Makalah Diagram Fasa Makalah Ini Disusun untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Tugas Mata Kuliah Material Teknik
Dosen : Rini Mulyani Sari, S.T., M.T.
Disusun oleh : TRISHA RANITA BARUS !"#""#$
%AKU&TAS T'KNIK INDUSTRI UNI('RS UNI ('RSITAS ITAS )ID*AT )ID*ATAMA BANDUN+ $"
"
DAFTAR ISI
DA%TAR DA%TAR ISI ........................................... .................................................................. .............................................. ......................................$ ...............$ BAB I -'NDAHU&UAN "." &atar Belakang ............................................. .................................................................... ............................................. ...................... ".$ Rumusan Rumusan Masalah////// Masalah//////////// //////////// ////////// //// ". Tu0uan ............................................. .................................................................... .............................................. ...................................1 ............1 ".1 Man2aat ............................................... ...................................................................... .............................................. ...............................1 ........1 BAB II &ANDASAN T'3RI $." Dasar Teori Teori ............................................. .................................................................... ............................................... .............................! .....! $.$ -engertian Diagram %asa///////////////////..# $. In2ormasi 4an -er5e4aan +aris yang Ter4a6at Ter4a6at 6a4a Diagram %asa//....7 $.1 Klasi2ikasi 4an Kom6osisi -enyusun Kesetim5angan Diagram %asa//..8 $.! Kom6onen terha4a6 Tekanan 4an Tem6eratur Tem6eratur Diagram %asa////..."1 $.# Si2at9si2at Termo4inamika Termo4inamika 6a4a Diagram %asa//////////..."# $. -engertian Diagram 'uili5rium ;Diagram Kesetim5angan %asa
$
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
-engen -engenala alan n 5ahan 5ahan teknik teknik mem6ela mem6ela0ari 0ari tentan tentang g materi material al = materia material, l, >ara >ara 6em5uatan, 6enera6an 4i la6angan, 4an 0uga teori9teori mengenai 5ahan teknik. Salah satunya a4alah 4iagram 2asa, 4imana kita 4a6at mengetahui 5ahan95ahan 6a4a 2ase liui4 ;>air<, 6a4at, atau gas.
%asa a4alah 5agian sistem 4engan
kom6osisi kimia 4an si2at = si2at 2isik seragam, yang ter6isah 4ari 5agian sistem lain oleh suatu 5i4ang 5atas. -emahaman 6erilaku 2asa mulai 5erkem5ang 4engan a4anya aturan 2asa +i55s. Untuk sistem satu kom6onen, 6ersamaan ?lausius 4an ?lausi ?lausisus sus = ?la6ey ?la6eyron ron menghu menghu5un 5ungka gkan n 6eru5a 6eru5ahan han tekana tekanan n keseti kesetim5a m5anga ngan n 4engan 6eru5ahan suhu. @ika >am6uran 4ua >airan nyata ;real ; real < 5era4a 4alam kesetim5angan 4engan ua6nya ua6nya 6a4a suhu teta6, 6otensial 6otensial kimia 4ari masing = masing masing kom6onen kom6onen a4alah sam sama 4ala 4alam m 2asa 2asa gas gas 4an 4an >air >airny nya. a. Sist Sistem em 5ine 5inerr 6ali 6aling ng se4e se4erh rhan anaa yang ang mengan4ung 2asa 6a4at 4an >air 4itemui 5ila kom6onen = kom6onennya saling 5er>am6ur 4alam 2as >air teta6i sama sekali ti4ak 5er>am6ur 6a4a 2asa 6a4at, sehingga hanya 2asa 6a4at 4ari kom6onen murni yang akan keluar 4ari larutan yang men4ingin. @ika suatu larutan 4ari 4ua at A 4an B 4i4inginkan sam6ai suhu yang >uku6 ren4ah ren4ah,, akan akan mun>ul mun>ul suatu suatu 6a4ata 6a4atan. n. Suhu Suhu ini a4alah a4alah titik titik 5eku 5eku larutan larutan,, yang yang 5ergantung 6a4a kom6osisi. kom6osisi. ".$
Rumusan Masalah
A4a6un rumusan masalahnya a4alah se5agai 5erikut: ". A6a 6engertian 4iagram 2asa $. Magaimana mer5e4aan garis ter4a6at 6a4a 4iagram 2asa . Klasi2ikasi 4an 4an kom6onen 6enyusun kesetim5angan 6a4a 4iagram 2asa 1. Bagaimana 2asa larut sem6urna 4alam kea4aan >air 4an 6a4at !. Kom6onen terha4a6 tekanan 4an tem6eratur 6a4a 4iagram 2asa #. Si2at9si2at termo4inamika 6a4a 4iagram 2asa . Diagram euili5rium 7. Diagram 2asa sistem 5esi = 5esi ka5ri4a 8. Bagaimana 6roses 6en4inginan
1.
Tu!uan Dihara6kan mahasisCa memahami tentang 4iagram 2asa, tahu >ara
mem5a>anya 4an le5ih mengenal 2ase92ase at yang a4a 4i sekitar kita. 1."
Man#aat
Setel Setelah ah 4ila 4ilaku kuka kan n 6enu 6enuli lisan san 4iha 4ihara6 ra6ka kan n maka makala lah h ini ini 4a6a 4a6att memiliki man2aat se5agai 5erikut : Man2aat teoritis, 4a6at 4a6at men5erikan sum5angan ilmu 6en4i4ikan 6en4i4ikan 5agi • mahasis mahasisCa Ca lainya lainya 4alam 4alam u6aya u6aya mening meningkatk katkan an 6enget 6engetahu ahuan an mengen mengenai ai Diagram %asa. Man2aat -raktis: • a. Bagi mahasisCa, 4a6at meningkatkan 6engetahuan 4an hasil 5ela0ar 4alam mata kuliah Material Teknik Teknik terutama 4alam 5i4ang Diagram %asa. 5. Bagi Bagi 6enga0 6enga0ar, ar, 4a6at 4a6at 4iguna 4igunakan kan se5agai se5agai sarana sarana re2eren re2erensi si 4alam 4alam 6em5ela0aran guna 6eningkatan 6restasi sisCa 4i4ik 4alam 6roses 5ela0ar menga0ar.
BAB II LANDASAN TE$RI
%.1
Dasar Te Te&ri &ri
-a4a -a4a umumn umumnya ya logam logam ti4ak ti4ak 5er4ir 5er4irii sen4ir sen4irii atau atau kea4aa kea4aan n murni murni,, teta6i teta6i le5ih 5anyak 4alam kea4aan 4i6a4u atau logam 6a4uan 4engan kan4ungan unsur9 unsur tertentu sehingga struktur yang ter4a6at 4alam kea4aan setim5ang 6a4a tem6eratur tem6eratur 4an tekanan tekanan tertentu tertentu akan 5erlainan. 5erlainan. Kom5inasi Kom5inasi 4ua unsur atau le5ih yang mem5entuk 6a4uan logam akan menghasilkan si2at yang 5er5e4a 4ari logam
1
asalny asalnya. a. Tu0ua Tu0uan n 6ema4u 6ema4uan an a4alah a4alah untuk untuk mem6er mem6er5aik 5aikii si2at si2at logam logam
Si2at Si2at yang yang
4i6er5aiki a4alah kekuatan, keuletan, kekerasan, ketahanan korosi, ketahanan aus, ketaha ketahanan nan lelah, lelah, 4ll. 4ll. Kom6on Kom6onen9k en9kom om6on 6onen en umum umum 4iagra 4iagram m 2ase a4alah a4alah garis garis kesetim5ang kesetim5angan, an, yang meru0uk meru0uk 6a4a garisyang garisyang menan4akan menan4akan ter0a4inya ter0a4inya transisi transisi 2ase. %asa %asa 6a4a 6a4a suatu suatu materia materiall 4i4asar 4i4asarkan kan atas 4aerah 4aerah yang yang 5er5e4 5er5e4aa 4alam 4alam struktur struktur atau kom6osisi kom6osisi 4ari 4aerah lainnya.%asa lainnya.%asa a4alah 5agian homogen 4ari suat suatu u sist sistem em yang ang memi memili liki ki si2a si2att 2isi 2isik k 4an 4an kimi kimiaa yang ang sera seraga gam. m. Untu Untuk k mem6ela0ari 6a4uan 4i5uatlah kura yang menghu5ungkan antara 2asa, kom6osisi 4an tem6eratur. Diagram 2asa a4alah suatu gra2ik yang meru6akan re6resentasi tentang 2asa92asa yang a4a 4alam suatu material 6a4a ariasi tem6eratur, tekanan 4an kom kom6osis osisi. i. -a4 -a4a
umum umumny nyaa
4iag 4iagra ram m
2asa 2asa 4i5 4i5ang angun 6a4a a4a
kea4 kea4aa aan n
kesetim5angan ;kon4isinya a4alah 6en4inginan yang sangat lam5at<. Diagram ini 4i6akai untuk mengetahui 4an mem6re4iksi 5anyak as6ek terha4a6 si2at material. In2ormasi 6enting yang 4a6at 4i6eroleh 4ari 4iagram 2asa a4alah: ". Mem6erlihatkan
2asa92asa
yang yang
ter0a4i
6a4a
6er5e4aan
kom6osisi 4an tem6eratur 4i5aCah 4i5aCah kon4isi 6en4inginan yang sangat lam5at. $. Mengin4ikasikan kesetim5angan kelarutan 6a4at satu unsur atau senyaCa 6a4a unsur lain. . Mengin4ikasikan 6engaruh tem6eratur 4imana suatu
6a4uan
4i5aCah kon4isi kesetim5angan mulai mem5eku 4an 6a4a rentang tem6eratur tertentu 6em5ekuan ter0a4i. 1. Mengin4ikasikan tem6eratur 4imana 6er5e4aan 2asa92asa mulai men>air.
