DEFINISI METALURGI FISIK DAN RUANG LINGKUPNYA
1.
DEFINISI METALURGI
Metalurgi adalah ilmu, seni, dan teknologi yang mengkaji proses pengolahan dan perekayasaan mineral perekayasaan mineral dan logam. Dan Teknik Metalurgi adalah bidang ilmu yang menggunakan prinsip-prinsip keilmuan fisika, matematika dan kimia serta proses enjiniring untuk menjelaskan secara terperinci dan mendalam fenomena-fenomena proses pengolahan mineral (termasuk pengolahan batubara), batubara), proses ekstraksi logam dan pembuatan paduan, hubungan hubungan perilaku sifat mekanik logam dengan strukturnya, strukturnya, fenomena-fenomena proses penguatan logam serta fenomena-fenomena kegagalan dan degradasi logam. Ketiga ilmu dasar sains digunakan dalam mengembangkan tiga sektor dasar dalam Body dalam Body Knowledge metalurgi Knowledge metalurgi yang meliputi metalurgi mimia, metalurgi met alurgi fisika dan enjiniring proses. Metalurgi didefinisikan sebagai suatu ilmu yang mempelajari karakteristik/sifat/perilaku logam, ditinjau dari sifat mekanik (kekuatan, keuletan, kekerasan, ketahanan lelah, dsb.), fisik (konduktivitas panas, listrik, massa jenis, magnetik, optik, dsb), kimia (ketahanan korosi, dsb) dan teknologi (kemampuan logam untuk dibentuk, dilas/disambung,dimesin, dicor dan dikeraskan).
Sifat-sifat yang dimiliki oleh suatu logam akan berkaitan satu dengan lainnya. Suatu komponen yang terbuat dari logam didalam aplikasinya aplikasi nya sangat ditentukan dimana logam tersebut berada sehingga pengetahuan yang meliputi berbagai karakteristik logam haruslah dimiliki oleh orang yang berkecimpung didalamnya. Contoh tadi menunjukkan bahwa metalurgi mempunyai peranan yang sangat penting dalam proses pembuatan suatu komponen Dapat
dilihat
bahwa
untuk
membuat
memperhatikan berbagai aspek yaitu :
suatu
rangka
kendaraan/mobil
harus
1. Komposisi kimia logam logam (logam apa yang yang akan dipilih, apakah apakah baja atau aluminium paduan, unsur-unsur unsur-unsur apa yang dibutuhkan). 2. Struktur mikro (bagaimana (bagaimana struktur mikro yang yang ada dikaitkan dengan dengan kekuatan dan kemampuan logam tersebut akan dibuat, bagaimana mengontrol kekuatannya. 3. Proses pembuatan (pemilihan proses pembuatan pembuatan yang dikaitkan dengan hasil yang akan diperoleh). 4. Penampilan/harga (bagaimana rasio kekuatan terhadap massa jenis, bagaimana sifat mampu bentuknya, berapa ongkos produksinya).
1. Komposisi kimia logam logam (logam apa yang yang akan dipilih, apakah apakah baja atau aluminium paduan, unsur-unsur unsur-unsur apa yang dibutuhkan). 2. Struktur mikro (bagaimana (bagaimana struktur mikro yang yang ada dikaitkan dengan dengan kekuatan dan kemampuan logam tersebut akan dibuat, bagaimana mengontrol kekuatannya. 3. Proses pembuatan (pemilihan proses pembuatan pembuatan yang dikaitkan dengan hasil yang akan diperoleh). 4. Penampilan/harga (bagaimana rasio kekuatan terhadap massa jenis, bagaimana sifat mampu bentuknya, berapa ongkos produksinya).
Sejarah ilmu metalurgi diawali dengan teknologi pengolahan hasil pertambangan. Logam yang paling dini digunakan oleh manusia manusia tampaknya adalah emas, yang bisa ditemukan secara bebas. Sejumlah kecil emas telah ditemukan telah digunakan di gua-gua di Spanyol pada masa Paleoli tikum, sekitar 40.000 SM
Perak, tembaga, timah dan besi meteor juga dapat ditemukan bebas, dan memungkinkan pengerjaan logam dalam jumlah terbatas. Senjata Mesir yang dibuat dari besi meteor pada sekitar 3000 SM sangat dihargai sebagai "belati dari langit. Dengan Dengan pengetahuan untuk mendapatkan tembaga dan timah dengan memanaskan bebatuan, s erta mengkombinasikan tembaga dan timah untuk untuk mendapatkan logam paduan paduan yang dinamakan sebagai perunggu, teknologi metalurgi dimulai s ekitar tahun 3500 SM pada masa Zaman Perunggu. Ekstraksi besi dari bijihnya ke dalam logam yang dapat diolah jauh lebih sulit. Proses ini tampaknya telah diciptakan oleh orang-orang Hittit pada sekitar 1200 SM, pada awal Zaman Besi. Rahasia ekstraksi dan pengolahan besi adalah faktor kunci dalam keberhasilan orang-orang Filistin.
Perkembangan historis metalurgi besi dapat ditemukan dalam berbagai budaya dan peradaban lampau. Ini mencakup kerajaan dan imperium kuno dan abad pertengahan di Timur Tengah dan Timur Dekat, Mesir kuno, dan Anatolia (Turki sekarang), Kartago, Karta go, Yunani, Romawi kuno, Eropa abad pertengahan, Cina kuno dan pertengahan, India kuno dan pertengahan, Jepang kuno dan pertengahan, dan sebagainya. Banyak penerapan, praktek dan perkakas metalur gi mungkin sudah digunakan di Cina kuno sebelum orang-orang Eropa menguasainya (seperti tanur, besi cor, baja, dan lainlain). Berdasar kedekatan antara metalurgi dengan pertambangan inilah maka pada awalnya pendidikan metalurgi lahir dari sekolah-sekolah pertambangan seperti pendidikan metalurgi di Colorado School of Mines. Pendidikan metalurgi
Pada saat ini pendidikan metalurgi sudah sedemkian luas sehingga beberapa perguruan tinggi mengkhususkan penekanan pada cabang-cabang ilmu metalurgi.
