PENGENALAN KEPADA METALURGI KIMPALAN

Metalurgi adalah salah satu daripada subjek utama dalam program Teknologi Bahan, disamping seramik, polimer, semiconductor dan lain-lain. Melalui subjek ini, pelajar akan didedahkan dengan perubahan fasa dalam logam dan hubungan antara kesan rawatan haba, pengaloian logam dan kandungan karbon (bagi kes keluli besi) dengan pembentukan mikrostruktur dan juga sifat mekanikalnya.

Semasa proses rawatan haba, logam dipanaskan ke suatu suhu dan disejukkan ke suhu bilik, dan pada sesetengah kes, logam tadi di kekalkan pada suhu tersebut selama beberapa tempoh masa bergantung kepada tujuan rawatan haba tersebut.

Memandangkan rawatan haba adalah satu proses memanaskan dan menyejukkan sesuatu logam, dalam kuliah ini, rawatan haba telah dibuat terhadap keluli karbon aloi rendah. Teknik kimpalan telah digunakan sebagai cara untuk pemanasan sampel seperti ditunjukkan pada Rajah (a) dan (b). Proses kimpalan melibatkan suhu melebihi takat lebur bagi keluli karbon. Oleh itu, kawasan yang dilitupi oleh arka kimpalan akan cair. Sementara itu, pada sebelah kawasan yang cair ini terdapat kawasan yang tidak cair tetapi terkesan oleh haba yang tinggi, dikenali sebagai kawasan terkesan haba (HAZ). Dalam kuliah kimpalan, pelajar perlu mempelajari pembentukan mikrostruktur di kawasan ini. Pelbagai mikrostruktur yang terbentuk dengan saiz bijirin yang berbeza sebagai kesan oleh perbezaan capaian suhu dan perbezaan kadar penyejukan bakal memberikan pengalaman pembelajaran yang menyeronokkan kepada pelajar. Sebagai proses untuk membuat pemerhatian mikrostruktur, sampel perlu melalui proses mengisar dan menggilap, proses etching dengan menggunakan solusi nital Rajah (c). Seterusnya, mikrostruktur tersebut diperhatikan menggunakan mikroskop optik seperti Rajah (d).   

Artikel dan Foto: Dr Sarizam Mamat