Diagram Fasa Fe-C

Struktur Kristal Besi

X1

Diagram Fasa Fe-C

• Fasa2 yg ad dlam diagram fe-c

Fe-Fe3C Phase Diagram

• Pembagian Wilayah – Besi murni – Baja – Besi tuang

< 0.008 %C 0.008 < %C < 2. 2. < %C < 6.70

• Fasa: – α-Ferrite (α) – Austenite () – δ-Ferrite (δ) – Cemenite (Fe3C) X4

Temperatur Kritis Garis A1 :  Terbentuk kristal pearlite  Terjadi pd suhu 723 °C Garis A3  Menunjukkan transformasi allotropic  Struktur kristal berubah pada suhu 910 °C  Struktur kristal besi murni pada suhu ruang hingga titik A3 ini adalah kubik pemusatan ruang (kpr) dan disebut besi alpha (α).  Pada titik transformasi ini struktur berubah menjadi kubik pemusatan sisi kps) dan disebut besi gamma (γ).

Temperatur Kritis Garis A4  Menunjukkan transformasi allotropic  Struktur kristal berubah pada suhu 1390 °C  Struktur kristal besi murni pada suhu ini berubah kembali menjadi kubik pemusatan badan dan disebut besi delta ( δ ). Garis Acm  Garis kelarutan Carbon pada besi Gamma (Austenite)  Terjadi pd suhu 1147 °C  Struktur Kristal FCC  Terbentuk Lediburite

Macam – macam Fasa solid 1. α- Ferrite (α) Solid solution of a carbon dalam besi-α Struktur BCC Daya larut maksimum karbon pada besi 0,02% pada suhu 723°C Pada suhu 0°C daya larutnya menjadi 0.008% Dalam keadaan setimbang ditemukan pada temperatur ruang, yaitu alpha-ferrite Bersifat lunak (soft), ulet (ductile), dan magnetik (magnetic) X7

Macam – macam Fasa solid 2. Austenite (  ) Solid solution of a carbon dalam besi- δ Struktur FCC Daya larut maksimum karbon besi mencapai 2% pada suhu1148 °C Menjadi 0.8% pada suhu 723°C Fase Austenite ditemukan pada temperatur tinggi. Bersifat ulet (ductile), dan (non - magnetic)

X8

Macam – macam Fasa solid 3. δ-Ferrite (δ) Solid solution of a carbon dalam Besi - δ BCC structure Hanya stabil pada temperatur tinggi. Daya larut maksimum karbon pada besi mencapai 0.09 % Pada suhu 1493°C

X9

Macam – macam Fasa solid 4. Cementite (Fe3C) Intermetallic Gabungan Fe-C Fe3C : 6.7 % C + 93.3 % Fe Hanya stabil pada temperatur tinggi. Terbentuk ketika daya larut carbon di α-ferrite telah melewati dibawah 727oC  Struktur kristal Orthorombic  Sangat keras, dan rapuh X  10

3 reaksi fasa

X  11

Reaksi Peritectic Reaksi ini terjadi pada temperatur 1495oC dengan kandungan logam cair 0,53%C bergabung dengan delta () dengan kandungan 0,09%C membentuk fasa austenit () dengan kandungan sekitar 0,17%C. Delta () adalah fasa padat pada temperatur tinggi dan kurang berarti untuk proses perlakuan panas.

Reaksi Eutectic Reaksi ini terjadi pada temperatur 1148oC dalam reaksi ini logam cair dengan kandungan 4,3%C membentuk austenit () dengan 2,08%C dan senyawa sementit () yang mengandung 6,67%C.

Reaksi Eutectoid Reaksi ini terjadi pada temperatur 723oC, sedangkan kadar austenit () padat 0,8%C yang akan menghasilkan ferit () dengan kandungan 0,025%C dan sementit (Fe3C) yang mangandung 6,67%C. Untuk sistem Fe - C, reaksi eutectoid memiliki peranan terpenting. Karena dengan mengontrol Reaksi Eutectoid kita dapat memperoleh berbagai konstituen mikro yang diinginkan untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu.

Struktur mikro baja 1. Eutectoid Steel (Pearlitic Steel)

 struktur kristal BCC  Kristal campuran antara ferrite dan cementite disebut pearlite  terjadi pada baja yg mengandung 0.77% Carbon

α - ferrite (terang)

Fe3C (gelap)

2. Hypoeutectoid Steel  

 

Mengandung karbon 0,002 - 0,76 % C Pada pendinginan memasuki dua daerah fase yaitu : γ  α + γ, dibawah suhu 727 °C Austenite sisa  pearlite Struktur akhirnya adalah campuran dari Pro-eutectoid ferrite dan pearlite

Pro-eutectoid ferrite (terang)

Pearlite (gelap)

3. Hypereutectoid Steel    

Mengandung karbon 0,76 - 2,114 % C Pada pendinginan memasuki dua daerah fase yaitu : γ  γ + Fe3C, dibawah suhu 727 °C Fasa Pro- eutectoid sementit mulai terbentuk sepanjang batas butir γ Struktur akhirnya adalah campuran dari Pro-eutectoid sementite dan pearlite

Pearlite (gelap) Pro-eutectoid Sementite (terang)