• Cabang pengolahan mineral dan metalurgi ekstraksi biasanya sangat ditekankan pada pendidikan metalurgi di jurusan Teknik Pertambangan. • Cabang metalurgi mekanik biasanya sangat ditekankan pada pendidikan metalurgi di jurusan Teknik Mesin dan Teknik Industri. • Cabang metalurgi fisik biasanya diajarkan secara merata di berbagai perguruan tinggi sebagai fundamen dari ilmu logam. Perkembangan persoalan ilmiah dan teknis saat ini yang memerlukan pemecahan multidisiplin mengharuskan adanya pertemuan antara berbagai disiplin ilmu yang berbeda. Dalam hal ini seorang metalurgis (ilmuwan dan pekerja metalurgi) berada di tengah-tengah pertemuan ilmu-ilmu tersebut. Metalurgi beririsan dengan beberapa aspek ilmu kimia, teknik kimia, fisika, teknik fisika, teknik mesin, pertambangan, lingkungan, dll.
Metalurgi Dibagi menjadi 3 divisi :
2.
Metalurgi Ekstraktif
Metalurgi Fisik
Metalurgi Mekanik
DEFINISI METALURGI FISIK
Definisinya adalah mempelajari struktur dan sifat fisik lainnya dari logam dan paduannya. Untuk mengetahui sifat fisik diperlukan peralatan seperti mikroskop optic, mikroskop electron untuk mempelajari struktur logam dan sinar X untuk mempelajari struktur kristal dasar. Juga dipelajari sifat magnetic, daya hantar listrik dan panas, susut muai logam dan tahanan listriknya. Semua penelitian dilakukan dalam keadaan padat.
Sedangkan metalurgi fisik adalah pengetahuan-pengetahuan mengenai fisika dari logam-logam dan paduan-paduan umpamanya tentang sifat-sifat mekanik
sifat-sifat teknologi serta pengubahan-pengubahan sifat-sifat tersebut yang umumnya menyangkut segi-segi pengembangan atau development , pada penggunaan dan pengolahan atau teknologi logam-logam dan paduan-paduan.
Metalurgi sebagai Industri Manufaktur
Industri Metalurgi dari segi kapasitas dan penghasilan uang termasuk industri besar seperti PT. Krakatau Steel (KS), Ispatindo, Bakri, dsb. Lebih dari 4/5-nya industri logam membuat besi dan baja dan 1/5-nya adalah non-fero seperti tembaga, aluminium, timah berikut paduannya dan logam-logam lain.
Kelompok Logam Non Fero
Unsur
a. Berat
Cu, Ni, Pb, Zn, Sn
b. Ringan
Al, Mg, be, Li, Ba, Ca, Sr, Na, K
c. Mulia
Au, Ag, Pt, Os, In, Ru, Rh, Pd
d. Minor
As, Sb, Bi, Cd, Hg, Co
e. Refractory/keras
W, Mo, Ta, Nb, Ti, Zr, V
f. Scattered/terberai
Be, In, Ga, Ti, Hf, Re
g. radio aktif
Ra, Ac, Th, Pa, U
h. Rare earth/tanah jarang
La, Sm, Eu, Sc
i. untuk paduan
Cr, Mn
Tabel : Pengelompokan Logam Non Fero
Metalurgi tidak termasuk konstruksi dan perakitan dari produk akhir. Hanya banyak sekali variasi dari sifat logam yang telah dibuat adalah untuk mencapai kebutuhan yang diminta para pemakai. Sering para metalurgis harus membuat dari logam yang sama tapi harus mempunyai sifat berlainan. Kebutuhan logam yang selalu meningkat adalah logam yang lebih kuat,
ringan, aman, harga murah, keras, dsb. Ini adalah fungsi dari metalurgis yang sangat penting dalam teknik material. Juga cara memilih logam, cara mengoplahnya, cara uji adalah termasuk pekerjaan yang sangat besar. Yang dimaksud metalurgis ialah yang menguasai ilmu mengubah logam hingga sangat berguna, hingga jadi mempunyai sifat-sifatnya yang baik sesuai kebutuhan. Juga mempelajari secara mendalam struktur logam dan hubungannya dengan kekuatan dan sifat lain dari logam. Mampu meramalkan akibat baja kena panas, mengejut dan laku panas lainnya.
C. Contoh-contoh praktis mengenai Metalurgi pada industri Modern
Bagaimana fungsi seorang metalurgis dapat dilihat dari contoh di bawah ini : 1). Roda gigi pada suatu mesin harus berputar secara terus menerus dengan putaran tinggi dan mendapat beban yang berat, bila dibuat dari logam yang lunak (perunggu, kuningan) akan mudah lecet. Sebaliknya bila dibuat dari logam yang keras walaupun tahan aus sering terjadi pecah karena getas. Untuk mengatasi hal ini maka harus dibuat dengan logam yang dapat dikeras permukaan supaya bagian dalam tetap ulet hingga tidak mudah pecah sedang bagian luar keras hingga tidak lekas aus.
2). Selongsong peluru yang berbentuk botol bila langsung disusun lengkap, maka suatu saat dapat terjadi retak pada leher selongsongnya. Hal ini akibat pembentukan yang meninggalkan tegangan sisa yang sangat besar. Retaknya dapat terjadi seketika atau setelah menunggu beberapa waktu (jam, hari). Untuk mengatasinya ialah dengan dilakukan annil (salah satu laku panas), maka tegangan sisa akan sangat kurang hingga tidak menimbulkan retak lagi.
3). Pemotong kertas dipabrik kertas yang bermutu tinggi harus mempunyai kekuatan dan kekerasan yang tinggi agar mampu memotong kertas yang berlapis-lapis dan sangat banyak.
D. Terminologi
1. Unsur Unsur dalam metalurgi akan selalu disebut-sebut unsur logam (elemen logam) artinya unsur terbentuk hanya dari satu material. Unsur tidak dapat diubah menjadi unsur lain (secara biasa). Walaupun unsur itu dicairkan, dibekuakan, dimesin, dipatahkan atau dengan prosedur mekanik lainnya, maka unsur tetap saja seperti asalnya.
2. Senyawa Adalah hasil reaksi dari beberapa unsur yang terikat secara kimia seperti besi fosfida, krom karbida, dsb. Biasanya senyawa mempunyai minimum dua unsur. Bila telah menjadi senyawa logam dan berikatan dengan unsur lain, maka akan sukar untuk diuraikan kembali selanjutnya sifat dari senyawa akan sangat berlainan dengan unsurunsur asalnya. Contohnya besi sulfide sangat berbeda dengan sifat besi dan belerang, demikian juga dengan krom karbida, Alumunium oksida, dan silicon karbida yang sangat berbeda dengan unsur-unsur awalnya.