%.% Pengertian Diagram Fasa
Dalam kimia 2isik , mineralogi, 4an mineralogi, 4an teknik material, material, 4iagram 2asa a4alah se0enis gra2ik yang yang 4igunakan untuk menun0ukkan kon4isi kesetim5angan kesetim5angan antara 2asa92asa yang 5er5e4a 4ari suatu at yang sama. Dalam matematika 4an 2isika, 4iagram 2asa 0uga mem6unyai arti sinonim 4engan ruang 2asa. -eru5ahan Struktur 6a4a 5ahan 6a4uan ter4iri 4ari 2asa tunggal, serta 2asa >am6uran, 4imana 2asa
!
a4alah 5agian 4ari 6eru5ahan sistem kimia untuk menghasilkan 6a4uan 4engan karakter khusus 5ergantung 6a4a kom6osisi 4an tem6eratur 6en4inginannya. 2asa 5era4a selama 6en4inginan 4an 6a4a tem6eratur ruangan serta tergantung 6ula 6a4a 6erilaku susunan unsur9unsur unsur9unsur lainnya. %asa 6a4a suatu material 4i4asarkan 4i4asarkan atas 4aerah yang 5er5e4a 4alam struktur atau atau kom6os kom6osisi isi 4ari 4ari 4aerah 4aerah lainny lainnya. a. Ti4ak Ti4ak se6erti se6erti struktu strukturr logam logam murni murni yang yang hanya 4i6engaruhi oleh suhu, se4angkanstruktur 6a4uan 4i6engaruhi oleh suhu 4an kom6osisi. -a4a kesetim5angan, struktur 6a4uanini 4a6at 4igam5arkan 4alam suat suatu u 4iag 4iagram ram yang yang 4ise5 4ise5ut ut 4iag 4iagram ram 2ase 2ase ;4ia ;4iagr gram amke keset setim im5an 5anga gan< n< 4eng 4engan an 6arameter suhu ;T< ersus kom6osisi ;mol atau 2raksi mol<. ;%ase4a6at 4i4e2inisikan se5agai 5agian 4ari 5ahan yang memiliki struktur atau kom6osisi yang 5er5e4a 4ari 5agian lainnya<. Diagram 2asa khususnya untuk ilmu logam meru6akan suatu 6emetaan 4ari kon4isilogam atau 6a4uan 4engan 4ua aria5el utama umumnya ; Konsentrasi 4an tem6eratur<%asa mem6unyai 5agian homogen 4ari suatu sistem yang memiliki si2at 2isik 4an kimia yang seragam. Diagram 2asa a4alah suatu gra2ik yang meru6akan re6resentasi tentang 2asa92asa yang a4a 4alam suatu material 6a4a ariasi tem6eratur, tekanan 4an kom6osisi. -a4a umumnya 4iag 4iagram ram 2asa 2asa 4i5a 4i5ang ngun un 6a4a 6a4a kea4 kea4aa aan n keset kesetim im5a 5ang ngan an ;kon ;kon4i 4isi siny nyaa a4al a4alah ah 6en4inginan yang sangat lam5at<. Diagram ini 4i6akai untuk mengetahui 4an mem6re4iksi 5anyak as6ek terha4a6 si2at material. @.) @.) +i55 +i55s; s;"7 "78 89" 9"8 8< <
menu menuru runk nkan an
suat suatu u
6ers 6ersam amaa aan n
yang ang
mam6 mam6u u
menghitung 0umlah 2asa yang a4a 4alam kesetim5angan 6a4a suatu sistem yang 4itentukan atau 4i6ilih. Da6at 4irumuskan 4engan:
-E %F ?E $ Keterangan: - F 0umlah 2asa yang a4a 6a4a sistem ter6ilih. % F 4era0at ke5e5asan ;0umlah aria5el, tekanan, suhu, kom6onen< yang 4a6at 4iu5ah 5e5as tan6a mengu5ah 0umlah 2asa 2as a 4alam kesetim5angannya. ? F 0umlah kom6onen 4alam sistem ;suatu elemen, >am6uran atau larutanG>airan<. Diag Diagram ram 2asa 2asa tung tungga gall memi memilik likii kom6 kom6os osisi isi yang yang sama sama 4eng 4engan an 6a4u 6a4uan an,, misalnya tim5al4an timah. Diagram 2asa 5iner misalnya 6a4uan kuningan ; ?u9
#
n<, ;?u9Ni< 4ll. Diagram 2asa terner misalnya misalnya 6a4uan 6a4uan stainless stainless steel ;%e9?r9Ni< ;%e9?r9Ni< 4llDiagram 6en4inginan meru6akan 4iagram yang memetakan kon4isi struktur mikro a6a yangan4a akan 4a6atkan melalui 4ua aria5el utama yaitu ; Tem6eratur 4an 4an Cakt Caktu< u< 4ise5 4ise5ut ut 0uga 0uga 4iag 4iagram ram TTT TTT atau atau 0uga 0uga 4ua 4ua aria aria5e 5ell utam utamaa yaitu yaitu ;tem6eratur 4an >ooling rater< 4ose5ut 0uga4iagram ??T. Diag Diagra ram m ini ini 5erg 5ergun unaa untu untuk k men4 men4a6 a6at atka kan n si2a si2att meka mekani nik k tert terten entu tu 4an 4an mikros mikrostru truktu kturr tertent tertentu, u, %asa %asa 5ainit 5ainit misalny misalnyaa 6a4a 6a4a 5a0a 5a0a hanya hanya ter4a6 ter4a6at at 6a4a 6a4a 4iagram TTT 5ukan 4iagram isothermal %e9%e?. Kegunaan Diagram %ase antara lain se5agai 5erikut: ".
Da6at mem5erikan in2ormasi tentang struktur 4an kom6osisi 2ase92ase 4alam
kesetim5angan. $. Memu4ahkan memilih tem6eratur 6emanasan yang sesuai untuk setia6 6roses 6erlakuan 6anas 5aik 6roses anil, normaliing mau6un 6roses 6engerasan. Ba0a a4alah 6a4uan 5esi 4engan kar5on maksimal sam6ai sekitar ",.6a4uan 5esi 4iatas ", 4ise5ut >ast iron. Diagram Diagram Time Time Tem6er em6eratu aturr Trans Trans2or 2ormat mation ion ;TTT< ;TTT< miri6 miri6 4engan 4engan 4iagra 4iagram m ?ontin ?ontinuou uouss ?oolin ?ooling g Trans Trans2or 2ormat mation ion ;??T<, ;??T<, teta6i teta6i 6roses 6roses 6en4in 6en4ingin ginann annya ya 5er5e4a. -roses 6em5uatan 4iagram ini 4engan memanaskan 5a0a kar5on sehing sehingga ga men>a6 men>a6ai ai tem6er tem6eratu aturr austen austenit it kemu4i kemu4ian an men4in men4ingin ginkan kan 4engan 4engan la0u 6en4inginan kontinyu 6a4a 4aerah 2asa austenit kemu4ian menahannya untuk Caktu tertentu 4an men4inginkan lagi 4engan la0u 6en4inginan kontinyu -erlakuan 6anas 5ertu0uan untuk mem6eroleh struktur mikro 4an si2at yang 4i inginkan. Struktur mikro 4an si2at yang 4iinginkan 4a6at 4i6eroleh melalui 6roses 6emanasan 4an 6roses 6en4inginan 6a4a tem6eratur tertentu. Diagram 2ase 4igunakan oleh ahli geologi, ahlikimia, >eramists, metallurgists 4an ilmuCan lain untuk mengatur 4an meringkaseks6erimental 4an 4ata 6engamatan serta 4a6at 4igunakan untuk mem5uat 6re4iksi tentang 6roses96roses yang meli5atkan reaksi kimia antara 2ase.
%. In#&rmasi 'an Per(e'aan )aris *ang Ter'a+at +a'a Diagram Fasa
In2ormasi 6enting yang 5isa 4i4a6atkan 4an 4i6eroleh 4ari 4iagram 2asa a4alah se5agai 5erikut: ". Mem6erlihatkan
2asa92asa
yang yang
ter0a4i
6a4a
6er5e4aan
kom6osisi 4an tem6eratur 4i5aCah kon4isi 6en4inginan yang sangat lam5at. $. Mengin4ikasikan kesetim5angan kelarutan 6a4at satu unsur atau senyaCa 6a4a unsur lain. . Mengin4ikasikan 6engaruh tem6eratur 4imana suatu
6a4uan
4i5aCah kon4isi kesetim5angan mulai mem5eku 4an 6a4a rentang tem6eratur tem6eratur tertentu 6em5ekuan ter0a4i. 1. Mengin4ikasikan tem6eratur 4imana 6er5e4aan 2asa92asa mulai men>air. +aris yang 4a6at menentukan tinggi atau ren4ahnya tem6eratur yang ter4a6at 6a4a logam 4alam kea4aan >air mau6un 6a4at, 4a6at 4i5e4akan 4i5e4akan men0a4i $, yaitu: •
+aris +aris &iui4 &iui4us us : menun0 menun0ukk ukkan an tem6er tem6eratu aturr teren4a teren4ah h 4imana 4imana logam logam 4alam kea4aan >air atau tem6eratur 4imana aCal ter0a4inya 6em5ekuan
•
4ari kon4isi >air aki5at 6roses 6en4inginan. +aris Soli4us : menun0ukkan tem6eratur tertinggi suatu logam 4alam kea4aan 6a4at atau tem6eratur teren4ah 4imana masih ter4a6at 2asa >air.
7
%." ,lasi#ikasi 'an ,&m+&sisi Pen*usun ,esetim(angan ,esetim(angan Diagram Fasa
Klasi2ikasi 5ertu0uan untuk mengetahui reaksi yang 4a6at 4itim5ulkan 4ari 6er>o5aan yang 4ilakukan. Klasi2ikasi yang ter4a6at 6a4a 4iagram 2asa 4i5e4akan men0a4i 5e5era6a golongan. Reaksi yang 4itim5ulkan 4a6at ter0a4i a6a5ila 4alam kea4aan >air mau6un 4alam kea4aan 6a4at, 5erikut a4alah 5e5era6a klasi2ikasi yang 4a6at ter0a4i: ". &arut &arut sem6ur sem6urna na 4alam 4alam kea4a kea4aan an >air >air 4an 6a4at 6a4at.. $. &arut sem6ur sem6urna na 4alam kea4aan kea4aan >air, ti4ak larut 4alam 4alam kea4aan kea4aan 6a4at 6a4at ;reaksi eutektik<. . &arut &arut sem6urn sem6urnaa 4alam 4alam kea4aan kea4aan >air, >air, larut se5agi se5agian an 4alam kea4aa kea4aan n 6a4at ;reaksi eutektik<. 1. &arut &arut sem6urn sem6urnaa 4alam 4alam kea4aan kea4aan >air, >air, larut se5agi se5agian an 4alam kea4aa kea4aan n 6a4at ;reaksi 6eritektik<.
