Perlakuan Panas Annealing
A.
Pengertian
Anil
Anil, dalam metalurgi
dan ilmu material,
adalah perlakuan panas
dimana bahan mengalami perubahan, menyebabkan perubahan dalam sifat-sifat
seperti kekuatan dan kekerasan. Ini
adalah proses yang menghasilkan kondisi dengan pemanasan sampai ke atas
temperatur kristalisasi kembali dan mempertahankan temperatur yang sesuai, dan
kemudian pendinginan. Anil digunakan
untuk menginduksi keuletan,
bahan melunakkan, meredakan tekanan internal, memperbaiki struktur dengan
membuatnya homogen, dan meningkatkan kerja dingin
properti. Dalam kasus tembaga,
baja,
perak,
dan kuningan
proses ini dilakukan oleh pemanasan secara substansial materi (umumnya sampai
bersinar) untuk sementara waktu dan membiarkannya dingin perlahan-lahan. Dalam mode ini logam adalah melunak dan siap
untuk bekerja lebih lanjut seperti pembentukan, stamping.
B. Termodinamika Anil
Anil
terjadi oleh difusi
atom-atom dalam bahan padat, sehingga materi yang berkembang terhadap keadaan
ekuilibrium. Panas yang diperlukan untuk
meningkatkan laju difusi dengan memberikan energi yang diperlukan untuk
memutuskan ikatan. Gerakan atom memiliki
efek mendistribusikan kembali dan menghancurkan dislokasi
dalam logam dan (untuk tingkat yang lebih rendah) di keramik. Ini memungkinkan perubahan di dislokasi logam
untuk berdeformasi lebih mudah, sehingga meningkatkan keuletan mereka. Jumlah memulai proses-energi bebas Gibbs
dalam sebuah cacat logam juga dikurangi dengan proses anil. Dalam praktek dan industri, pengurangan ini
energi bebas Gibbs disebut "stres".
Lega
menekankan internal adalah suatu proses spontan thermodynamically, namun pada
temperatur ruangan, itu adalah proses yang sangat lambat. Suhu tinggi di mana proses anil terjadi
berfungsi untuk mempercepat proses ini.
Reaksi memfasilitasi kembalinya logam-dingin ke negara bebas stres
memiliki banyak jalur reaksi, terutama yang melibatkan penghapusan kekosongan
kisi gradien dalam tubuh dari logam. 1 ]
Penciptaan kekosongan kisi diatur oleh persamaan Arrhenius,
dan migrasi / difusi kisi kekosongan diatur oleh hukum Fick
difusi. [1] Sifat mekanik, seperti kekerasan dan
keuletan, perubahan sebagai dislokasi dihilangkan dan kisi kristal logam
mengalami perubahan. Pada pemanas pada
suhu tertentu dan pendinginan adalah mungkin untuk membawa atom kisi di kanan
situs dan pertumbuhan butir baru dapat meningkatkan sifat mekanik
C. Tahapan Anil
Ada
tiga tahap dalam proses anil, dengan yang pertama adalah pemulihan
fase, yang menyebabkan pelunakan dari logam melalui penghapusan kristal
cacat (tipe utama yang cacat linear disebut dislokasi) dan tekanan internal
yang mereka menyebabkan . 2 ] The second
phase is recrystallization
, where new strain-free grains nucleate and grow to replace those deformed by
internal stresses. [ 2 ]
If annealing is allowed to continue once recrystallization has been completed, grain growth
will occur, in which the microstructure starts to coarsen and may cause the
metal to have less than satisfactory mechanical properties. Tahap pemulihan
anil mencakup semua fenomena yang terjadi sebelum munculnya ketegangan
baru-free butir. [2]
Tahap kedua adalah rekristalisasi,
di mana baru-regangan butir bebas bernukleasi dan tumbuh untuk menggantikan
mereka yang cacat oleh tekanan internal. [2]
Jika anil diizinkan untuk melanjutkan setelah rekristalisasi ini telah
diselesaikan, pertumbuhan butir
akan terjadi, di mana mikrostruktur mulai mengasarkan dan dapat menyebabkan
logam memiliki kurang memuaskan sifat mekanik
D. Annealing dalam suasana yang
terkendali
Temperatur
rendah anil (sekitar 50 ° F di atas garis C3) dapat mengakibatkan oksidasi
permukaan logam, sehingga skala. Jika
skala harus dihindari, anil dilakukan dalam oksigen, karbon, dan nitrogen
atmosfer bebas (untuk menghindari oksidasi, carburization, dan nitriding
masing-masing) seperti (campuran dari
karbon monoksida, gas hidrogen, dan nitrogen [klarifikasi diperlukan]).
The magnetik
sifat logam
(Espey cores) yang diperkenalkan oleh anil paduan dalam hidrogen
suasana.
E. Setup dan Perlengkapan
Biasanya,
oven besar digunakan untuk proses anil.
Bagian dalam oven cukup besar untuk menempatkan benda kerja dalam posisi
untuk menerima paparan maksimum untuk sirkulasi udara panas. Untuk proses volume tinggi anil, menembakkan
gas furnace konveyor sering digunakan.