3. Campuran Yang disebut campuran pada logam adalah logam itu mengandung lebih dari satu unsur yang bercampur tapi tidak terbentuk senyawa kimia. Beda antara campuran dengan senyawa logam ialah pada campuran relatif mudah dipisah. Contohnya pada vitamin yang mengandung besi, dapat digerus dan besi nya dapat ditarik dengan magnet. Juga pada kuningan yang berbentuk larutan padat yang dicampuri timbal yang akan tampak terpisah bila kita lihat di bawah mikroskop. Sifat asal dari logamnya akan sangat tampak pada campuran ini.
4. Larutan Padat Adalah larutan dari logam yang terdiri dari pelarutnya logam dan yang terlarutnya juga logam. Contohnya pada uang logam Rp.100,- yang terdiri dari tembaga dan nikel. Terjadinya larutan padat adalah melalui peleburan/pencairan. Contohnya tembaga kita cairkan dan nikel juga dicairkan kemudian keduanya dicampurkan dengan perbandingan sekehendak, maka keduanya akan saling melarutkan. Larutan yang perbandingannya dapat sembarangan dan saling melarutkan dengan sempurna diberi nama “Larutan padat
tanpa batas”. Ada juga yang larut padat terbatas seperti halnya karbon, tembaga pada besi akan larut hanya sebagian kecil. Lebih besar dari itu sudah bukan larutan padat lagi tapi akan membentuk fasa lain.
5. Paduan Bila dua unsur logam atau lebih dilarutkan secara bersama-sama akan membentuk :
Larutan Padat
Senyawa kimia
Campuran
Sehingga terbentuk logam lain yang sifatnya lebih unggul dan menguntungkan, maka hasilnya disebut paduan. Pada paduan ada logam induk yang jadi dasarnya yang kadarnya paling besar sedang yang dibubuhkan adalah logam pemadu. Paduan yang berbentuk paduan padat selalu terdiri atas logam paduan dan logam pelarutnya yang disebut logam induk.
6. Butiran logam dan kristal bila jumlah atom yang sangat banyak bergabung jadi satu, maka akan membentuk butiran logam yang dapat kita lihat dengan jelas di bawah mikroskop, butiran ini disebut juga kristal. Atom-atom dalam kristal akan tersusun dengan siistem yang sangat teratur dan ada beberapa susunan tertentu.
3.
DEFINISI RUANG LINGKUP METALURGI FISIK
Definisi ruang lingkup bidang metalurgi ini sedemikian luas, dimulai dari pengolahan bahan galian, ekstraksi logam dan pemurniannya, pembentukan dan perlakuan panas logam, teknologi perancangan dan pengoperasian sistem-sistem metalurgi hingga fenomena kegagalan struktur logam akibat beban mekanik dan degradasi logam akibat berinteraksi dengan lingkungannya termasuk pengendaliannya, serta teknologi daur ulang. Oleh karena itu dalam pengembangannya di bidang keilmuan metalurgi ini dikembangkan dengan melibatkan topik-topik dasar tersebut diatas secara terintegrasi dalam jabaran kurikulum.
Ruang lingkup metalurgi fisik meliputi :
Pengolahan mineral (mineral dressing)
Ekstraksi logam dari konsentrat mineral (metalurgi ekstraksi)
Proses produksi logam (metalurgi mekanik)
Perekayasaan sifat fisik logam (Metalurgi fisik)
Pengolahan mineral (mineral dressing) adalah pengolahan mineral secara fisik. Tujuan dari pengolahan mineral adalah meningkatkan kadar logam berharga dengan cara membuang bagian-bagian dari bijih yang tidak diinginkan. Secara umum, setelah proses mineral dressing akan dihasilkan tiga kategori produk.
Konsentrat, dimana logam-logam berharga terkumpul dan dengan demikian kadarnya menjadi tinggi.
Tailing, dimana bahan-bahan tidak berharga (bahan i kutan, gangue mineral ) terkumpul.
Middling, yang merupakan bahan pertengahan antara konsentrat dan tailing. Teknik pengolahan mineral bermacam-macam. Pengaplikasiannya sangat tergantung pada jenis bijih atau mineral yang akan ditingkatkan konsentrasinya. Pemilihan teknik didasarkan pada perbedaan sifat-sifat fisik dari mineral-mineral yang ada dalam bijih tersebut. Kurikulum Program Studi Teknik Metalurgi didesain untuk menyediakan sarj ana metalurgi dengan kompetensi sebagai berikut : 1. Mampu memisahkan mineral berharga dari mineral pengotornya (mineral processing ) di dalam bijih (ores) hasil penambangan agar siap untuk diekstraksi secara teknis dan ekonomis. Termasuk dalam mineral processing ini misalnya adalah pencucian batubara. 2. Mampu mengekstraksi (extraction) logam berharga dan memurnikannya (refining) menjadi logam murni, misalnya emas, perak, timah, tembaga, aluminium, atau menghasilkan paduan seperti nickel matte dan ferro-nickel. Termasuk dalam extraction ini misalnya adalah pembuatan alumina (Al2O3) dari bijih bauksit dan pencairan batubara, serta daur ulang.
3. Mampu melakukan evaluasi kinerja pabrik pengolahan mineral/bahan galian dan ekstraksi logam ditinjau berdasarkan aspek efisiensi penggunaan bahan baku dan sumberdaya energi serta kualitas produknya. 4. Mampu memadukan logam dengan unsur lain (alloying) membentuk paduan logam, misalnya berbagai jenis baja, besi cor, paduan alumunium, kuningan, paduan nikel, superalloy. 5.
Mampu melakukan pembentukan logam (misalnya rolling terhadap produk baja) serta memperbaiki struktur mikro paduan logam melalui perlakuan panas (heattreatment) untuk mendapatkan sifat-sifat yang diperlukan dalam aplikasi (preparing them for use). Termasuk, misalnya pengecoran logam (metal casting), metalurgi pengelasan (welding metallurgy), dan metalurgi serbuk (powder metallurgy).