8
!. &arut &arut sem6urn sem6urnaa 4alam kea4aan kea4aan >air, >air, ti4ak larut larut 4alam kea4aa kea4aan n 6a4at 4an mem5entuk senyaCa. #. &arut se5agian se5agian 4alam 4alam kea4aan kea4aan >air ;reaksi ;reaksi monotektik monotektik<. <. . Ti4ak Ti4ak laru larutt 4alam 4alam kea4aa kea4aan n >air mau6 mau6un un 6a4at. 6a4at. Kom6o Kom6osisi sisi 2asa a4al a4alah ah 6er5 6er5an an4i 4ing ngan an rela relati2 ti2 suat suatu u 2asa 2asa 4i 4alam 4alam siste sistem. m. Kom6osisi Kom6osisi 2asa tergantung tergantung 6a4a tem6eratur tem6eratur 4an kom6osisi unsur 6enyusun 6enyusun 2asa. Untuk men4a6atkan men4a6atkan in2ormasi in2ormasi tentang tentang kom6osisi kom6osisi 2asa 4an kom6osisi kom6osisi kom6onen 6enyusun 2asa 4i6ergunakan 4i6ergunakan 6rose4ur se5agai 5erikut:
%asa meru6akan 5agian 4ari material yang homogen, kom6osisi kimia 4an strukturnya 4a6at 4i5e4akan se>ara 2isik 4a6at 4i6isahkan se>ara mekanis 4ari 5agian lain material itu. Suatu 2asa 4a6at 4i5e4akan 4ari material lain se>ara 2isiknya, yaitu >air, gas, 4an 6a4at. Bagian material 4engan kom6osisi kimia yang 5er5e4a 4a6at 4ikatakan se5agai 2asa yang 5er5e4a. Struktur latti>e 0uga mem5e4 mem5e4aka akan n satu 2asa 4engan 4engan 2asa yang yang lainny lainnya. a. &ogam &ogam yang yang memili memiliki ki si2at si2at allotro6i misalnya, setia6 5entuk allotro6inya meru6akan 2asa tersen4iri meski6un kom6osisi kimia 4an kea4aan 2isiknya sama. Diagram 2asa i4ealnya i4ealnya menggam5ar menggam5arkan kan hu5ungan antara 2ase kom6osisi kom6osisi 4an tem6erature.6a4a kon4isi kesetim5angan yaitu suatu kon4isi yang ti4ak ter0a4i 6eru5ahan yang tergantung 6a4a Caktu. Kon4isi keseim5angan 5iasanya 4i4ekati 4engan kon4isi 6emanasan atau 6en4inginan yang sangat lam5at, sehingga 5ila
"
a4a 6eru5ahan 2ase yang harus ter0a4i akan a4a Caktu yang >uku6 untuk men>a6ai kon4isi keseim5angan. Diagram 2asa 4a6at 4i5e4akan men0a4i $ ma>am, yaitu: 1. Diag Diagra ram m Biner Biner
Diagram Diagram 5iner 5iner a4alah a4alah 4iagram 4iagram yang yang mengga menggam5a m5arka rkan n 4ua 0enis 0enis 2asa 4an menun0ukk menun0ukkan an si2at solu5ilitas solu5ilitas tim5al 5alik 6a4a suhu tertentu tertentu 4an tekanan yang yang sama. Diagram 5iner a4alah 4iagram yang menun0ukkan sistem $ 2asa 4ari 4ua at 4alam >am6uran yang 4itun0ukkan oleh hu5ungan tem6eratur terha4a6 kosentrasi relati2 at. Dimana 6en>am6uran ini 4a6at 4ilakukan 4engan menam5ahkan suatu at >air ke 4alam >airan murni lain 6a4a tekanan tertentu 4engan ariasi suhu. -a4a 4iagram 5iner akan terlihat a4anya 6eru5ahan 4ari sistem 4ua 2asa men0a4i sistem satu 2asa.
Diagram kesetim5angan a4alah 6eta96eta sta5il yang ter4a6at 6a4a 0angkauan ;range< kom6osisi,tem6eratur,4an tekanan. Diagram 2ase 5iner 5iasa 4ise5ut binary isomorphous alloy systems , ke4ua unsur yang 4i6a4ukan larut sem6urna 4alam kea4aan >air mau6un 6a4at. -a4a sistem ini hanya a4a satu struktur kristal yang 5erlaku untuk semua kom6osisi, syarat yang 5erlaku a4alah: a. Struktur kristal ke4ua unsur harus sama.
""
5. -er5e4aan ukuran atom ke4ua unsur unsur ti4ak 5oleh le5ih 4ari "!. >. Unsur9unsur ti4ak 5oleh mem5entuk senyaCa. 4. Unsur9unsur harus mem6unyai alensi yang sama. ?ontoh klasik untuk 0enis 4iagram 2asa ini a4alah 4iagram 2asa ?u9Ni. Titi Titik k -eri -erite tekt ktik ik a4al a4alah ah : Titik itik 6elel 6eleleh ehan an 4iat 4iatas as suhu suhu 6eri 6erite tekt ktik ik ;T6< ;T6< 4an 4an 6en4inginan melalui T6. J
Titik 'utektik a4alah : Titik leleh kom6osisi kom6osisi hanya 6a4a suhu ;suhu eutektikGTe< eutektikGTe< atau at au 6er6oto 6er6otonga ngan n antara antara kura kura likui4 likui4us us 4an garis garis sol s oli4 i4us us..
J
+aris Soli4u Soli4uss a4alah : +aris yang yang menun0uk menun0ukkan kan tem6eratu tem6eraturr teren4ah teren4ah 4imana 4imana logam 4alam kea4aan >air atau tem6eratur 4imana aCal ter0a4inya 6em5ekuan 4ari kon4isi >air aki5at 6roses 6en4inginan.
J
+aris &iui4us : +aris antara 2asa >airan 4an 2asa transisi transis i 6a4a 6a4at9 t9>a >air ir ; 4an &< 4imana 6a4uan 5eru5ah men0a4i liui4G>air. +aris yang menun0ukkan tem6eratur tertin tertinggi ggi suatu suatu logam logam 4alam 4alam kea4aa kea4aan n 6a4at 6a4at atau atau tem6er tem6eratu aturr teren4a teren4ah h 4imana 4imana masih ter4a6at 2asa >air.
J
&eel Rule : 6erhitungan yang yang 4igunakan untuk untuk menghitung 5esarnya 5esarnya 6resentasi suatu 2asa 6a4a 5agian 4ua 2asa 6a4a 4iagram 5iner. Dise5ut 0uga Aturan Kai4ah &engan. ?ontoh untuk &eel Rule ;Aturan Kai4ah &engan<
"$
Misalkan L a4alah kom6osisi 6a4uan yang akan 4ihitung 6ersentase 2asa92asanya 6a4a tem6eratur te m6eratur T, maka tarik garis yang memotong 5atas kelarutannya ;garis &9 S<. @ika L F C o & F Cl 4an S F C s maka 2asa >air 4an 6a4at :
%. Diagr Diagram am Fasa Fasa Tine Tiner* r*
Sistem Sistem tiga tiga kom6on kom6onen;T en;Tin inery ery<< mem6un mem6unya yaii 4era0at 4era0at ke5e5a ke5e5asan san , karena karena ti4ak mungkin mem5uat 4iagram 4engan 1 aria5el, maka sistem terse5ut 4i5uat 6a4a tekanan 4an suhu teta6. Sehingga 4iagram hanya meru6akan 2ungsi kom6osisi. Harga 4era0at ke5e5asan maksimal a4alah $, karena harga - hanya mem6unyai $ 6ilihan " 2asa yaitu ketiga kom6onen 5er>am6ur homogen atau $ 2asa yang meli6uti $ 6asang misi5el. Umumnya sistem kom6onen meru6akan sistem sistem >air9>a >air9>air9 ir9 >air. >air. @umlah @umlah 2raksi 2raksi mol mol ketiga ketiga kom6on kom6onen en 5erhar 5erharga ga ". Sistem Sistem koor4inat 4iagram ini 4igam5arkan se5agai segitiga sama sisi 4a6at 5eru6a mol atau 2raksi mol atau6un 5erat.
"
•
+aris &iui4us ialah garis yang menun0ukan aCal 4ari 6roses 6en4inginan ;6em5ekuan<.
•
+aris Soli4us ialah garis yang menun0ukan menun0ukan akhir 4ari 6roses 6roses 6em5ekuan 6em5ekuan ;6en4inginan<.
%.- ,&m+&nen terha'a+ Tekanan 'an Tem+eratur Diagram Fasa
Kom6onen umum 4iagram 2ase a4alah garis kesetim5angan atau 5atas 2ase, *ang meru0uk 6a4a 5aris yang menan4ai kon4isi 4i mana 5e5era6a 2ase 4a6at hi4u6 5er4am6ingan 6a4a kesetim5angan. %ase transisi ter0a4i 4i se6an0ang garis 4ari euili5rium. Diagram 2asa 4a6at meru6akan 4iagram yang se4erhana antara 4ua kom6onen atau meru6akan meru6akan 6a4uan 4ari 5e5era6a 5e5era6a 4iagram 2asa yang se4erhana. se4erhana. -eru5ahan -eru5ahan 2asa 4a6at ter0a4i 4ari 2asa >air men0a4i 6a4at atau 4ari 6a4at ke 5entuk 6a4at yang lain. A4a 5e5era6a reaksi yang 4a6at ter0a4i 6a4a setia6 trans2omasi, yaitu: ". Ke4ua kom6onenya teta6 larut tak ter5atas 6a4a kea4aan 6a4at. $.
Ke4u Ke4uaa kom6 kom6on onen enny nyaa salin saling g ti4a ti4ak k mela melaru rutk tkan an 6a4a 6a4a kea4 kea4aan aan 6a4a 6a4at; t;ti ti4a 4ak k mem5entuk larutan 6a4at< ter0a4i reaksi eute>ti>.
"1
.
Ke4ua kom6onen kom6onen 4a6at saling melarutkan melarutkan se>ara ter5atas;6arti ter5atas;6artially ally solu5e< solu5e< 6a4a kea4aan 6a4at.
1. Ke4ua kom6onennya mengalami reaksi 6eritektik. -a4a kea4aan 6a4at kemungkinan su4ah ti4ak ter0a4i lagi 6eru5ahan 2asa, teta6i 6a4a 5e5era6a sistem 6a4uan 4a6at ter0a4i trans2ormasi 6a4at96a4at, antara lain : ". Trans2ormasi allotro6i> $. Reaksi eute>toi4 . Reaksi 6eritektoi4 Diagram 2asa yang 6aling se4erhana a4alah 4iagram tekanan9tem6eratu tekanan9tem6eraturr 4ari at tungga tunggal, l, se6erti se6erti air . Sum5u9sum5 Sum5u 9sum5u u 4iagram 4iagram 5erkores6on 5erkores6on4en 4en 4engan tekanan 4an tem6eratur . Diagram 2ase 6a4a ruang tekanan9tem6eratur menun0ukkan garis kesetim5angan atau sem6a4an 2ase antara tiga 2ase 6a4at, 2ase 6a4at, >air, 4an >air, 4an gas gas..
