Pengerajaan Dingin

Pengerajaan Dingin

Cold Working (Pengerjaan Dingin) ialah pembentukan logam plastis pada temperatur dibawah temperatur recrystalisasi (Deforming metal plastically at a temperature lower than recrystallization temperature). Terus, Apa itu temperatur recrystalisasi? Temperatur recrystalisasi ialah perkiraan temperatur minimum dimana logam yang dideformasi dingin akan mengalami rekristalisasi secara keseluruhan yang selesai dalam 1 jam (The approximate minimum temperature at wich complete recrystallization of a high cold worked metal occurs within a specified time, usually 1 hour)

Suatu logam dikatakan mengalami pengerjaan dingin (Cold Working) apabila butir-butir kristalnya berada dalam keadaan terdistorsi setelah mengalami deformasi plastik. Dalam keadaan ini pada kristal terdapat berbagai dislokasi setelah terjadi slip dan atau twinning.
Sebagai akibat dari pengerjaan dingin ini beberapa sifat mekanik akan mengalami perubahan, misalnya : Tensile Strenght, Yield streghth dan Hardnessnya akan naik sedangkan keuletan (ductility) akan menurun sebanding dengan makin tingginya derajat deformasi dingin yang dialami.

Dari gambar diatas dapat kita analisa sebagai berikut : bahwa laju kenaikan Yield Strenght itu lebih tinggi dari pada laju kenaikan Tensile Strenght dan pada derajat deformasi yang lebih tinggi lagi perbedaan antara Yield Strenght dengan Tensile Strenght hanya sedikit sekali. Jadi apa maksudnya? Maksudnya adalah deformasi yang akan terjadi sebelum patah sedikit sekali (keuletannya rendah). Dan ini juga berarti bahwa akan sangat berbahaya bila menderformasikan logam yang telah mengalami derajat deformasi dingin yang cukup tinggi karena sewaktu-waktu dapat patah (putus).

Keterangan : The grain structure of a low carbon steel produced by cold working: (a) 10% cold work, (b) 30% cold work, (c) 60% cold work, and (d) 90% cold work (250). (Source: From ASM Handbook Vol. 9, Metallography and Microstructure, (1985) ASM International, Materials Park, OH 44073. Used with permission.)
Sebagaimana telah dikemukakan diawal bahwa akibat dari pengerjaan dingin adalah Tensile Strenght, Yield streghth dan Hardnessnya akan naik sedangkan keuletan (ductility) akan menurun sebanding dengan makin tingginya derajat deformasi dingin yang dialami. Selain itu juga perlu diketahui bahwa sebagian energi yang diberikan untuk mendeformasi logam itu dikeluarkan lagi sebagai panas dan sebagian lagi tetap tersimpan dalam struktur kristal sebagai energi dalam (tegangan dalam) yang dikaitkan dengan cacat kristal yang terjadi sebagai akibat dari deformasi. Jadi, secara sederhana bahwa setiap logam yang mengalami pengerjaan dingin itu pasti akan menyimpan sejumlah tegangan dalam sebagai akibat terjadinya sejumlah dislokasi.
Seumpama ada contoh kasus : Logam yang telah mengalami pengerjaan dingin ini dipanaskan kembali, apa yang terjadi? Maka terjadi suatu keadaan dimana atom-atom akan menerima sejumlah energi yang dapat dipakai untuk membentuk sejumlah kristal yang lebih bebas cacat dan bebas tegangan dalam. Nah, tahapan-tahapannya itu seperti berikut ini :
1.Recovery

Pada Fase Recovery ini terjadi pada awal pemanasan kembali dan dengan temperatur pemanasan yang rendah (A low-temperature annealing heat treatment), hal ini bertujuan untuk mengurangi tegangan dalam yang terjadi selama deformasi dan pada tahapan ini belum terjadi perubahan sifat mekanik maupun struktur mikro.

2.Recrystallization

Pada fase rekristalisasi ini dilakukan pemanasan kembali dengan temperatur pemanasan yang lebih tinggi (A medium-temperature annealing heat treatment), hal ini bertujuan untuk mengeliminasi semua akibat dari pengerasan regangan yang terjadi (strain hardening) selama pengerjaan dingin. Rekristalisasi terjadi melalui tahapan nucleaction (pengintian) dan growth (pertumbuhan).

3.Graingrowth

Pertumbuhan dari batas butir dengan proses difusi yang bertujuan untuk mengurangi jumlah dari Area Batas Butir.