6. Mampu mendapatkan hubungan antara struktur mikro (micro structure) dengan sifat (properties) logam dan paduannya, misalnya pengaruh partikel karbida terhadap kekuatan tarik (tensile strength) dan ketahanan korosi baja. Diagram Fasa Fe3C 1. Definisi Diagram Fasa
Diagram fase yang paling sederhana adalah diagram tekanan-temperatur dar i zat tunggal, seperti air. Sumbu-sumbu diagram berkoresponden dengan tekanan dan temperatur. Diagram fase pada ruang tekanan-temperatur menunjukkan garis kesetimbangan atau sempadan fase antara tiga fase padat, cair, dan gas. 2. Tipe-tipe Diagram Fasa
Penandaan diagram fase menunjukkan titik-titik di mana energi bebas bersifat nonanalitis. Fase-fase dipisahkan dengan sebuah garis non-analisitas, di mana transisi fase terjadi, dan disebut sebagai sempadan fase. Pada diagaram sebelah kiri, sempadan fase antara cair dan gas tidak berlanjut sampai tak terhingga. Ia akan berhenti pada sebuah titik pada diagaram fase yang disebut sebagai titik kritis. Ini menunjukkan bahwa pada temperatur dan tekanan yang sangat
tinggi, fase cair dan gas menjadi tidak dapat dibedakan, yang dikenal sebagai fluida superkritis. Pada air, titik kritis ada pada sekitar 647 K dan 22,064 MPa (3.200,1 psi) Keberadaan titik kritis cair-gas menunjukkan ambiguitas pada definisi di atas. Ketika dari cair menjadi gas, biasanya akan melewati sebuah sempadan fase, namun adalah mungkin untuk memilih lajur yang tidak melewati sempadan dengan berjalan menuju fase superkritis. Oleh karena itu, fase cair dan gas dapat dicampur terus menerus. Sempadan padat-cair pada diagram fase kebanyakan zat memiliki gradien yang positif. Hal ini dikarenakan fase padat memiliki densitas yang lebih tinggi daripada fase cair, sehingga peningkatan tekanan akan meningkatkan titik leleh. Pada beberapa bagian diagram fase air, sempadan fase padat-cair air memiliki gradien yang negatif, menunjukkan bahwa es mempunyai densitas yang lebih kecil daripada air. 3. Tinjauan
Komponen-komponen umum diagram fase adalah garis kesetimbangan atau sempadan fase, yang merujuk pada garis yang menandakan terjadinya transisi fase. Titik tripel adalah titik potong dari garis-garis kesetimbangan antara ti ga fase benda, biasanya padat, cair, dan gas. Solidus adalah temperatur di mana zat tersebut stabil dalam keadaan padat. Likuidus adalah temperatur di mana zat tersebut stabil dalam keadaan cair. Adalah mungkin terdapat celah di antara solidus dan likuidus; di antara celah tersebut, zat tersebut terdiri dari campuran kristal dan cairan. 4. Sifat-Sifat Termodinamika Lainnya
Selain temperatur dan tekanan, sifat-sifat termodinamika lainnya juga dapat digambarkan pada diagram fase. Contohnya meliputi volume jenis, entalpi jenis, atau entropi jenis. Sebagai contoh, grafik komponen tunggal Temperatur vs. Entropi jenis (T vs. s) untuk air /uap atau untuk refrigeran biasanya digunakan untuk mengilustrasikan siklus termodinamika seperti siklus Carnot dan siklus Rankine.
Pada grafik dua dimensi, dua kuantitas termodinamika dapat ditunjukkan pada sumbu horizontal dan vertikal. Kuantitas termodinamika lainnya dapat diilustrasikan dengan bertumpuk sebagai sebuah deret garis atau kurva. Garis-garis ini mewakili kuantitas termodinamika pada nilai konstan tertentu. 5. Diagram Fasa 3D
Adalah mungkin untuk membuat grafik tiga dimensi (3D) yang menunjukkan tiga kuantitas termodinamika. Sebagai contoh, untuk sebuah komponen tunggal, koordinat 3D Cartesius dapat menunjukkan temperatur (T), tekanan (P), dan volume jenis (v). Grafik 3D tersebut kadang-kadang disebut diagram P-v-T. Kondisi kesetimbangan akan ditungjukkan sebagai permukaan tiga dimensi dengan luas permukaan untuk fase padat, cair, dan gas. Garis pada permukaan tersebut disebut garis tripel, di mana zat padat, cair, dan gas dapat berada dalam kesetimbangan. Titik kriti s masih berupa sebuah titik pada permukaan bahkan pada diagram fase 3D. Proyeksi ortografi grafik P-v-T 3D yang menunjukkan tekanan dan temperatur sebagai sumbu vertikal dan horizontal akan menurunkan plot 3D tersebut menjadi diagram tekanan-temperatur 2D. Ketika hal ini terjadi, permukaan padat-uap, padat-cair, dan cair-uap akan menjadi tiga kurva garis yang akan bertemu pada titik tripel, yang merupakan proyeksi ortografik garis tripel.
Klasifikasi Logam dan Paduannya
Logam dan paduannya adalah salah satu matrial teknik yang porsinya paling banyak diperlukan dalam kegunaan Teknik. Jika diperhatikan komponen mesin, maka s ebagian besar sekitar 80% dan bahkan lebih terbuat dari logam. Selebihnya digunakan material non logam seperti keramik, glass, polimer dan bahkan material maju seperti komposit. Material Logam dikelompokan menjadi dua yaitu 1. Logam Besi (ferrous) Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, keras, penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Bijih logam ditemukan dengan cara penambangan yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur.
2. Logam Non Besi (Non Ferrous) Logam non besi merupakan semua unsur logam yang komposisi utamanya bukan besi. Logam non besi juga sering digunakan walaupun pada umumnya jarang s ekali di industri. Itu karena Logam besi lebih banyak dipakai semua industri. Logam Besi (Ferrous) juga terdiri menjadi dua yaitu; A. Baja (Steel)
Baja paduan adalah baja paduan dengan berbagai elemen dalam jumlah total antara 1,0% dan 50% berat untuk meningkatkan sifat mekanik. Baja Paduan dipecah menjadi dua kelompok: 1). Baja paduan rendah (low alloy steel) Baja paduan rendah biasanya digunakan untuk mencapai hardenabilit y lebih baik, yang pada gilirannya akan meningkatkan sifat mekanis lainnya. Mereka juga digunakan untuk meningkatkan ketahanan korosi dalam kondisi lingkungan tertentu. Dengan menengah ke tingkat karbon tinggi, baja paduan r endah sulit untuk las. Menurunkan kandungan karbon pada kisaran 0,10% menjadi 0,30%, bersama dengan beberapa pengurangan elemen paduan, meningkatkan weldability dan sifat mampu bentuk baja dengan tetap menjaga kekuatannya. Seperti logam digolongkan sebagai baja paduan rendah kekuatan tinggi. Baja paduan rendah dikelompokan menjadi 3 yaitu: a). Baja Karbon Rendah (low carbon steel) Baja ini dengan komposisi karbon kurang dari 2%. Fasa dan struktur mikronya adalah ferrit dan perlit. Baja ini tidak bisa dikeraskan dengan cara perlakuan panas (martensit) hanya bisa dengan pengerjaan dingin. Sifat mekaniknya lunak, l emah dan memiliki keuletan dan ketangguhan yang baik. Serta mampu mesi n (machinability) dan mampu las nya (weldability) baik.
b). Baja Karbon Sedang (medium carbon steel) Baja Mil memiliki komposisi karbon antara 0,2%-0,5% C (berat). Dapat dikeraskan dengan perlakuan panas dengan cara memanaskan hingga fasa austenit dan setelah ditahan beberapa saat didinginkan dengan cepat ke dalam air atau sering disebut quenching untuk memperoleh fasa ang keras yaitu martensit. Baja ini terdiri dari baja karbon sedang biasa (plain) dan baja mampu keras. Kandungan karbon yang relatif tinggi itu dapat meningkatkan kekerasannya. Namun tidak cocok untuk di las, dengan kata lain mampu las nya rendah. Dengan penambahan unsur lain seperti Cr, Ni, dan Mo lebih meningkatkan mampu kerasnya. Baja ini lebih kuat dari baja karbon rendah dan cocok untuk komponen mesin, roda kereta api, roda gigi (gear), poros engkol (crankshaft) serta komponen struktur yang memerlukan kekuatan tinggi, ketahanan aus, dan tangguh. c). Baja Karbon Tinggi (high carbon steel) Baja karbon tinggi memiliki komposisi antara 0,6- 1,4% C (berat). Kekerasan dan kekuatannya sangat tinggi, namun keuletannya kurang. baja ini cocok untuk baja perkakas, dies (cetakan), pegas, kawat kekuatan tinggi dan alat potong yang dapat dikeraskan dan ditemper dengan baik. Baja ini terdiri dari baja kar bon tinggi biasa dan baja perkakas. Khusus untuk baja perkakas biasanya mengandung Cr, V, W, dan Mo. Dalam pemaduannya unsur-unsur tersebut bersenyawa dengan karbon menjadi senyawa yang sangat keras sehingga ketahanan aus sangat baik. 2). Baja Paduan Tinggi (high alloy steel) Baja paduan tinggi terdiri dari baja tahan karat atau disebut dengan stainless steel dan baja tahan panas. Baja ini memiliki ketahanan korosi yang baik, terutama pada kondisi atmosfer. Unsur utama yang meningkatkan korosi adalah Cr dengan komposisi paling sedikit 11%(berat). Ketahanan korosi dapat juga ditingkatkan dengan penambahan unsur Ni dan Mo. Baja tahan karat dibagi menjadi tiga kelas utama yaitu jenis martensitik, feritik, dan austenitik. jenis martensitik dapat dikeraskan dengan menghasilkan fasa martensit. baja tahan karat austenitik memiliki fasa y (austenit) FCC baik pada temperatur tinggi
hingga temperatur kamar. Sedangkan jenis feritik terdiri dari fasa ferrit (a) BCC. Untuk jenis austenitik dan feritik dapat dikeraskan dengan pengerjaan dingin (cold working). Jenis Feritik dan Martensitik bersifat magnetis sedangkan jenis austenitik tidak magnetis. B. Besi Cor (cast ir on)
Besi cor adalah kelompok paduan besi memiliki kadar karbon diatas 1,7%(berat). Biasanya berkisar antara 3-4,43% C(berat). Dikarnakan elemen utamanya selain C dan Si juga ada elemen-elemen pemadu lainnya seperti Mn, S, P, Mg dan lain-l ain dalam jumlah yang sedikit. Sifatnya sangat getas namun mampu cornya baik dibanding baja. Titik cairnya lebih rendah, ketahanan korosinya lebih baik, hal ini dikarenakan adanya grafit yang tersebar didalam besi cor. Berdasarkan jenis matriksnya besi cor terdiri dari besi cor kelabu (gray cast iron), besi cor putih, besi cor noduler, besticor mampu bentuk (malleable). Centr if ugal Castin g Definisi
Centrifugal Casting atau roto casting adalah teknik pengecoran yang biasanya digunakan untuk melemparkan silinder berdinding tipis. Perlu dicatat untuk kualitas tinggi hasil dicapai, terutama untuk kontrol yang tepat dari metalurgi dan struktur kristal. Tidak seperti kebanyakan teknik casting lain, Centrifugal Casting yang terutama digunakan untuk memproduksi bahan saham dalam ukuran standar untuk mes in lebih lanjut, daripada bagian berbentuk disesuaikan dengan penggunaan-akhir tertentu. Proses
Dalam casting sentrifugal, sebuah cetakan tetap diputar terus menerus terhadap sumbunya dengan kecepatan tinggi (300 sampai 3000 rpm) s ebagai logam cair dituang. Cairan logam sentrifugal dilemparkan ke arah dinding cetakan dalam, dimana ia membeku setelah pendinginan. pengecoran biasanya casting halus dengan diameter luar yang sangat halus, karena dingin terhadap permukaan cetakan. Kotoran dan inklusi dibuang ke permukaan diameter dalam, yang dapat mesin jauh.
Mesin tuang dapat berupa vertikal horisontal atau sumbu. Sumbu horisontal mesin lebih disukai untuk panjang, silinder tipis, mesin vertikal untuk cincin. Kebanyakan tuang dipadatkan dari pertama di luar. Ini dapat digunakan untuk mendorong pembekuan arah pengecoran, dan dengan demikian memberikan sifat metalurgi berguna untuk itu. Sering kali lapisan dalam dan luar dibuang dan hanya zona kolumnar perantara digunakan. Manfaat
Silinder dan bentuk dengan simetri rotasi yang paling sering dilemparkan oleh teknik ini. “Tall” tuang (dalam arah gaya menetap akting, biasanya gravitasi) selalu lebih sulit daripada coran pendek. Dalam teknik casting sentrifugal jari-jari rotasi, sepanjang yang bertindak gaya sentrifugal, menggantikan sumbu vertikal. Mesin pengecoran dapat diputar ke tempat ini dalam orientasi yang nyaman, relatif te rhadap gravitasi vertikal. Horisontal dan vertikal sumbu mesin keduanya digunakan, cukup untuk menempatkan dimensi casting terpanjang nyaman horisontal. silinder berdinding tipis sulit untuk dilemparkan dengan cara lain, tetapi Centrifugal Casting terutama cocok untuk mereka. Untuk jari-jari rotasi, ini adalah efektif dangkal coran datar dan dengan demikian sederhana. Centrifugal casting juga diterapkan pada pengecoran disk dan benda-benda berbentuk silinder seperti roda kereta rel kereta api atau alat kelengkapan mesin mana gandum, aliran, dan keseimbangan yang penting untuk daya tahan dan utilitas dari produk jadi. Memberikan yang membentuk relatif konstan di jari-jari, bentuk lingkaran yang tidak mungkin juga cor. Bahan
Bahan khas yang dapat cor dengan proses ini adalah besi, baja, baja tahan karat, ka ca, dan paduan dari aluminium, tembaga dan nikel. Dua bahan ini dapat dicetak bersama dengan memperkenalkan bahan kedua selama proses tersebut. Aplikasi
Bagian-bagian khas yang dibuat oleh proses ini adalah pipa, boiler, bejana tekan (lihat autofrettage), roda gaya, liner silinder dan bagian lain yang axi-s imetris. Hal ini terutama digunakan untuk membuang liner silinder dan katup lengan untuk mesin piston, bagian-bagian yang tidak bisa diandalkan diproduksi sebaliknya.
A.
Sifat Mekanik Logam
Sifat mekanik logam merupakan sifat yang menyatakan kamampuan suatu logam dalam menerima suatu beban atau gaya tanpa mengalami kerusakan pada logam tersebut. Sifat-sifat mekanik logam antara lain:
1. Kekuatan ( strength) Yaitu kemampuan material logam dalam menerima gaya berupa tegangan tanpa mengalami patah. Ada beberapa jenis kekuatan tergantung jenis bahan yang dipakai diantaranya: kekuatan tekan, tarik, kerja dan geser.
2. Kekerasan (hardness) Yaitu kemampuan material logam dalam menerima gaya berupa penetrasi.pengikisan dan pergeseran sifat ini berhubungan dengan sifat ketahanan aus.
3. Kekakuan ( stiffness) Kemampuan material dalam mempertahankan bentuk setelah mendapat gaya dari arah tertentu.
4. Ketangguhan (toughtness) Merupakan sifat yang menyatakan kemampuan bahan dalam menyerap gayayang diberikan.
5. Kelenturan (elasticity) Menyatakan kemempuan material kembali kebentuk asal setelah gaya dihilangkan. Hal ini terjadi sebelum masuk wilayah plastis.
6. Plastisitas ( plasticity) Kemampuan bahan dalam mengalami sjumlah deformasi permanen sebelum terjadi patah, hal ini setelah masuk wilayah plastis.
7. Mulur (creep) Meyatakan kecenderunngan logam mengalami deformasi plastis apabila diberi gaya dalam jangka waktu tertentu.
8. Kelelahan ( fatigue) Merupakan kemampuan material dalam menahan beban secara terus menerus
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi sifat material :
1. Ukuran Butir Ukuran butir mempengaruhi faktor kekerasan , keuletan, kege-tasan material, semakin kecil material semakin keras dan getas material, semakin besar butiran material makin ulet material.
2. Tegangan Dalam Tegangan dalam merupakan tegangan yang ada pada material karena desakan antar butiran material untuk memperkeras material hendaknya memperbesar tegangan dalam material
3. Heat Treatment Perlakuan panas berfungsi mendapatkan struktur Kristal dan fasa material yang diinginkan baik untuk mengeraskan maupun menguletkan material.
4. Unsur paduan Penambahan unsur paduan ialah untuk menutupi kekurangan suatu material dengan sifat yang dimiliki oleh unsur paduan, dian-taranya unsur paduan yang biasa dipakai adalah:
a. Carbon (C) Karbon berfungsi untuk mengeraskan material
b. Silicon (Si) Berfungsi untuk menambah keuletan material
c. Nikel (Ni) Meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus
d. Crommium (cr) Meningkatkan kekerasan dan ketahanan korosi
e. Molybdenum (Mb) Meningkatkan kekuatan dalam
f.
Vanadium (Vn) Fungsinya menaikkan kekerasan dan kekuatan baja, bila dicampur Cr menjadi baja tahan aus.
g. Cobalt (Co) Fungsinya meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus.
h. Boron (Br) Fungsinya menaikkan kekerasan bila kadar karbon kurang 0,6% dapat menyebabkan rapuh
i.
Titanium (Ti) Fungsinya sebagai deoksidasi elektrik dalam menambah partum-buhan butiran, serta meningkatkan kekerasan baja.
Cacat pada material
Cacat pada material berpengaruh pada sifat – sifat mekanik dari material. Jenis jenis dari cacat diantaranya: cacat titik, cacat garis, dislokasi, twinning dll.
Perlakuan Panas
Proses pemanasan dan pendinginana yang terkontrol dengan maksud mengubah sifat fisik dan mekanik dari spesimen (baja)
Macam-macam pelakuan panas:
1. Hardening
Perlakuan panas yang bertujuan untuk memperoleh kekerasan maksimum logam baja. Untuk baja eutectoid dipanaskan sampai (20oC-30oC) diatas AC3dan untuk hypoeutectoid dan hyper eutectoid sampai (20oC-30oC) diatas AC, kemudian didinginkan secara cepat didalam air atau komponen kimia bentuk dan dimensinya, kecepatan pendinginan harus sesuai agar terjadi transformasi yang sempurna dari austenite menjadi martensit. Kekerasan maksimum yang dicapai tergantung dari kadar karbon, semakin tinggi kadar karbon, semakin tinggi kekerasan yang didapat.
2. Anealling
Perlakuan panas yang digunakan untuk meningkatkan keuletan , menghilangkan tegangan dalam, menghaluskan permukaan butir, meningkatkan sifat mampu mesin. Prosesnya adalah dengan memanaskan material sampai suhu tertentu l alu didinginkan perlahan dalam dapur pemanas atau dalam ruang terisolasi. a. Full anealling Adalah satu proses anil yang mampu digunakan untuk meningkatkan keuletan. Jenis baja yang digunakan pada proses ini adalah baja hypereutectoid dan baja karbon rendah . proses panasnya pada temperature sekitar AC3+(20 oC+30oC) dan AC2 + (20oC+30oC) Sedangkan untuk rata-ratapendinginan dibawah (500 oC-600oc) adalah(50-100oC) perjam untuk baja karbon dan (20 oC-60oC) untuk baja
b. Bright anealling Dalam beberapa kasus pencerahan permukaan komponen sangat penting pada proses seperti ini. Proses pemanasan dilakukan dihadapan media inert sehingga mencegah oksidasi permukaan logam. Secara umum bahan yang digunakan untuk menyediakan lingkungan lembam di seluruh bagian baik argon atsu nitrogen, selain
mengurangi tindakan media sebagai perisai pelindung disekitar objek . dalam proses ini mempertahankan warna permukaan.
c. Box annealing Proses anil dapat disebut dengan berbagai nama seperti anil hitam, anil panas. Dalam proses menjaga baja yang akan dikeraskan dalam nedia tertutup membawa proses anil . Ling-kungan dari bahan baja yang ditutupi dengan chip, besi cor, pasir dan arang, proses anil akhir adalah sama dengan anil penuh, tetapi satu-satunya perbedaan adalah sarana yang digunakan untuk proses ini. Latar belakang dan proses ini adalah untuk mencegah oksidasi dari logam baja.
d. Isothermal Anealling Proses ini disebut siklus anealling . dalam proses ini , material dipanaskan sampai diatas suhu A3 dan kemudian didinginkan secara lambat . keuntungan dari proses ini adalah: 1. Tingkat homogenitas tinggi 2. Sifat mampu mesinnya tinggi Secara umum proses isothermal anealling ini digunakan untuk karbon menengah dan rendah . proses ini bahkan digunakan untuk baja paduan agar sifat mampu mesinnya meningkat. Peningkatan dalam machinability adalah karena pembentukan struktur sphorozoid.
e.
Spheraidized Anealling Jika baja berisi gelembung-gelembung cementit, dalam matrik ferit itu sudah
disebut benda yang bulat atau padat, secara umum, mikro ini dibentuk oleh beberapa cara yaitu: 1. Hardening dengan suhu ringan 2. Dilakukan dengan suhu dibawah A1
f.
Subkritis Anealling Dalam proses ini baja dipanaskan hingga suhu dibawah suhu kritisnya. Secara
umum prosesnya dilakukan untuk:
1.
Mengurangi tegangan dalam
2.
Memperbaiki struktur butir
3.
Meningkatkan kekuatan material
Anealling jenis ini dilakukan melalui tiga tahap yaitu:
1.
Strees reliefing anealling
2.
Proses krstalisasi
3.
Anealling luber mediato
g.
Strees Reliefing Anealling
Dalam proses ini, baja dipanaskan hingga mencapai suhu 525 oC, yaitu tepat dibawah temperature rekristalisasi, jadi dengan proses pemanasan ini tidak terjadi perubahan dalam struktur mikro baja dimana suhunya ditahan 2-3 jam dan kemudian didinginkan melalui media pendinginana udara. Karena tidak terjadi perubahan struktur mikro. Proses ini tidak mempengaruhi kekerasan dan keuletan bahan. Proses ini mengurangi deformasi material.
h.
Rekristalisasi anealling Baja dipanaskan hingga temperatur A1, yaitu sekitar 625-659 oC. Selama proses
pemanasan cementit mengubah steroid hingga kemam-puan material untuk menjadi ductile diperoleh. Proses ini juga mengurangi tegangan dalam.
3. Normalizing
Perlakuan panas yang dilakukan untuk memperhalus struktur butiran yang mengalami pemanasan berlabihan (overheated ). Menghilangkan tegangan dalam, meningkatkan kemampuan permesinana dan memeperbaiki sifat mekanik material, prosesnya dengan pemanasan sama (30oC-50oC) diatas AC3 dan didinginkan pada udara sampai temperatur ruang. Pendinginan disini lebih cepat disbanding full anealling sehingga pearlite yang terbentuk lebih halus dank eras disbanding yang diperoleh anealling. Normalizing juga menghasilkan struktur kimia yang lebih homogen sehingga akan memberikan respon yang lebih baik terhadap proses pengerasan (hardening) karena itu baja yang dikeraskan perlu dinormalizing terlabih dahulu. Pada normalizing hendaknya tidak dilakukan pemanasan yang telalu tinggi karena butir Kristal austenite yang akan terjadi terlalu besar sehingga pendinginan lambat dan diperoleh butri-butir pearlite atau ferit kasar dan mengakibatkan berkurangnya keuletan dan ketangguhan.
4.
Tempering
Digunakan untuk mengurangi tegangan sisa, melunakan bahan setelah dihardening dan
meningkatkan
keuletan,
hal
ini
karena
baja
yang
dikeraskan
dengan
pembentukan martensit biasanya sangat getas sehingga tidak cukup untuk berbagai pemakaian. Pembentukan martensite juga meninggalkan tegangan sisa yang sangat tinggi dan kurang menguntungkan. Karena itu biasanya setelah pengerasan diikuti tempering. Prosesnya adalah dengan memanasakan baja sampai diatas suhu kritis, ditahan kemudian didinginkan dengan kecepatan tinggi untuk menghasilkan martensit, kemudian untuk melunakkan martensit dengan mengubah strukturnya menjadi besi karbid dan ferit.
B.
Perlakuan Panas Kimiawi
1.
Carburizing
Suatu proses penjenuhan lapisan permukaan baja dengan karbon baja yang diikuti dengan hardening akan mendapatkan kekerasan permukaan yang sangat t inggi sedangkan bagian tengahnya tetap lunak.
a.
Pack carburizing
Prosesnya material dimasukan dalam kotak yang berisi medium kimia aktif pada kotak tersebut dipanaskan sampai 900o-950oC waktu total ditentukan kedalaman kekerasan yang rendah dicapai.
b.
Paste carburizing
Medium kimia yang digunakan berbentuk pasata prosesnya yaitu bagian yang dikeraskan ditutup dengan pasta, dengan ketebalan 3-4mm kemudian dikeringkan dan dimasukkan dalam kotak, prosesnya dilakukan pada suhu 900 o-950oC
2.
Nitriding
Proses ini merupakan proses penjenuhan permukaan baja dengan nitrogen yaitu dengan cara melakukan holding dalam waktu yang agak lama pada temperature 480 o-650oC dalam lingkungan amoniak (NH3) macam-macamnya:
a. Straight nitriding Digunakan untuk meningkatkan kekerasan, ketahanan gesek dan fatigue. b. Anti corrotion nitriding. Bahan yang digunakan biasanya besi tuang dan baja paduan. Derajat kelaruatn yang dapat dicapai adalah 30 o-70oC 3.
Colorizing
Proses ini merupakan proses pelapisan baja dengan pemanasan alumunium bubuk dalam ruang tertutup. Untuk alumunium paduan pada permukaan baja dan untuk lapisan pelindung terhadap oksidasi dilakukan pada suhu 800 o-1000oC Kelebihan colorizing:
a.
