namun, pengerasan dengan cara ini membuat logam menjadi rapuh. Oleh karena itu, proses penempaan biasanya dilakukan diikuti oleh proses pengerasan.
Ada dua jenis utama proses pengerasan; pengerasan permukaan dan pengerasan case.

Pengerasan permukaan
Pengerasan permukaan meningkatkan kekerasan permukaan luar sementara inti tetap lunak. Pengerasan permukaan dapat dilakukan dalam beberapa metode seperti karburisasi, nitridasi dan pengerasan api / pengerasan induksi.

Di karburisasi, paduan logam ditempatkan pada suhu tinggi selama beberapa jam di lingkungan yang mengandung karbon.
Nitridasi menggunakan nitrogen dan panas. Ini biasanya digunakan untuk pompa injeksi bahan bakar.
Di pengerasan api / pengerasan induksi, panas diterapkan untuk periode waktu singkat dalam bentuk nyala api dan logam segera padam.

Gambar 2: Pompa Injeksi Bahan Bakar

Case Hardening
Pengerasan case meningkatkan kekerasan permukaan dengan memasukkan elemen ke permukaan material, dan membentuk lapisan tipis paduan yang lebih keras. Pengerasan case meningkatkan ketahanan aus peralatan tanpa mengubah bagian interior.

3. Tempering
Tempering adalah proses memanaskan suatu zat ke suhu di bawah kisaran kritisnya, menahan dan kemudian mendinginkan. Ini dilakukan untuk mendapatkan properti yang diinginkan. Tempering sering dilakukan untuk baja yang sebelumnya dipadamkan atau dinormalisasi. Proses tempering berguna dalam mengurangi kerapuhan baja. Temperatur dimana tempering dilakukan secara langsung mempengaruhi kekerasan material. Temperatur yang lebih tinggi menurunkan kekerasan.

Gambar 3: Warna Baja Tempering

Tempering dilakukan dengan memanaskan kembali paduan logam ke suhu yang lebih rendah dari suhu kritis (suhu kritis adalah suhu di mana fase kristal logam berubah). Kemudian bahan ditahan pada suhu itu untuk beberapa waktu, diikuti oleh pendinginan. Pendinginan dapat berupa pendinginan atau operasi pendinginan udara.

Sub-kategori tempering adalah austempering. Ini terutama diterapkan pada logam besi seperti baja dan besi ulet. Ini digunakan untuk meningkatkan sifat mekanis paduan logam dengan mengurangi atau menghilangkan distorsi.

Perbedaan Antara Annealing Hardening dan Tempering
Definisi
Annealing: Annealing adalah proses pelunakan suatu bahan untuk mendapatkan sifat kimia dan fisik yang diinginkan.
Pengerasan: Pengerasan atau pendinginan adalah proses meningkatkan kekerasan suatu material.
Tempering: Tempering adalah proses memanaskan suatu zat ke suhu di bawah kisaran kritisnya, menahan dan kemudian mendinginkan.

Proses
Annealing: Proses anil melibatkan pemanasan logam ke atau dekat suhu kritis diikuti dengan pendinginan ke suhu kamar dengan sangat lambat dalam oven.
Pengerasan: Dalam proses pengerasan, logam dipanaskan menjadi fase kristal austenit dan kemudian dengan cepat didinginkan.
Tempering: Tempering dilakukan dengan memanaskan kembali paduan logam ke suhu yang lebih rendah dari suhu kritis, menahan selama beberapa waktu dan pendinginan.

Tujuan
Annealing: Anil melembutkan bahan.
Pengerasan: Pengerasan meningkatkan kekerasan dan kekuatan material seperti paduan logam.
Tempering: Tempering mengurangi kerapuhan logam.

Aplikasi
Annealing: Annealing digunakan untuk logam dan paduan logam.
Pengerasan: Pengerasan digunakan untuk paduan logam yang mengandung kandungan karbon dan paduan yang cukup.
Tempering: Tempering digunakan terutama untuk baja.

Kesimpulan
Annealing, pengerasan dan tempering adalah proses perlakuan panas. 

Perbedaan utama antara pengerasan anil dan pengerasan adalah bahwa pengerasan dilakukan untuk melunakkan logam atau paduan dan pengerasan dilakukan untuk meningkatkan kekerasan logam atau paduan sedangkan pengerasan dilakukan untuk mengurangi kerapuhan logam atau paduan yang dipadamkan.

Referensi:
1. Himanshu Verma. “Proses Perlakuan Panas.” LinkedIn SlideShare, 4 Mei 2017,
2. https://id.strephonsays.com/difference-between-annealing-hardening-and-tempering