Untuk workpieces besar atau kuantitas tinggi bagian bawah tungku
Mobil-akan digunakan untuk memindahkan bagian-bagian dalam dan keluar dengan
mudah. Setelah proses anil telah
berhasil diselesaikan, kadang-kadang workpieces tersisa di oven agar
bagian-bagian untuk proses pendinginan yang terkontrol. Sementara beberapa workpieces yang tersisa di
dalam oven sampai dingin mode yang terkendali, bahan-bahan lain dan paduan
dihapus dari oven. Setelah dikeluarkan
dari oven, workpieces sering cepat mendingin dalam proses yang dikenal sebagai
pengerasan memuaskan. Beberapa metode
khas bahan pengerasan memuaskan melibatkan penggunaan media seperti udara, air,
minyak, atau garam.
F. Difusi anil semikonduktor
Dalam
semikonduktor
industri, silikon yang dianil, sehingga dopant
atom, biasanya boron,
fosfor
atau arsenik,
dapat berdifusi ke dalam posisi substitusi dalam kisi kristal, yang
mengakibatkan perubahan drastis pada listrik
properti dari bahan semikonduktor.
G. Normalisasi
Normalisasi
adalah proses anil di mana logam didinginkan di udara setelah pemanasan dalam
rangka untuk menghilangkan stres. Proses ini biasanya terbatas pada hardenable
baja. Hal ini digunakan untuk
memperbaiki butir yang telah cacat melalui pekerjaan dingin, dan dapat
meningkatkan keuletan dan ketangguhan dari baja. Melibatkan memanaskan baja ke atasnya tepat
di atas titik kritis. Ini adalah
direndam untuk waktu yang singkat kemudian dibiarkan dingin di udara. Butir kecil terbentuk yang memberikan lebih
sulit dan berat logam dengan kekuatan tarik yang normal dan bukan keuletan
maksimum dicapai oleh anil.
Menghilangkan kolumnar
pemisahan biji-bijian dan dendritik yang kadang-kadang terjadi selama
pengecoran. Normalisasi meningkatkan mesin
dari komponen dan memberikan stabilitas dimensi jika mengalami proses perlakuan
panas lebih lanjut.
H. Proses anil
Proses
anil, juga disebut "intermediate anil", "subkritis anil",
atau "dalam proses anil", adalah sebuah siklus perlakuan panas yang
mengembalikan sebagian dari keuletan untuk sepotong kerja yang memungkinkan itu
bekerja lebih jauh tanpa melanggar.
Keuletan adalah penting dalam membentuk dan menciptakan lebih halus
karya melalui proses seperti bergulir,
menggambar,
penempaan,
berputar,
ekstrusi
dan pos. Potongan dipanaskan hingga suhu biasanya di
bawah austenizing
suhu, dan diadakan di sana cukup lama untuk menghilangkan stres dalam
logam. Potongan akhirnya didinginkan
perlahan-lahan sampai suhu kamar. Hal
ini kemudian siap lagi untuk bekerja dingin tambahan. Hal ini juga dapat digunakan untuk memastikan
adanya penurunan risiko distorsi dari pekerjaan sepotong selama permesinan,
pengelasan, atau siklus perlakuan panas lebih lanjut. Rentang temperatur anil untuk proses berkisar
antara 500 ° F hingga 1400 ° F, tergantung pada paduan yang bersangkutan.
I. Kendali Anil
Anil
lengkap biasanya hasil di kedua negara paling ulet logam dapat mengasumsikan
untuk logam paduan. Ini menciptakan
homogen yang sama sekali baru dan struktur seragam dengan sifat dinamis yang
baik. Untuk melakukan anil penuh, logam
dipanaskan ke titik anil (sekitar 50 ° C di atas suhu austenic Grafik
menunjukkan) dan ditahan selama waktu yang cukup untuk memungkinkan materi
untuk sepenuhnya austenitize, untuk membentuk austenit atau austenit-sementit
struktur butir. Bahan-bahan tersebut
kemudian dibiarkan dingin perlahan-lahan sehingga ekuilibrium
mikrostruktur diperoleh. Dalam beberapa
kasus, hal ini berarti materi diperbolehkan untuk udara dingin.
Dalam
kasus lain bahan diperbolehkan untuk tungku dingin. Rincian proses tergantung pada jenis logam
dan paduan yang tepat yang terlibat.
Dalam hal apapun hasilnya adalah lebih ulet materi yang lebih besar rasio peregangan
dan pengurangan kawasan properti namun yang lebih rendah kekuatan luluh
dan yang lebih rendah kekuatan tarik. Proses ini juga disebut LP anil untuk lamellar
perlit dalam industri baja sebagai lawan dari proses anil yang tidak
menentukan mikrostruktur dan hanya mempunyai tujuan melunakkan bahan. Seringkali materi yang harus mesin, akan
anil, kemudian akan diikuti oleh perlakuan panas.
J.
Short siklus anil
Anil siklus pendek digunakan untuk
mengubah ferit biasa menjadi ferit lunak.
Terdiri dari pemanasan, pendinginan, dan kemudian memanaskan lagi 4-8
jam