Diagram 2ase yang umum. +aris titik9titik meru6akan si2at anomali air. +aris 5erCarna hi0au menan4akan titik 5eku 4an 5eku 4an garis 5iru menan4akan titik 4i4ih yang 4i4ih yang 5eru5ah9u5ah sesuai 4engan tekanan. -enan4aan 4iagram 2asa menun0ukkan titik9
"!
titik titik 4i mana mana energ energii 5e5as 5e5as 5ersi2a 5ersi2att non9an non9analit alitis. is. %asa92asa %asa92asa 4i6isahkan 4i6isahkan 4engan 4engan se5uah se5uah garis garis non9an non9anali alisita sitas, s, 4i mana mana transi transisi si 2asa ter0a4i ter0a4i,, 4an 4ise5u 4ise5utt se5aga se5agaii “sempadan fasa” . %. Si#at/si#at Term&'inamika +a'a Diagram Fasa
Selain tem6eratur 4an tekanan, si2at9si2at termo4inamika lainnya 0uga 4a6at 4igam5arkan 4igam5arkan 6a4a 4iagram 4iagram 2asa. ?ontohnya ?ontohnya meli6uti meli6uti olume 0enis, 0enis, ental6i ental6i 0enis, atau entro6i 0enis. 0enis. Se5aga Se5agaii >ontoh >ontoh,, gra2ik gra2ik kom6on kom6onen en tungga tunggall Tem6era em6eratur tur s. 'ntro6i 0enis ;T s. s< untuk airG ua6 ua6 atau untuk re2rigeran untuk re2rigeran 5iasanya 4igunakan untuk untuk mengil mengilustr ustrasi asikan kan siklus siklus termo4inam termo4inamika ika se6er se6erti ti siklus ?arnot ?arnot 4a 4an siklus Rankine. Rankine. -a4a gra2ik 4ua 4imensi, 4imensi, 4ua kuantitas termo4inamika 4a6at 4itun0ukkan 6a4a sum5 sum5u u
hori horio ont ntal al 4an 4an
ert ertik ikal al..
Kuan Kuanti tita tass
term termo4 o4in inam amik ikaa
lain lainny nyaa
4a6a 4a6att
4iilustrasikan 4engan 5ertum6uk se5agai se5uah 4eret garis atau kura. +aris9 garis ini meCakili kuantitas termo4inamika 6a4a nilai konstan tertentu. Se>ara keseluruhan a4a tiga reaksi 6enting 4i 4alam 4iagram kesetim5angan 2asa %e9%e?, yaitu: Reaksi -erite>ti>, -erite>ti>, Reaksi 'ute>ti>, 'ute>ti>, 4an Reaksi 'ute>toi4 'ute>toi4 se5agaimana terlihat 4i 4alam 4iagram kesetim5angan. Untuk sistem BesiBa0a, reaksi 'ute>toi4 a4alah reaksi yang sangat 6enting karena 4engan mengontrol Reaksi 'ute>toi4 kita 4a6at mem6eroleh 5er5agai konstituen mikro atau mi>ro >onstituent yang 4iinginkan untuk men4a6atkan si2at9si2at tertentu. Ber4asa Ber4asarka rkan n ka4ar ka4ar kar5on kar5onny nya, a, 5a0a 5a0a 4a6at 4a6at 6ula 6ula 4iklasi 4iklasi2ik 2ikasi asikan kan men0a4i men0a4i 5e5era6a 0enis, yaitu: ". Ba0a 'ute>toi4 $. Ba0a Hy6oeute>toi4 . Ba0a Hy6ereute>toi4 %.0 Pengertian Diagram Euili(rium 2Diagram ,esetim(angan Fasa3
-a4a umumnya logam ti4ak 5er4iri sen4iri atau kea4aan murni, teta6i le5ih 5anyak 4alam kea4aan 4i6a4u atau logam 6a4uan 4engan kan4ungan unsur9unsur tert terten entu tu sehin sehingg ggaa stru strukt ktur ur yang yang ter4 ter4a6 a6at at 4alam 4alam kea4 kea4aa aan n setim setim5a 5ang ng 6a4a 6a4a tem6eratur tem6eratur 4an tekanan tertentu tertentu akan 5erlainan. Kom5inasi 4ua unsur atau le5ih yang mem5entuk 6a4uan logam akan menghasilkan si2at yang 5er5e4a 4ari logam asalnya. Tu0uan 6ema4uan untuk mem6er5aiki si2at logam. Si2at yang 4i6er5aiki
"#
a4alah kekuatan, keuletan, kekerasan, ketahanan korosi, ketahanan aus, ketahanan lelah, 4ll. @enis 6ema4uan 4iantaranya se5agai 5erikut: ". Unsur logam E unsur logam ?ontoh: ?u E n ?u E Al ?u E Sn. $. Unsur logam E unsur non logam ?ontoh: %e E ?. -ema4uan ter0a4i aki5at a4anya susunan atom se0enis atau6un a4a 4istri5usi atom yang lain 6a4a susunan atom lainnya. @ika 4itin0au 4ari 6osisi atom9atom yang larut, 4i6eroleh 4ua 0enis larutan 6a4at: ". &arutan 6a4at su5stitusi &aruta &arutan n 6a4at 6a4at su5stit su5stitusi usi akan akan larut larut a6a5il a6a5ilaa a4any a4anyaa atom9a atom9atom tom terlaru terlarutt yang yang menem6ati ke4u4ukan atom9atom 6elarut.
$. &arutan 6a4at interstisi
"
&aru &aruta tan n 6a4a 6a4att inte interst rstis isii akan akan larut larut a6a5 a6a5il ilaa A4an A4anya ya atom atom9at 9atom om terl terlaru arutt yang ang menem6ati rongga9rongga 4iantara ke4u4ukan atomGsela antara.
Telah 4iketahui 5ahCa 5anyak si2at 4ari suatu 5ahan 5anyak tergantung 6a4a 0enis, 0umlahG5anyaknya 0umlahG5anyaknya 4an 5entuk 4ari 4ari 2asa 2asa yang yang ter0a ter0a4i 4i,, maka maka si2at si2at akan akan 5eru5ah 5ila hal9hal 4iatas 5eru5ah. Se0umlah 5esar 4ata mengenai 6eru5ahan 2asa 4ari 5er5agai sistem 6a4uan telah 4ikum6ulkan 4an 4i>atat 4alam 5entuk 4iagram yaitu 4iagram 2asa, atau 4ikenal 0uga se5agai 4iagram keseim5angan atau 4iagram atau 4iagram euili5rium. Suatu 4iagram 2asa, i4ealnya i4ealnya akan menggam5arkan menggam5arkan hu5ungan hu5ungan antara 2asa, kom6osisi 4an tem6eratur, 6a4a kon4isi keseim5angan ;euili5rium, yaitu kon4isi 4ima 4imana na ti4a ti4ak k ter0 ter0a4 a4ii 6eru 6eru5a 5aha han n yang ang 5erg 5ergan antu tung ng 6a4a 6a4a Cakt Caktu< u<.. Kon4 Kon4is isii euili euili5ri 5rium um 4a6at 4a6at 4i4eka 4i4ekati ti 4engan 4engan 6emanas 6emanasan an 4an 6en4in 6en4ingin ginan an yang yang sangat sangat lam5at, sehingga 5ila a4a 6eru5ahan 2asa yang harus ter0a4i maka akan terse4ia Caktu yang >uku6 untuk men>a6ai kon4isi keseim5angan.
%.4 Diagram Fasa Sistem Besi / Besi ,ar(i'a
Diagram 2ase %e9%e? meru6akan 4iagram untuk kom5inasi kom5inasi kar5on 4engan 4engan 5esi 6a4a kea4aan soli4 solution. Diagram 2ase 2as e ini termasuk 4iagram 2ase 5inary karen karenaa menu menun0 n0uk ukka kan n hu5u hu5ung ngan an anta antara ra 4ua 4ua ari aria5 a5le le yaitu yaitu hu5u hu5ung ngan an anta antara ra
"7
tem6eratur 4an kan4ungan kar5on ;?< selama 6emanasan lam5at.Dari 4iagram 2asa terse5ut 4a6at 4i6eroleh in2ormasi9in2ormasi 6enting yaitu antara lain: a. %asa %asa yang yang ter0a4i ter0a4i 6a4a 6a4a kom6os kom6osisi isi 4an tem6er tem6eratu aturr yang yang 5er5e4 5er5e4aa 4engan 4engan kon4isi 6en4inginan lam5at. 5. Tem6er em6eratu aturr 6em5ek 6em5ekuan uan 4an 4aerah 4aerah94ae 94aerah rah 6em5ek 6em5ekuan uan 6a4uan 6a4uan %e9? %e9? 5ila 5ila 4ilakukan 6en4inginan lam5at. >. Tem6eratur Tem6eratur >air 4ari masing9masing 6a4uan. 4. Batas95atas kelarutan atau 5atas kesetim5angan 4ari unsur kar5on 6a4a 2asa tertentu. e. Reaksi9reaksi metalurgis yang ter0a4i, yaitu reaksi eutektik, 6eritektik 4an eutektoi4. Diagram Diagram kesetim kesetim5an 5angan gan 5esi95 5esi95esi esi kar5i4 kar5i4aa 4a6at 4a6at 4i0a4i 4i0a4ikan kan se5aga se5agaii 4asar 4asar untuk mem6ela0ari 6a4uan 5esi 5a0a. Diagram ini 0uga 4ise5ut se5agai 4iagram 2asa atau 4iagram kesetim5angan antara 4ua 2asa, yaitu larutan 6a4at 5esi 4an senyaCa senyaCa logam %e? yang 4ise5ut 4ise5ut sementit. sementit. -eru5ahan -eru5ahan 2asa yang ter0a4i selama 6emanasan, 6en4inginan, 0enis 4an 0umlah 2asa 2as a yang a4a 6a4a setia6 tem6erature. -a4uan 5esi95esi kar5i4a mem6unyai 5e5era6a 2asa yaitu: 2erit, austenite, 5esi 4elta, eute>toi4 atau 6erlit, 4an eutektik atau le4e5urit 4an sementit. ". %erit %erit meru6akan larutan 6a4at interstisi 4ari atom9atom kar5on 6a4a 5esi murni. %asa ini 4ise5ut al6ha ;< 4an meru6akan larutan 6a4at intersrisi kar5on 4engan sel satuan 5eru6a ku5ik 6emusatan ruang. Kelarutan maksimum kar5on 4alam 2erit a4alah ,$! 6ersen 6a4a tem6erature $ >el>ius. -a4a tem6erature kamar kelarutan kar5on sekitar ,7 6ersen kar5on. %erit mem6unyai struktur sel B??, 5o4y >entere4 >u5i>. %erit mem6unyai si2at lunak 4an ulet, kekuatan tariknya kurang 4ari " M-a. Dalam gam5ar 2asa %erit 4inotasikan 4engan .
