Pengertian Pengerasan Kriogenik Logam

Pengerasan kriogenik adalah proses yang menggunakan suhu kriogenik - suhu di bawah −238 F. (−150 C) untuk memperkuat dan meningkatkan struktur butiran logam. Tanpa melalui proses ini, logam rentan terhadap ketegangan dan kelelahan.

A. 3 Efek Bermanfaat

Perlakuan kriogenik logam tertentu diketahui memberikan tiga efek menguntungkan:

Daya tahan yang lebih baik: Perlakuan kriogenik membantu mendorong transformasi sisa austenit yang ada dalam baja yang diberi perlakuan panas menjadi baja martensit yang lebih keras. Ini menghasilkan lebih sedikit ketidaksempurnaan dan kelemahan dalam struktur butiran baja.
Peningkatan ketahanan aus: Pengerasan kriogenik meningkatkan pengendapan eta-karbida. Ini adalah karbida halus yang bertindak sebagai pengikat untuk mendukung matriks martensit, membantu menahan ketahanan aus dan korosi.
Penghilang tegangan: Semua logam memiliki tegangan sisa yang tercipta saat logam mengeras dari fase cair menjadi fase padat. Tekanan ini bisa mengakibatkan area lemah yang rentan mengalami kegagalan. Perawatan kriogenik dapat mengurangi kelemahan ini dengan membuat struktur butiran yang lebih seragam.

B. Proses kriogenik

Proses pengolahan kriogenik bagian logam melibatkan pendinginan logam yang sangat lambat menggunakan gas nitrogen cair. Proses pendinginan yang lambat dari suhu ambien hingga kriogenik penting untuk menghindari tekanan termal.

Bagian logam kemudian ditahan pada suhu sekitar −310 F. (−190 C) selama 20 hingga 24 jam sebelum penempaan panas mengambil suhu hingga sekitar +300 F. (+149 C). Tahap penempaan panas ini sangat penting dalam mengurangi kerapuhan yang mungkin disebabkan karena pembentukan martensit selama proses pengolahan kriogenik.

Perawatan kriogenik mengubah seluruh struktur logam, bukan hanya permukaan. Sehingga manfaatnya tidak hilang akibat diproses lebih lanjut, seperti penggilingan.

Karena proses ini bekerja untuk mengobati baja austenitik yang dipertahankan dalam komponen, tidak efektif dalam mengobati feritik dan austenitic baja. Namun, ini sangat efektif dalam meningkatkan baja martensitik yang diolah panas, seperti baja karbon tinggi dan kromium tinggi, serta baja perkakas.

Selain baja, pengerasan kriogenik juga digunakan untuk mengolah besi tuang, paduan tembaga, aluminium, dan magnesium. Proses tersebut dapat meningkatkan masa pakai dari jenis bagian logam ini dengan faktor dua hingga enam.

Perawatan kriogenik pertama kali dikomersialkan pada pertengahan hingga akhir 1960-an.

C. Aplikasi kriogenik

Aplikasi untuk bagian logam yang diolah secara kriogenik termasuk, tetapi tidak terbatas pada, industri berikut: