BAB I PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang Sampai saat ini sebagian besar material rekayasa terdiri dari campuran fasa fasa
misalnya, baja, solder, semen portland, batu gerinda, cat, dan fiber glass. Campuran dari dua atau lebih fasa dalam satu material memungkinkan terjadinya interaksi antara fasa. Diagram fasa sangat membantu dalam membantu dan meringkas eksperimental, data pengamatan serta dapat digunakan untuk membuat prediksi tentang proses-proses yang melibatkan reaksi kimia antar fase. ekuatan listrik dan medan magnetdapat diterapkan sebagi pengganti suhu, tekanan, dan komposisi lainnya. !ntuk memberikan informasi tentang struktur dan fasa-fasa kesetimbangan khususnya dua komponen unsure atau temperatur, akan dapat digunakan satu jenis plot diagram fasa temperatur terhadap konsentrasi relati"e dari dua #at dalam biner campuran yang disebut sebagai diagram fase biner. $leh karena itu, maka disusunlah makalah tentang diagram fase agar dpat mempermudah pembacaan fase kesetimbangan pada dua komponen unsure. B.
%ujuan %ujuan dari pembuatan makalah ini adalah &
'.
(engetahui gambaran umum dan spesifikasi diagram fasa
).
(engetahui kegunaan dari diagram fase tersebut
*.
(emahami pembacaan pada diagram fasa
BAB II ISI
A.
Definisi Diagram +asa Diagram fasa adalah suatu grafik yang merupakan representasi tentang fasa-fasa yang
ada dalam suatu material pada "ariasi temperatur, tekanan dan komposisi. Diagram ini merupakan dasar pemahaman untuk semua operasi operasi perlakuan panas.ada umumnya diagram fasa dibangun pada keadaan kesetimbangan kondisinya adalah pendinginan yang sangat lambat/. Diagram ini dipakai untuk mengetahui dan memprediksi banyak aspek terhadap sifat material. %idak seperti struktur logam murni yang hanya dipengaruhi oleh suhu, sedangkanstruktur paduan dipengaruhi oleh suhu dan komposisi. ada kesetimbangan, struktur paduanini dapat digambarkan dalam suatu diagram yang disebut diagram fase diagramkesetimbangan/ dengan parameter suhu %/ "ersus komposisi mol atau fraksi mol/. +asedapat didefinisikan sebagai bagian dari bahan yang memiliki struktur atau komposisi yang berbeda dari bagian lainnya/.Diagram fasa khususnya untuk ilmu logam merupakan suatu pemetaan dari kondisilogam atau paduan dengan dua "ariabel utama umumnya onsentrasi dan temperatur/.Diagram fasa secara umum dipakai ada dua jenis &
0
Diagram fasa tunggal
omposisi sama dengan aduan /
0
Diagram fasa biner
) komponen unsur dan temperatur/
0
Diagram fasa %erner %erner
* komponen unsur dan temperatur/
Diagram fasa tunggal memiliki komposisi yang sama dengan paduan, misalnya timbaldan timah. Diagram fasa biner misalnya paduan Al-Si/, Cu-1n/, Cu-2i/ dll. Diagram fasa terner misalnya paduan stainless steel +e-Cr-2i/ dll. Diagram pendinginan merupakan diagram yang memetakan kondisi struktur mikro apa yanganda akan dapatkan melalui dua "ariabel utama yaitu %emperatur %emperatur dan 3aktu/ disebut jugadiagram %%% atau juga dua "ariabel utama yaitu temperatur dan cooling rater/ dosebut jugadiagram CC%. Diagram ini berguna untuk mendapatkan sifat mekanik tertentu danmikrostruktur tertentu, +asa bainit misalnya pada baja hanya terdapat pada diagram %%% bukan diagram isothermal +e-+e*C. egunaan Diagram +ase adalah dapat memberikan informasi tentang struktur dankomposisi fase-fase dalam kesetimbangan. Diagram fase digunakan oleh ahli geologi, ahlikimia, ceramists, metallurgists
dan ilmu3an lain untuk mengatur dan meringkaseksperimental dan data pengamatan serta dapat digunakan untuk membuat prediksi tentang proses-proses yang melibatkan reaksi kimia antara fase. B.
%ujuan, +ugsi, omponen Al-Si/ dari Diagram +asa Diagram fasa dapat digunakan untuk memudahkan memilih temperatur pemanasan yang
sesuai untuk setiap proses perlakuan panas baik proses anil, normali#ing maupun proses pengerasan. 4nformasi penting yang dapat diperoleh dari diagram fasa adalah& '.
(emperlihatkan fasa-fasa yang terjadi pada perbedaan komposisi dan temperatur diba3ah
kondisi pendinginan yang sangat lambat. ).
(engindikasikan kesetimbangan kelarutan padat satu unsur atau senya3a pada unsur lain.
*.
(engindikasikan pengaruh temperatur dimana suatu paduan diba3ah kondisi
kesetimbangan mulai membeku membeku dan pada rentang temperatur temperatur tertentu pembekuan terjadi. 5.
(engindikasikan temperatur dimana perbedaan fasa-fasa mulai mencair. Fungsi dari diagram fasa adalah memudahkan memilih temperatur pemanasan yang
sesuai untuk setiap proses perlakuan panas baik proses anil, normali#ing maupun proses pengerasan. Baja adalah paduan besi dengan karbon maksimal sampai sekitar ',67.paduan besi diatas ',67 disebut cast iron. erlakuan panas bertujuan untuk memperoleh struktur mikro dan sifat yang di inginkan. Struktur mikro dan sifat yang diinginkan dapat diperoleh melalui proses pemanasan dan proses pendinginan pada temperatur tertentu. Komponen
Aluminium Al/ adalah unsur kimia dengan nomor atom '* dan massa atom )8, 9:';. !nsur ini mempunyai isotop alam& Al-)6. Al-)6. Sebuah isomer dari Al-)8 dapat meluruhkan sinar dengan 3aktu paruh '<; tahun. Aluminium ber3arna putih keperakan, mempunyai titik lebur 8;9,6 o C dan titik didih ).<;6 oC, o C, serta berat jenisnya ),899 gr.cm-* pada temperatur )< oC/. %ermasuk dalam kelompok Boron dalam unsur kimia Al-'*/ dengan massa jenis ),6 gr.cm-*. =ari-jari atomnya adalah ''6,8 pikometer '>'<-'< m/. Alumunium adalah unsur terbanyak ketiga yang ditemukan di bumi setelah $ksigen dan Silikon. =umlahnya sekitar 6,87 dari berat kerak bumi. Aluminium mudah dilengkungkan dan dibuat mengkilat, serta larut dalam asam klorida dan asam sulfat berkonsentrasi di atas '<7, tetapi tidak larut dalam asam
organik. Aluminium Aluminium ditemukan pada tahun ':); ' :); oleh ?ans Christian $ersted. Baru diakui secara pasti oleh +. @ohler @ohler pada tahun ':)6. Sumber unsur ini tidak terdapat bebas, bijih utamanya adalah Bauksit. enggunaan Aluminium antara lain untuk pembuatan kabel, kerangka kapal terbang, mobil dan berbagai produk peralatan rumah tangga. Senya3anya dapat digunakan sebagai obat, penjernih air, fotografi serta serta sebagai ramuan cat, bahan pe3arna, ampelas dan permata sintesis Sudira dan Sato.'99)/. %erdapat %erdapat beberapa sifat penting yang dimiliki d imiliki Aluminium Aluminium sehingga banyak digunakan sebagai (aterial %eknik, %eknik, diantaranya& enghantar listrik dan panas yang baik konduktor/. (udah difabrikasi ingan besi :,' grcm*/ %ahan korosi dan tidak beracun ekuatannya rendah, tetapi paduan alloy/ dari Aluminium bisa meningkatkan sifat mekanisnya. Aluminium banyak digunakan sebagai peralatan dapur, bahan konstruksi bangunan dan ribuan aplikasi lainnya dimanan logam yang mudah dibuat dan kuat. @alau @alau kondukti"itas listriknya hanya 8<7 dari tembaga, tetapi Aluminium bisa digunakan sebagai bahan transmisi karena ringan. Aluminium murni sangat lunak dan tidak kuat, tetapi dapat dicampur dengan %embaga, %embaga, (agnesium, Silikon, (angan, dan unsur-unsur lainnya untuk membentuk sifat-sifat yang menguntungkan. Campuran logam ini penting kegunaannya dalam konstruksi mesin, komponen pesa3at modern dan roket. Logam ini jika diuapkan di "akum membentuk lapisan yang memiliki reflekti"itas tinggi untuk cahaya yang tampak dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam diba3ahnya dari proses oksidasi sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan untuk memproteksi kaca teleskop dan masih banya kegunaan lainnya. Banyaknya penggunaan Aluminium dalam kehidupan sehari-hari baik itu dalam rumah tangga maupun industri akan membuat limbah Aluminium semakin banyak. =ika hal ini tidak di tangani denga cepat maka limbah ini akan memberikan dampak yang buruk bagi lingkungan, limbah Aluminium dapat mencemari tanah dan juga air. $leh $leh karena itu perlu dilakukan daur ulang recycle/ dari limbah Aluminium, Aluminium, hasilnya dapat digunakan dalam keperluan rumah tangga maupun dalam pembuatan material teknik.
Silikon Si/ adalah unsur elektropositif yang paling melimpah di kerak bumi, bersifat metalloid dengan kilap logam, dan sangat rapuh.Silikon biasanya membentuk senya3a tetra"alen meskipun kadang-kadang bi"alen. Selain itu, senya3a silikon pentacoordinated dan he>acoordinated juga umum dikenal.Silikon alami terdiri dari 9),)7 isotop silikon ):E 5,67 silikon )9E dan *,'7 silikon *<.Silikon merupakan semikonduktor intrinsik dalam bentuknya yang paling murni, meskipun intensitas semikonduktor bisa ditingkatkan d engan sejumlah kecil pengotor.Silikon pengotor.Silikon mirip dengan logam dalam perilaku kimianya. !nsur ini hampir sama elektropositif seperti timah dan jauh lebih positif daripada germanium atau timbal. Silikon membentuk berbagai hidrida, berbagai halida, dan banyak seri senya3a yang mengandung oksigen, yang dapat memiliki sifat ionik atau ko"alen. !nsur ini memiliki kelimpahan jauh lebih banyak daripada unsur lainnya, selain dari oksigen. Silikon merupakan penyusun )6,6)7 kerak bumi, sementara oksigen menyumbang 58,87.
C.
Contoh Dari Diagram +asa
Diagram +asa Al-Si
+ase utama dari ketiga komposisi paduan ini adalah fasa a-Al yang mengandung banyak Al. erbedaan antara ketiga daerah ini terletak pada fasa fasa pendamping matriks a-Al, yaitu fasa silicon primer, aluminium primer, maupun fasa euteknik. ada komposisi hipoeuteknik, sesuai dengan diagram fasanya, maka aluminium dari keadaan cair akan membeku mengikuti garis lurus sesuai dengan penurunan temperatur sesusai persamaan reaksi berikut ini&
LiFuid
liFuid G Al
AlGSi
yang akan menghasilkan fasa Al primer yang berdampingan dengan fasa a-Al dan fasa euteknik sebagai fasa tambahannya. omposisi euteknik, pembekuan Al liFuid tidak harus melalui proses pembekuan fasa cair-padat seperti pada pembekuan hipoeuteknik melainkan dapat langsung membeku. Skema pembekuannya sesuai persamaan berikut ini& LiFuid
AlGSi euteknik/
bentuk terakhir fasa ini adalah fasa euteknik. Sedangkan untuk komposisi hipoeuteknik, proses pembekuan kembali mengikuti fasa liFuid G Si terlebih dahulu sebelum akhirnya membeku menjadi fasa AlGSi dimana fasa akhirnya memiliki struktur yang kaya akan silicon primer sebagai struktur tambahan sesuai dengan skematis berikut ini& LiFuid
liFuid G Si
AlGSi
omposisi hipoeuteknik ini menghasilkan ristal silicon primer yang menyebabkan paduan aluminium menjadi keras, mempunyai ketahanan aus yang baik serta ekspansi panas yang rendah sehinggan cocok untuk aplikasi temperatur tinggi seperti piston. 2amun, mechanability-nya menjadi kurang baik. Secara umum, kandungan optimum dari silicon dapat ditentukan berdasarkan proses pengecorannya. adar optimum Si untuk proses pengecoran dengan pendinginan lambat seperti in"estement dan cetakan pasir adalah ; 7 sampai dengan 6 7 sedangkan untuk proses die casting adalah : 7 sampai ') 7. 2amun, jika unsur silicon yang digunakan bersamaan dengan penambahan sejumlah AL%iB AL%iB yang bertindak sebagai grain refiner, maka kadar silicon yang lebih dari ) 3t 7 akan dapat memicu efek poisoning terhadap keefektifan %iAl* sebagai inokulan. ?al ini telah diteliti oleh Hiu dan %alyor, %alyor, yang menyatakan bah3a keefektifan %iAl* yang bertindak sebagai inokulan atau nuklean sebagai tempat tumbuh kisi ristal aluminium akan terganggu dengan hadirnya senya3a %i;Si* yang menggantikan kisi ristal aluminium. enilitian ini dilakukan berdasarkan atas kesesuaian kisi ristal antar senya3a %iAl*, %i;Si*, %i;Si*, aluminium dan %iB). Dari hasil penelitian yang dilakukan, ternyata didapati fakta bah3a kesesuaian kisi ristal antara %iAl* %iAl* dengan %i;Si* lebih banyak dibandingkan dengan %iB). $leh karna itu, seyogyanya 3alaupun %iAl* telah mengalami efek poisoning dikeranekan kadar Si yang lebih dari ) 3t 7, namun partikel %iB), %iB), masih dapat menjalankan tugasnya sebagai inokulan.
D.
Cara embacaan Diagram +asa Cara pembacaan diagram fasa Al-Si adalah sebagai berikut &
Iambar di atas, memperlihatkan diagram fasa dari sistem Al-Si. Al-Si. %ampak %ampak fasa yang ada untuk semua paduan Al-Si pada rentang suhu *<
KG
;;
K
8<
K G liFuid
88
cairan
ristal tunggal terbentuk hanya pada fase liFuid. =adi dari analisa di atas, dapat disimpulkan bah3a kristal tunggal terbentuk dengan mengkombinasikan Al dan Si masingmasing sebesar 9:7 dan )7, kemudian dipanaskan pada rentang suhu kira-kira antara suhu kamar sampai 6<
BAB III PENUTUP
A.
esimpulan
Dari yang telah disajikan dapat disimpulkan bah3a &
B.
-
Diagram Diagram +asa +asa adalah adalah diagram diagram yang menampilkan menampilkan hubungan hubungan antara antara temperatur temperatur dimana dimana terjadi perubahan fasa selama proses pendinginan dan pemanasan yang lambat dengan kadar karbon. Diagram ini merupakan dasar pemahaman untuk semua operasioperasi perlakuan panas.
-
+ungsi +ungsi dari dari diagram diagram fasa fasa adalah adalah memud memudahk ahkan an memilih memilih tempe temperat ratur ur pemanas pemanasan an yang sesuai untuk setiap proses perlakuan panas baik proses anil, normali#ing maupun proses pengerasan
-
Bebera Beberapa pa contoh contoh dari dari diagr diagram am fasa fasa adalah adalah diagr diagram am fasa fasa +e-+e +e-+e*C, *C, Al-Si Al-Si
Saran
ami sadar makalah ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu saya mambutuhkan kritik dan saran dari teman-teman yang sifanya membangun. Bagi teman-teman yang ingin menambah 3a3asan mengenai diagram fasa dan solidifitas,teman-teman bisa mencari referensi lain. Dan makalah ini juga semoga dapat bermanfaat guna menambah 3a3asan teman-teman sekalian.
Daftar Pustaka http:rahmata!!"#$ogspot"%om&'()')#a#*i*pen+ahu$uan*a"htm$ http:,,,"s$i+eshare"nethen+ra-oskatan.unga$uminium*(/)0(12) http:repositor-"usu"a%"i+#itstream(&)32/410&0&&325hapter6&'I"p+f http:,,,"ama!ine"%o&/341si$ikon*si*fakta*sifat*kegunaan*efek*kesehatann-a