"8
$. Austenit Auste Austeni nitt meru meru6a 6aka kan n laru laruta tan n 6a4a 6a4att inter interst stisi isi atom atom kar5 kar5on on 4alam 4alam 5esi 5esi yang mem6 mem6un uny yai struk struktu turr sel %??, %??, 2a>e 2a>e >enter >entere4 e4 >u5i >u5i>. >.
Austen ustenit it sta5i sta5ill 4i atas atas
tem6er tem6eratur aturee $ >el>iu >el>ius. s. Dalam Dalam gam5ar gam5ar 2asa 2asa austen austenit it 4inota 4inotasik sikan an 4engan 4engan ;gamma<. -a4a tem6eratur sta5il austenit 5ersi2at lunak 4an liat sehingga mu4ah 4i5entuk. 4i5entuk. Austenit Austenit meru6akan meru6akan 2asa 6enting 6enting se5agai se5agai 4asar 6em5entuk 6em5entuk 2asa92asa lainnya 4alam 6roses 6erlakuan 6anas termasuk 6erlakuan 6anas 6a4a 6ermukaan 5a0a. . Besi 4elta Besi 4elta meru6akan 2asa yang mem6unyai struktur sel B??, 5era4a 4iantara tem6erature "1 = "!! >el>ius. Atom kar5on 4a6at larut sam6ai ," 6ersen. Dalam gam5ar 5esi 4elta 4inotasikan 4engan O. 1. Sementit ;%e?< Sementit meru6akan senyaCa logam yang mem6unyai kekerasan tinggi. Terkeras 4i antara 2asa92asa yang mungkin ter0a4i 6a4a 5a0a, ta6i sangat ra6uh. Sementit 5iasa 4ise5ut 5esi kar5i4a mem6unyai rumus %e?. Hal ini ti4ak 5erarti 5ahCa kar5i4a 5esi mem5entuk molekul9molekul %e?. Akan teta6i kisi Kristal sementit mengan4ung atom 5esi 4an kar5on 4alam 6er5an4ingan tiga laCan satu. Tiga
$
atom atom 5esi 5esi 4an satu atom atom kar5on kar5on.. Sement Sementit it mem6un mem6unya yaii sel satuan satuan ortoro ortorom5 m5ik ik 4engan "$ atom 5esi 4an em6at atom kar5on 6er satu selnya. Ka4ar kar5on 4alam sementit #, 4an senyaCa ini 5ersi2at keras teta6i getas. -a4a 5a0a, 2asa ini 4a6at meningkatkan kekuatan 4an kekerasan. Kekerasan sementit a4alah le5ih kurang 5erkisar antara 7 H(N. !. -erlit a4alah >am6uran khusus ter4iri 4ari 4ua 2asa 4an ter5entuk seCaktu austenite 4engan kom6osisi eute>toi4 5ertrans2ormasi men0a4i 2erit 4an kar5i4a 5esi se>ara 5ersamaan. Struktur 4asar 6erlit a4alah struktur lamellar yang tersusun 4aari la6isan 2erit 4an sementit. -erlit hanya ter0a4i 4i 5aCah tem6erature $ >el>ius. -erlit mem6unyai si2at 4iantara 2erit 4an sementit, yaitu kuat 4an >uku6 keras. Kan4ungan kar5on 4alam 6erlit untuk 6a4uan 5esi kar5on a4alah ,7 6ersen.
#. Martensit Martensit meru6akan 2asa 4imana 2erit 4an sementit 5er>am6ur. Teta6i 5ukan 4alam lamellar. %asa ini ter5entuk 4ari austensit metasta5il 4i4inginkan 4engan la0u 6en4inginan >e6at. Ter0a4i hanya 6resi6itasi %e? unsur 6a4uan lainnya teta6i larut trans2ormasi isothermal 6a4a $#P? untuk mem5entuk 4is6ersi kar5i4a yang halus halus 4alam 4alam matrik matrikss 2erit. 2erit. Marten Martensit sit 5ilah 5ilah ter5ent ter5entuk uk 0ika 0ika ka4ar ka4ar ? 4alam 4alam 5a0a 5a0a sam6ai ,# se4angkan 4i atas " akan ter5entuk martensit 6elat. -eru5ahan 4ari 5ilah ke 6elat "7ter0a4i 6a4a interal ,# Q ? Q ",7. Kekerasan 4ari martensit le5ih 4ari ! H(N.
$"
%.5 Peru(ahan Trans#&rmasi Dek&m+&sisi Fasa Selama Pen'inginan
Se5aga Se5agaii ilustra ilustrasi si akan akan 4i0ela 4i0elaskan skan 6en4ingi 6en4inginan nan 5esi 5esi 5a0a 5a0a eutectoid 4engan kan4unagn kan4unagn kar5on ,7 6ersen kar5on. -roses 6en4ingin 6en4inginan an untuk untuk 5a0a eutectoid , se6e se6ert rtii 4itu 4itun0 n0uk ukka kan n 6a4a 6a4a +am5 +am5ar ar yang ang 4iny 4inyat atak akan an oleh oleh gari gariss a. -a4a -a4a tem6erature tem6erature T" ter0a4i 6engintian 6engintian austenite, austenite, selan0utny selan0utnyaa antara tem6erature tem6erature T" = T$ 5utir95utir tum5uh 4an 6ertum5uhan selasai 6a4a T$. Antara T$ = T ti4ak ter0a ter0a4i 4i 6eru 6eru5a 5aha han n 2asa. 2asa. %asa %asa yang ang a4a a4a a4al a4alah ah auste austeni nite. te. Sete Setela lah h men> men>a6 a6ai ai tem6e tem6erat ratur uree
T, T,
6a4a 6a4a tem6 tem6era eratu ture re ini ini
auste austeni nite te 5eran 5erangs gsur ur9a 9ang ngsu surr
mula mulaii
5ertrans2ormasi men0a4i 6erlit 4an kemu4ian tem6erature terus turun sam6ai tem6er tem6eratur aturee kamar kamar.. Strukt Struktur ur 4assar 4assar 6erlit 6erlit a4alah a4alah lamella lamellarr yang yang tersusu tersusun n 4ari 4ari la6i la6isa san9l n9la6 a6isa isan n 2erit 2erit 4an 4an la6i la6isan san9l 9la6 a6isa isan n smen smenti titt yang ang ke4u ke4u4u 4uka kann nny ya atau atau 6osisinya 5erselang9s.
Diag Diagra ram m
keset esetim im5a 5ang ngan an
2asa 2asa
%e9% e9%e? e?
a4al a4alah ah
alat alat
6enti entin ng
untu ntuk
memahamistruktur mikro 4an si2at9si2at 5a0a kar5on, suatu 0enis logam 6a4uan 5esi ;%e<4an kar5on ;?<. Kar5on larut 4i 4alam 5esi 4alam 5entuk larutan 6a4at
$$
;soli ;soli4 4 solu soluti tion on<< hing hingga ga ,! ,! 5era 5eratt 6a4a 6a4a tem6e tem6era ratu turr ruan ruang. g. Ba0a Ba0a 4eng 4engan an atom atomka kar5 r5on on terl terlaru arutt hing hingga ga 0uml 0umlah ah terse5 terse5ut ut memi memilik likii al6h al6haa 2erri 2errite te 6a4a 6a4a tem6eraturruang. -a4a ka4ar kar5on le5ih 4ari ,! akan ter5entuk en4a6an kar5on4alam kar5on4alam 5entuk har4 intermetalli> intermetalli> stoi>hiometri stoi>hiometri>> >om6oun4 >om6oun4 ;%e?< ;%e?< yang yang 4ikena 4ikenalse lse5ag 5agai ai >ementi >ementite te atau >ar5i4e >ar5i4e.. Selain Selain larutan larutan 6a4at 6a4at al6ha9 al6ha92err 2errite ite yang yang 4alamkesetim5angan 4a6at 4itemukan 6a4a tem6eratur ruang ter4a6at 2ase92ase 6enting lainnya, yaitu 4elta92errite 4an gamma9austenite. @ika 6en4inginan ter0a4i le5ih >e6at maka ter0a4i segregasi yaitu 4istri5usi yang ti4ak merata yang ter0a4i 4i 4alam 5utir. -a4a 6usat 5utir yang 6ertama mam5eku akan kaya oleh 5ahan yang mem6unyai titik leleh tinggi, 5ahan yang mem6unyai titik leleh ren4ah akan naik man0auhi 6usat 5utir. @a4i ter0a4i gra4ien konsentrasi 6a4a 5utir ;g5..#<. %enomena ini 4ise5ut >ore4 stru>ture. A4a6un kelemahan >ore4 stru>ture antara lain se5agai 5erikut: ". 0ika 4i6a4atkan, 4i6a4atkan, akan >e6at meleleh. $. mengurangi kekuatan mekanik 6a4a tem6eratur tinggi. &ogam &ogam %e 5ersi2 5ersi2at at 6olym 6olymor6 or6hism hism yaitu yaitu memilik memilikii strukt struktur ur kristal kristal 5er5e4 5er5e4aa 6a4atem6eratur
5er5e4a.
-a4a
%e
murni,
misalnya,
al6ha92errite
akan
5eru5ahmen0a4i gamma9austenite saat 4i6anaskan meleCati tem6erature 8"o?. -a4atem -a4atem6er 6eratu aturr yang yang le5ih le5ih tinggi tinggi,, men4ek men4ekati ati "1 "1 o? gamma9 gamma9aust austeni enite te akan akan kem5ali5eru5ah men0a4i 4elta92errite. ;Al6ha 4an Delta< %errite 4alam hal ini memilikistru memilikistruktur ktur kristal B?? se4angkan se4angkan ;+amma< ;+amma< Austenite Austenite memiliki memiliki struktur struktur kristal %??. ". %err %errit itee a4al a4alah ah 2ase 2ase laru laruta tan n 6a4a 6a4att yang ang memi memili liki ki stru strukt ktur ur B?? B?? ;5o4 ;5o4y y >ent >enter ere4 e4>u >u5i 5i>< ><.. %err %errit itee 4ala 4alam m kea4 kea4aa aan n seti setim5 m5an ang g 4a6a 4a6att 4ite 4item mukan ukan 6a4a 6a4a tem6er tem6eratur aturrua ruang, ng, yaitu yaitu al6ha92 al6ha92erri errite te atau atau 6a4a 6a4a tem6era tem6eratur tur tinggi tinggi,, yaitu yaitu 4elta9 4elta9 2err 2errit ite. e.S Se>ar e>araa
umum umum 2ase 2ase ini ini
5ersi ersi2a 2att
lun lunak ;so ;so2t<, 2t<, ulet let
;4u> ;4u>ti tile le<, <, 4an
magnetik;magneti>< hingga tem6eratur tertentu, yaitu T>urie. Ber5agai 0enis 5a0a 4an 5esi tuang 4i5uat 4i5uat 4engan 4engan mengeks6lo mengeks6loitasi itasi si2at9si2at2erri si2at9si2at2errite. te. Ba0a lem5aran 5erka4ar kar5on ren4ah 4engan 2ase tunggal 2erritemisalnya, 5anyak 4i6ro4uksi untuk untuk 6roses 6roses 6em5en 6em5entuk tukan an logam logam lem5ar lem5aran. an. Untuk Untuk 6a4uan 6a4uan 5a0a 4engan 4engan 2ase tungga tunggall 2errite 2errite,, 2aktor 2aktorlai lain n yang yang 5er6en 5er6engar garuh uh signi2 signi2ika ikan n terha4a terha4a6 6 si2at9si si2at9si2at 2at mekanik a4alah ukuran5utir.