Penambahan alumunium pada baja karbon untuk alumunium pada baja karbon
untuk ketahanan korosi yang juga mem-perbaiki sifat mekanik baja agar kebih baik. b.
4.
Carburizing tidak menghasilkan racun.
Cyaniding
Proses ini merupakan proses penjenuhan permukaan baja dengan unsur karbon dan nitrogen, bertujuan untuk meningkatkan kekerasan, ketahanan gesek dan kelelahan , bila proses ini dilakukan diudara disebut denagn karbon nitriding. Macamnya:
a.
High temperature liquid cyaniding
b.
High temperature gas cyaniding
c.
Low temperature liquid cyaniding
d.
Low temperature gas cyaniding
e.
Low temperature solid cyaniding
5.
Sulphating
perlakuan panas yang digunakan untuk meningkatkan ketahanan bagian-bagian mesin maupun alat-alat tertentu dari bahan HSS dengan jalan penjenuhan permukaan sulfur.
C.
Perlakuan Panas Permukaan
1.
Flame hardening
prosesnya dengan pemanasan cepat permukaan baja diatas temperature kritisnya dengan menggunakan gas oksigen etilen, selanjutnya diikuti dengan pendinginan.
2.
Induction surface hardening.
Pemanasan yang digunakan dengan menggunakan arus listrik frekuensi tinggi. Logam yang berbentuk silindris diletakkan pada indicator ini jadi pemanasan permukaan dipengaruhi frekuensi dan waktu pemanasan. Pendinginan dengan penyemprotan air setelah proses pemanasan selesai.
Besi merupakan salah satu logam yang memiliki sifat allotropi, sifat allotropi dimiliki besi sendiri ada 3 yaitu:
1.
Delta iron(δ)mampu melarutkan karbon max 0,1% pada 1500 oC
2.
Gamma iron(γ)mampu melarutkan karbon max 2% pada 1130 oC
3.
Alpha iron(α) mampu melarutkan karbon max 0,025% pada 723 oC
Transformasi allotropic pada besi, Fe(δ), Fe(γ) dan Fe(α) terjadi secara difusi sehingga membutuhkan waktu tertentu pada temperature konstan Karena reaksi mengeluarkan panas laten.
Struktur
Austenite
Definisi
Kondisi
Stabil
Ciri-ciri fisik
pembentukan
pada
hardness
suhu(oC)
number
Larutan padat
Pemanasan
Diatas
Lunak non
antara karbon
diatas suhu
ACm,AC
magnetic
dan unsur lain
kritis
dapat
pada besi
ditempa, ulet
dengan kadar
tahan listrik
Brinnel
170-200
karbo 2%
tegangan tinggi
Ferrite
Larutan padat
Pendinginan
Dibawah
Keras, rapuh
antara karbon
lambat
A3
non magnetis
dan unsur lain
larutan unsur
sampai suhu
dan padat
210oC dan
60-100
magnetis diatas suhu 210oC Sementit
Kombinasi
Pendinginan
Dibawah
Keras, rapuh
kimai daei besi
lambat
723oC
non magnetis
dan karbon dari
larutan unsur
sampai suhu
karbida
dan padat
210oC dan
mengandung
magnetis
6,67 karbon
diatas suhu
820
210oC Pearlite
Campuran
Terbentuk
Dibawah
Lebih kuat
antara cementit
pada
150
dan keras dari
dan ferit
kerusakan
ferit tapi lebih
austenite
ulet dan
160-200
magnetis Martensit
Larutan padat
Terbentuk
antara karbon
pada
magnet,
dan unsur lain
pendinginan
panas, dan
pada distorsi
garis yang
listrik rapuh,
berkisicampuran
sangat
kekerasan
yang tersebar
konstan pada
bergantung
antara ferit dan
austenite
kandungan
karbida
diatas suhu
karbon
kritis
+/- 400
Konduktivitas
650-700
Trooslite
Larutan padat
Terbentuk
Hingga
Keras agak
Lebih
antara karbon
pada
500
ulet magnetik
kerastrooslite
dan unsur lain
martensit
pada distorsi
pada 250-
berkisi
400oC atau
campuran yang
pendinginan
tersebar antara
lambat
270-300
ferit dan karbida Sarbite
Campuran
Pada
Hingga
Ulet dan
merata antara
austenite
Ac
kenyal sedikit
ferit dan
terbentuk
lebih keras
sementit
pada
dan kuat
pengerasan
disbanding
mastensit
trooslite
pada suhu
magnetik
350o-400oC atau pendinginan austenite sangat lambat
Tabel 1.1 Perubahan Fasa
Dirangkum dari mata kuliah ilmu dan teknik material Fe3C dibagi menjadi 1.
Terkandung karbon 0,008% disebut besi murni
2.
Kandungan karbon 0,008%-0,83% disebut baja hypoeutectoid
3.
Kandungan karbon 0,83% disebut baja eurtectoid
4.
Kandungan karbon 0,83%-2% disebut baja hyper euctoid
5.
Kandungan karbon > 2% disebuut besi cor
D.
Solid Solution
Solid solution adalah larutan padat yang terdiri dari dua atau lebih jenis atom yang berkombinasi dalam satu jenis space lattice. Solid tidak terjadi pada sutau temperatur tertentu, biasanya pembekuaan terjadi pada suatu range temperatur tertentu .pembekuan biasanya terjadi bers-amaan dengan penurunan temperatur.
Ada 3 kondisi larutan :
1.
Larutan Tak Jenuh (unsaturated)
Bila jumlah solute yang terlarut mesih lebih sedikit disbanding solvent pada temperature dan tekanan tertentu.
2.
Larutan jenuh (saturated)
Bila solute yang terlarut tepat mencapai batas kelarutan dalam solvent 3.
Larutan lewat jenuh (supersaturated)
Bila solute yang terlarut melewati batas kelarutan dalam solvent. Pada temperature dan tekanan tertentu, larutan ini dalam konsidi tidak setimbang. Dalam waktu lama atau dengan penambahan sedikit saja energy cenderung akan menjadi stabil dengan terjadinya pengendapan sehingga menjadi larutan j enuh. Solid solution ada dua macam yaitu.
1.
Subtitusion solid solution
Pada larutan ini atom solute akan mengisi tempat atom s olvent pada struktur lattice solvent.
2.
Interstitial solid solution
Pada larutan ini atom solute yang kecil menyisip dirongga atom pada struktur lattice dari solvent.