$
$. %ase %ase Auste usteni nite te memil emilik ikii stru strukt ktur ur atom atom %?? %?? ;%a> ;%a>ee ?ent ?enter ere4 e4 ?u5i ?u5i>< ><.. Dalamkea4aan setim5ang 2ase Austenite 4itemukan 6a4a tem6eratur tinggi. %ase ini5ersi2at non magnetik 4an ulet ;4u>tile< 6a4a tem6eratur tinggi. Kelarutanatom kar5on 4i 4alam larutan 6a4at Austenite le5ih 5esar 0ika 4i5an4ingkan4engan kelar kelarut utan an atom atom kar5 kar5on on 6a4a 6a4a 2ase 2ase %erri %errite te.. Se>a Se>ara ra geom geomet etri, ri, 4a6a 4a6at4 t4ih ihit itun ung g 6er5an4ingan 5esarnya ruang intertisi 4i 4alam 2ase Austenite ;ataukristal %??< 4an 4an 2ase 2ase %erri %errite te ;atau ;atau krist kristal al B??< B??<.. -er5 -er5e4 e4aan aan ini ini 4a6a 4a6att 4igu 4iguna naka kan n untu untuk k men0elaskan men0elaskan 2enomena trans2ormasi trans2ormasi 2ase 6a4a saat 6en4ingin 6en4inginanAus anAustenite tenite yang 5erlangsung se>ara >e6at. Selain 6a4a tem6eratur tinggi, Austenite 6a4a sistem %errous %errous 4a6at 6ula4irekayasa 6ula4irekayasa agar sta5il 6a4a tem6eratur tem6eratur ruang. ruang. 'lemen9eleme 'lemen9elemen n se6erti Mangan4an Mangan4an Ni>kel Ni>kel misalnya misalnya 4a6at menurunkan menurunkan la0u trans2ormasi trans2ormasi 4ari gamma9austen gamma9austenitemen itemen0a4i 0a4i al6ha92errite al6ha92errite.. Dalam 0umlah 0umlah tertentu tertentu elemen9elemen elemen9elemen terse5ut akanmenye5a5kan Austenite sta5il 6a4a tem6eratur r uang. . ?ementite atau >ar5i4e 4alam sistem 6a4uan 5er5asis
5esi
a4alah a4alahsto stoi>hi i>hiome ometri> tri> inter9 inter9met metalli alli>> >om6un >om6un4 4 %e? yang keras ras ;har4 ar4< 4an getas;5rittle<. Nama >ementite 5erasal 4ari kata >aementum yang 5erarti stone >hi6atau lem6engan 5atu. ?ementite se5enarnya 4a6at terurai men0a4i 5entukyang le5ih le5ih sta5il sta5il yaitu yaitu %e 4an ? sehing sehingga ga sering sering 4ise5u 4ise5utt se5aga se5agaii 2asemet 2asemetast asta5il a5il.. Namun, untuk ke6erluan 6raktis, 2ase ini 4a6at 4iangga6 se5agai2ase sta5il. ?ementite sangat 6enting 6erannya 4i 4alam mem5entuk si2at9si2atmekanik akhir 5a0a. ?ementite 4a6at 5era4a 4i 4alam sistem 5esi 5a0a 4alam5er5agai 5entuk se6erti: 5entuk 5ola ;s6here<, 5entuk lem5aran ;5erselangseling 4engan al6ha9 2errite<, atau 6artikel96artikel >ar5i4e ke>il. Bentuk,ukuran, 4an 4istri5usi kar5on 4a6at 4irekayasa melalui siklus 6emanasan 4an6en4inginan. @arak rata9rata antar kar5i4 kar5i4a, a, 4ikena 4ikenall se5aga se5agaii lintas lintasan an %errite %erriterat rata9rat a9rataa ;%errit ;%erritee Mean Mean -ath<, -ath<, a4alah a4alah 6arameter 6enting yang 4a6atmen0elaskan ariasi si2at9si2at 5esi 5a0a. (ariasi (ariasi si2at luluh 5a0a 4iketahui 5er5an4ing lurus 4engan logaritmik lintasan 2errite rata9rata.
%.16 Diagram Diagram Fasa 2 Diagram ,eseim(angan ,eseim(angan<
Se6erti Se6erti 6a4a 4iagram 4iagram -5 = Sn a4alah 4iagram 4iagram 2asa yang 4igunakan 4igunakan se5aga se5agaii
6eta 6eta
yang yang menun0 menun0ukk ukkan an
2asa yang yang a4a
$1
6a4a 6a4a
suhu suhu tertent tertentu u
4an
kom6osisi 6a4uan 6a4a 6a4a kea4aan keseim5angan, yaitu yaitu semua reaksi yang mungkin mungkin ter0a4i telah selesai.
)(. Diagram Diagram P( 7 Sn
-a4a -a4a 4iag 4iagram ram ters terse5 e5ut ut 6a4a 6a4a kom6 kom6os osisi isi
! ! Sn
4an 4an suhu suhu "
o
?,
menun0ukkan 5ahCa ter4a6at 4ua 2asa 6a4at yaitu 2asa 4an 2asa . -a4a kom6osisi kom6osisi yang sama 6a4a suhu $ VDan VDan 6a4a 6a4a
suhu suhu $! $!
o
?
seluru seluruh h laruta larutan n
kom6o kom6osisi sisi 7 Sn 4an suhu suhu $ kom6osisi " Sn 4an suhu $ Daerah Daerah 2asa 2asa 6a4uannya.
Untuk
o
o
o
? ter4a6at ter4a6at 2asa 4an >airan.
5eru6a 5eru6a >airan >airan.. Se5ali Se5alikny knyaa
6a4a 6a4a
? ter4a6at 2asa 4an >airan. Dan 6a4a
? hanya hanya ter4a6at 2asa sa0a.
4alam 4alam 4iagr 4iagram am kesei keseim5a m5anga ngan n 4iagram keseim5angan
tergan tergantun tung g 6a4a 6a4a system system
tem5aga 4an nikel
4iagra 4iagramny mnyaa se4erh se4erhana ana karena karena hanya hanya a4a satu satu ma>am ma>am 2asa 4ari 4ari ke4ua ke4ua terse5ut.
$!
5entuk logam logam
)(. Diagram Fasa 8u/Ni
-a4a -a4a 5agian 5agian 5aCah 5aCah 4ari 4ari 4iagra 4iagram, m,
semua semua
6a4uan 6a4uan
mem5en mem5entuk tuk satu
larutan larutan 6a4at 6a4at yang ter4iri 4ari satu struktur struktur kristal kristal yaitu yaitu k6s. k6s. Karena tem5aga tem5aga 4an nikel mem6unyai struktur kristal k6s k6s 4an ukuran ke4ua atom ham6ir sama sehing sehingga ga tem5ag tem5agaa 4a6at 4a6at
saling saling mengg mengganti antikan kan 4alam 4alam
6er5an4ingan 6a4a suhu " "
o
?.
9enis +ema'uan:
". Unsur logam E unsur logam ?ontoh: ?u E n ?u E Al ?u E Sn. $. Unsur logam E unsur non logam ?ontoh: %e E ?.
$#
kristal kristal 4eng 4engan an segala segala
%.11 Ti+e Diagram Fasa
)(. Ti+e Diagram Fasa
A. Diagram %asa Ti6e $D Diagram 2ase yang 6aling se4erhana a4alah 4iagram tekanan9 tem6eratur 4ari at tunggal,se6erti air.Sum5u9sum5u air.Sum5u9sum5u 4iagram 5erkores6on4en 4engan tekanan 4an tem6eratur.Diagram 2ase 6a4a ruang tekanan9tem6eratur menun0ukkan garis kesetim5angan atau sem6a4an 2ase antara tiga 2ase 6a4at,>air,4an gas.
$
)(. Diagram Tekanan / Tem+eratur
Diag Diagram ram 2ase 2ase yang yang umum umum.+ .+ari ariss titi titik9 k9ti titi tik k meru meru6a 6aka kan n si2at si2at anom anomali ali air.+aris 5erCarna hi0au menan4akan titik 5eku 4an garis 5iru menan4akan titik 4i4ih yang 5eru5ah9u5ah sesuai 4engan tekanan. -enan4 -enan4aan aan 4iagram 4iagram 2ase menun0 menun0ukk ukkan an titik9t titik9titi itik k 4imana 4imana energ energii 5e5as 5e5as 5ersi2at non9analitis.%ase92ase 4i6isahkan 4engan se5uah garis non9analisitas, 4imana transisi 2ase ter0a4i, 4an 4ise5ut se5agai sem6a4an 2ase. -a4a 4iagaram 4i atas, sem6a4an 2ase antara >air 4an gas ti4ak 5erlan0ut sam6ai takterhingga takterhingga.. Ia akan 5erhenti 5erhenti 6a4a se5uah titik 6a4a 4iagaram 2ase yang yang 4ise5ut se5agai titik kritis. Ini menun0ukkan 5ahCa 6a4a tem6eratur 4an tekanan yang sangat tinggi, 2ase ?air 4an gas men0a4i ti4ak 4a6at 4i5e4akan yang 4ikenal se5agai 2lui4a su6er kritis. -a4a air, titik kritis a4a 6a4a sekitar #1K 4an $$,#1M-a;.$,"6si<. Ke5e Ke5era ra4a 4aan an
titi titik k
krit kritis is
>air >air9g 9gas as menu menun0 n0uk ukka kan n
am5i am5igu guit itas as
6a4a 6a4a
4e2i 4e2ini nisi si
4iatas 4iatas.Ke .Ketik tikaa 4ari 4ari >air >air men0a4 men0a4ii gas,5ia gas,5iasan sanya ya akan akan meleCa meleCati ti se5uah se5uah sem6a4 sem6a4an an 2ase,namun a4alah mungkin untuk memilih la0ur yang ti4ak meleCati sem6a4an
$7
4engan 5er0alan menu0u 2ase su6erkritis.3leh karena itu,2ase >air 4an gas 4a6at 4i>am6urt erusmenerus. Sem6a4an 6a4at9>air 6a4a 4iagram 2ase ke5anyakan at memiliki gra4ien yang 6ositi2.Hal ini 4ikarenakan 2ase 6a4at memiliki 4ensitas yang le5ih tinggi 4ari 4ari 6a4a 6a4a 2ase 2ase >air, >air,seh sehin ingg ggaa 6eni 6ening ngka kata tan n teka tekana nan n akan akan meni mening ngka katk tkan an titi titik k lele leleh. h.-a -a4a 4a 5e5e 5e5era ra6a 6a 5agi 5agian an 4iag 4iagram ram 2ase 2ase air, air,se sem6 m6a4 a4an an 2ase 2ase 6a4a 6a4at9> t9>air air air memiliki gra4ien yang negati2,menun0ukkan 5ahCa es mem6unyai 4ensitas yang le5ih ke>il 4ari6a4a air.
B. Diagram 2asa ti6e D A4al A4alah ah mung mungki kin n untu untuk k mem5 mem5ua uatt gra2 gra2ik ik tiga tiga 4ime 4imens nsii ;D< ;D< yang ang menun0 menun0ukk ukkan an tiga tiga kuanti kuantitas tas termo4i termo4inam namika. ika. Se5aga Se5agaii >ontoh >ontoh,, untuk untuk se5uah se5uah kom6onen tunggal, koor4inat D ?artesius 4a6at menun0ukkan tem6eratur ;T<, tekanan ;-<, 4an olume 0enis ;<. +ra2ik D terse5ut ka4ang9ka4ang 4ise5ut 4iagram -99T. Kon4isi Kon4isi kesetim5angan akan 4itung0ukkan se5agai 6ermukaan tiga 4imensi 4engan luas 6ermukaan untuk 2ase 6a4at, >air, 4an gas. +aris 6a4a 6ermukaan 6ermukaan terse5ut 4ise5ut garis tri+el, 4i mana at 6a4at, >air, 4an gas 4a6at 5era4a 4alam kesetim5angan. Titik kritis masih 5eru6a se5uah titik 6a4a 6ermukaan 5ahkan 6a4a 4iagram 2ase D. -royeksi ortogra2i gra2ik ortogra2i gra2ik -99T D yang menun0ukkan tekanan 4an tem6eratur se5agai sum5u ertikal 4an horiontal akan menurunkan 6lot D terse5ut men0a4i 4iagram 4iagram tekanan9tem tekanan9tem6eratur 6eratur $D. Ketika hal ini ter0a4i, 6ermukaan 6ermukaan 6a4at9ua6, 6a4at9>air, 4an >air9ua6 akan men0a4i tiga kura garis yang akan 5ertemu 6a4a titik tri6el, yang meru6akan 6royeksi ortogra2ik garis tri6el.
$8
%.1% Batas Da*a Larut Pa'at Pa'a L&gam
)(. Diagram +a'uan P(/Sn
-a4a 4iagram 4iagram
5ahan 6a4at yang kaya kaya
4alam struktur struktur k6s. ;Ber5e4a ;Ber5e4a
-5 ter4a6at ter4a6at atom Sn yang larut
6a4a Na?l ti4ak larut 4alam struktur struktur kristal kristal 's
4alam 0umlah yang 5erarti< -a4a suhu "7
o
? 5atas 5atas 4aya 4aya larut larut Sn seki sekitar tar $8 $8 atom atom ; "8 "8 5erat< 5erat<
4alam 5ahan 6a4at yang kaya kaya -5. Semakin Semakin tinggi tinggi suhu larutan larutan 6a4at 6a4at 5atas 5atas 4aya 4aya larutny larutnyaa semakin semakin ren4ah ?ontoh : -a4a
o
? a4a " atom ; # 5erat < Sn yang yang larut 6a4a 6a4a -5
Demik Demikian ian haln halnya ya
6a4a 6a4a "7 "7
o
?
5aha 5ahan n 6a4a 6a4att yan yang g kay kayaa Sn Sn
4a6a 4a6att
mengan4ung $.! 5erat -5 yang larut 6a4a struktur t6r; Sn< Sesuai 6er0an0ian ke4ua 2asa 4ise5ut ; 4engan struktur kristal kristal k6s< 4an ; 4engan 4engan struktur kristal t6r< 4ari system -5 = Sn Batas 4aya larut 6a4at mem6unyai harga maksimum maksimum 6a4a suhu eutektik. Baik 4iatas mau6un mau6un 4i5aCah 4i5aCah "7
o
? 0umlah 0umlah Sn yang yang 4a6at larut larut 4alam k6s
yang yang kay kaya -5 menur menurun un.. Hal yang yang seru6 seru6aa ter0a4 ter0a4ii
6a4a 6a4a -5
6a4a 6a4a "7 "7
o
?,
maksimum $,! 5erat -5 larut 4alam t6r yang kaya Sn.
%.1 ,&m+&sisi Fasa
Diagram keseim5angan selain 5erguna se5agai 6eta , 0uga mem5erikan kom6osisi kom6osisi kimia 2asa yang ter4a6at ter4a6at 6a4a kea4aan kea4aan seim5ang seim5ang setelah semua reaksi 5erakhir.
)(. ,&m+&sisi Fasa
Daerah Fasa Tu Tunggal nggal
-a4a 2asa tunggal;kese tunggal;keseluruh luruhan an
logam 4alam kea4aan kea4aan 6a4at atau >air<
kom6osisi kimianya sesuai 4engan 6a4uannya. Misalny Misalnyaa
4alam 4alam 6a4u 6a4uan an #Sn #Sn 4an 4an 1 -5 6a4a 6a4a $$!
o
? >airan mem6unyai
kom6osisi kom6osisi # = 1, hal seru6a 5erlaku 5erlaku untuk 4iagram 4iagram 2asa 4engan larutan larutan 6a4at 2asa tunggal.
"
Daerah 'ua #asa
Kom6osisi Kom6osisi ke4ua ke4ua 2asa ter4a6at ter4a6at 6a4a ke4ua ke4ua u0ung u0ung garis isotermis isotermis yang yang melintasi 4aerah 4ua 2asa. Se5agai Se5agai >ontoh >ontoh 6a4uan 6a4uan timah timah 6atri 6atri 7-5 = $Sn $Sn 6a4a 6a4a "!
o
?. -a4a
4iagram 4a6at 4ilihat 5ahCa mem6unyai kom6osisi " Sn 4an kom6osisi ham6ir " Sn. Namun 6a4a 6a4uan yang sama 4an suhu yang 5er5e4a kom6osisi 4an akan 5er5e4a. 5er5e4a. Hal ini 5er4asarkan 5er4asarkan kenyataan kenyataan 5ahCa 5atas larut Sn 4alam 6a4a "!
o
? 5esarn 5esarnya ya ". ". Karena Karena 6a4uan 6a4uan a4alah a4alah $Sn $Sn maka maka 0enuh 0enuh
4engan Sn 4an kele5ihan Sn ter4a6at 6a4a
. Demikian 5atas 4aya larut -5
4alam Q ", maka ham6ir ham6ir seluruh -5 5era4a 4alam 2asa .
Reaksi Eutektik
?airan yang mem6unyai kom6osisi kom6osisi eutektik ;7." -5 -5 = #".8 Sn Sn 6a4a system -5 = Sn < terurai men0a4i 2asa 6a4at ; 4an < 6a4a suhu eutektik eutektik "7
o
? . -4a suhu ini sa0a tiga 2asa 5era4a 4alam keseim5anga keseim5angan. n. Reaksi uetektik uetektik 4a6at 4itulis : 4i4inginkan &$
W
S" E S
.
X Di6anaskan Catatan : 1,2,3 menunjukkan kadar yang meningkat dari salah satu diantara komponen
%.1" ,uantitas Fasa
Dengan melihat melihat 4iagram 2asa maka 4a6at 4a6at mengi4enti2ikasi: ". @enis @enis 2asa yang yang telah telah sta5ilGs sta5ilGseim eim5an 5ang g $. Kom6 Kom6os osis isii kimi kimiaa . Kuanti Kuantitas tas setia6 setia6 2asa yang yang a4a 4alam 4alam keseim keseim5an 5angan gan
$
Daerah 'ua #asa
Kuantitas Kuantitas 4ari 4ua 2asa 4itentukan 4itentukan 4engan 4engan >ara inter6olasi inter6olasi kom6osisi kom6osisi 6a4uan 4iantara kom6osisi ke4ua 2asa itu.
)(. ,uantitas Fasa 2 +a'uan P( 7 Sn 3
Se5agai Se5agai >ontoh >ontoh timah 6atri 7 -5 = $ $ Sn Sn 6a4a "! terlihat 5ahCa kom6osisi
o
?, 4ari 4iagram
7 -59 $ Sn terletak 6a4a titik se0auh ."" L 0arak
kom6osisi kimia ; 8 -5 9" Sn < 4an kom6osisi kimia
;Q " -5 4an Y
"Sn <. Sehingga Sehingga 0umlah 0umlah seluruh seluruh 6atri 6atri , 2raksi 2raksi kuantitas kuantitas F ."" ."" 4an F .78 @umlah ini 4a6at 4itulis 78 untuk massa massa 4an "" untuk untuk massa .
Dalam kom6osisi yang sama ; 7 -5 = $ Sn < 6a4a $!
o
? 4ari 4iagram
4a6at 4ilihat 4ilihat 5ahCa 5ahCa ; 77 -5 9"$ Sn < 4an & ; #1 -5 9 # Sn <. <. Kom6osisi kimi kimi 6a4uan ini se>ara keseluruhan ; 7 -5 = $ Sn < sama 4engan "G 0arak antara 4an 4an kom6o kom6osi sisi si >aira >airan. n. Sehi Sehing ngga ga 0uml 0umlah ah
6atr 6atrii keselu keseluru ruha han n
6a4a 6a4a $! $!
o
?
kuantitas kuantitas 2raksi >airan "G 5agian 4an 2raksi 6a4at ; < $G 5agian. 5agian. Kuantitas Kuantitas 4iny 4inyat ataka akan n 4alam 4alam 2asa 2asa
4an atau atau 4an &, &,
sesu sesuatu atu yang yang 5e4a 5e4a 4eng 4engan an
kom6osisi kimia yang 4inyatakan 4alam 0umlah kom6onen -5 4an Sn.
Pa'a Sistem Besi ,ar(&n
Ba0a Ba0a meru meru6ak 6akan an strukturnya 6a4a 8"$
o
6a4uan 6a4uan
4ari 4ari 5esi 5esi 4an kar5on kar5on.. Besi Besi murni murni
? 4ari k6r men0a4i men0a4i k6s. -a4a "81
o
? 5eru5ah lagi 4ari
k6s men0a4i k6r k6r lagi 4an k6r ini sta5il sam6ai 5esi men>air men>air 6a4a "!7
)(. Diagram keseim(angan (esi / kar(&n
1
5eru5a 5eru5ah h
o
?.
)(. ,ur;a +en'ingin (esi murni
!
#
Ferit atau (esi <
Struktur Struktur 5esi murni murni 6a4a 6a4a suhu ruangan ruangan 4ise5ut 4ise5ut ferit atau besi α . %erit mem6un mem6unya yaii struktur struktur k6r, k6r, ruangan ruangan antar antar atom atom
ke>il ke>il 4an ra6at ra6at sehingg sehinggaa
sulit sulit
menam6ung menam6ung atom kar5on kar5on sekali6un sekali6un ke>il. 3leh se5a5 itu 4aya larut kar5on kar5on 4alam 2erit ren4ah ; Q " kar5on 6er " atom 5esi <. Austenit atau (esi / γ .
Besi 4engan 4engan struktur struktur k6s 4ise5ut 4ise5ut Austenit atau besi - γ Besi ini sta5il 6a4a suhu antara 8"$
o
? 4an "81
o
?. Austenit mem6unyai si2at yang lunak
4an ulet sehingga mu4ah mu4ah 4i5entuk. Besi Besi austenit 5erstruktur k6s yang yang mem6unyai 0arak atom yang le5ih 5esar 4i5an4ing 2erit.
Meski6 Meski6un un 4emiki 4emikian an
lu5ang lu5ang
6a4a 6a4a strt strtukt uktur ur k6s
ham6ir ham6ir ti4ak ti4ak 4a6at 4a6at
menam6ung menam6ung atom kar5on kar5on 4an 6enyisi6an 6enyisi6an ini menye5a5kan menye5a5kan regangan regangan 4alam struktur. Aki5atnya Aki5atnya ti4ak semua lo5ang 4a6at 4iisi atom kar5on ;Y # 6a4a 8"$ 8"$ o
?<. Daya larut maksimum $."" ; 8atom<
kar5on.
Besi/ δ .
Di atas "81
o
? austenit austenit 5ukan 5entuk 5entuk 5esi yang 6aling 6aling sta5il karena karena
struktur kristal 5eru5ah 4ari k6s men0a4i k6r atau besi- δ !esi- δ sama 4engan 5esi α ke>uali ke>uali 4aerah 4aerah suhunya. suhunya. 3leh karena karena itu itu 5iasa 5iasa 4ise5ut 4ise5ut 2erit δ Daya larut larut kar5on kar5on 4alam 4alam 2erit 2erit δ ke>il, akan teta6i le5ih 5esar 4ari 6a4a 2erit α , karena suhunya le5ih tinggi.
,ar(i'a (esi
-a4a 6a4uan 5esi kar5on, kar5on kar5on mele5ihi 4aya 4aya larut mem5entuk 2asa ke 4ua yang yang 4ise5ut kar5i4a 5esi ;sementit< yang mem6unyai kom6sisi kimia kimia %e ?. Hal ini ti4ak 5erarti sementit teta6i teta6i
mem5en mem5entuk tuk kisi kisi kris kristal tal
mem5entuk molekul =molekul %e mengan mengan4un 4ung g
.
.
?, akan
atom atom 5esi 5esi 4an kar5on kar5on 4alam 4alam
6er5an4ingan tiga = satu. %e Z5Z><
.
? mem6unyai sel satuan ortorom5ik ; semua su4ut F 8
o
? 4an a
4eng engan "$ at atom 5e 5esi 4an 1 ato atom kar5on 6er 6er sel sel. Ka Kan4ungan
kar5onnya #.;5erat< 4an 5erat 0enisnya ,# MgGm .
Diagram #asa Fe/Fe . 8
-a4a gam5ar gam5ar 5aCah terlihat 4iagram 2asa 5esi ;%e< 4an kar5i4a kar5i4a 5esi;%e ?<. Diagram Diagram ini
meru6a meru6akan kan
lan4as lan4asan an
;ke5anyakan 0enis 5a0a<.
7
untuk untuk
.
mem5eri mem5erikan kan 6erlak 6erlakuan uan 6anas 6anas
Kom6osisi eutektik
ter4a6at 6a4a 1. ;5erat< kar5on atau " atom
kar5 kar5on on 4an 4an suhu suhu eute eutekt ktik ik a4al a4alah ah ""17 "17
o
?. Besi - γ yang ang kay kaya %e 4a6a 4a6att
menam6ung sam6ai $."" $."" ;5erat< atau 8;atom< kar5on. kar5on. Atom9atom kar5on kar5on ini larut se>ara intersisi 4alam 5esi k6s. k6s.
Reaksi eutektik
-a4a -a4a gam5ar gam5ar 5aCah 5aCah
meru6a meru6akan kan 6er5an 6er5an4in 4ingan gan
kar5on 6a4a austenit 4engan 6enam5ahan
antara antara 6enam5 6enam5aha ahan n
garam 6a4a air. -a4a setia6 kea4aan
6enam5ahan 5ahan yang 4ilarutkan menurunkan 0angkauan suhu sta5il larutan.
8
)(. Reaksi eutektik
-a4a system es9garam, larutan >airan a4a 4iatas suhu eutektik, se4angkan 6a4a system 5esi9kar5on
ter4a6at larutan 6a4at sehingga reaksi eutektik
sungguhan sungguhan ti4ak ter0a4i ter0a4i seCaktu seCaktu 6en4ingin 6en4inginan. an. Akan teta6i karena karena analogi analogi reaksi ini ini 4engan 4engan reaksi eutektik, eutektik, reaksi reaksi ini 4ise5ut 4ise5ut eutectoid ; se>ara har2iah 5erarti se6erti eutektik <. 4i4inginkan 'utektik :
&$
W
S" E S
.
X Di6anaskan
Di4inginkan 'uitektoi4
S$
W
S" E S
X Di6anaskan
1
.
Suhu eute>toi eute>toi4 4 untuk 6a4uan 6a4uan 5esi = kar5on kar5on a4alah $ $
o
?. Kom6osisi
eute>toi4 ter4iri sekitar .7 kar5on.
Reaksi eute>toi4 untuk untuk 6a4uan %e = ? a4alah : $
γ ;.? <
o
?
α ; .$ ? < E %e
.
? ; #. ?<
Pergeseran Eutekt&i'
-a4a -a4a 5a0a 5a0a 6a4uan 6a4uan
atom atom kar5 kar5on on 4an atom atom
5esi saling saling
5erkoo 5erkoor4i r4inas nasii
4engan atom lain. 3leh karena itu ka4ar kar5on 'uitektoi4 4an suhu 'uitektoi4 'uitektoi4 5eru5ah 5ila a4a elemen 6a4uan lainnya. -eru5ahan -eru5ahan ka4ar kar5on kar5on 'uitekto 'uitektoi4 i4 4an suhu 'uitektoi4 'uitektoi4 4a6at 4ilihat 4ilihat 6a4a 4iagram 5aCah
)(. Pergeseran titik eute=t&i'
Dek&m+&sisi Austenit
1"
Selama 6en4inginan 6en4inginan ter0a4i reaksi eutiktoi4 %e = ? yang menyangkut menyangkut 6em5entukkan 2erit α 4an kar5i4a ? se5agai hasil 4ekom6osisi austenit γ 5erkom6osisi eutektoi4 :
γ ; Y .7 ? < W α " C
Dalam >am6uran >am6uran yang yang 4ihasilkan 4ihasilkan ter4a6at Y "$ kar5i4a kar5i4a 4an le5ih 4ari 77 2erit. Karena kar5i4a 4an 2erit ter5entuk 5ersama9sama, ke4uanya 5er>am6ur 4engan 5aik. Dengan Dengan kata lain lain 2erit 2erit a4alah a4alah >am6uran >am6uran khusus khusus ter4iri 4ari 4ua 2asa 4an ter5entuk seCaktu austenit 4engan kom6osisi eute>toi4 5ertrans2ormasi men0a4i 2erit 4an kar5i4a. -erlit a4alah >am6uran >am6uran khusus khusus 4ari 4ua 2asa 4an ter5entuk ter5entuk seCaktu seCaktu austenit 4engan kom6osisi kom6osisi eute>toi4 5ertrans2ormasi men0a4i 2erit 4an kar5i4.
BAB III
1$
PENUTUP .1 ,esim+ulan
Diag Diagra ram m
2asa 2asa
a4al a4alah ah
4iag 4iagra ram m
yang ang
mena menam6 m6il ilka kan n
hu5u hu5ung ngan an
anta antara ra
tem6er tem6eratur ature, e, 4imana 4imana ter0a4 ter0a4ii 6eru5a 6eru5ahan han 2asa selama selama 6roses 6roses 6en4in 6en4ingin ginan an 4an 6emanasan yang lam5at 4engan ka4ar kar5on. Diagram ini meru6akan 4asar 6emahaman untuk semua o6erasio6erasi 6erlakuan 6anas. Diagram %asa meru6a meru6akan kan 4iagra 4iagram m yang yang menam6 menam6ilka ilkan n hu5ung hu5ungan an antara antara tem6er tem6eratu aturr 4imana 4imana ter0a4i 6eru5ahan 2asa selama 6roses 6en4inginan 4an 6emanasan yang lam5at 4engan ka4ar kar5on. Ti4ak se6erti struktur logam murni yang hanya 4i6engaruhi oleh suhu, se4angkan struktur 6a4uan 4i6engaruhi oleh suhu 4an kom6osisi. -a4a kesetim5angan, struktur 6a4uan ini 4a6at 4igam5arkan 4alam suatu 4iagram yang 4ise5ut 4iagram 2asa ;4iagram kesetim5angan< 4engan 6arameter suhu ;T< ersus kom6osisi ;mol atau 2raksi mol<. ;%ase 4a6at 4i4e2inisikan se5agai 5agian 4ari 5ahan yang memiliki struktur atau kom6osisi yang 5er5e4a 4ari 5agian lainnya<. Diagra Diagram m 2asa khusus khususny nyaa untuk untuk ilmu ilmu logam logam meru6a meru6akan kan suatu suatu 6emetaa 6emetaan n 4ari 4ari kon4isi logam atau 6a4uan 4engan 4ua aria5el utama umumnya ; Konsentrasi 4an tem6eratur<. +aris yang 4a6at menentukan tinggi atau ren4ahnya tem6eratur yang ter4a6at 6a4a logam 4alam kea4aan >air mau6un 6a4at, 4a6at 4i5e4akan 4i5e4akan men0a4i $, yaitu: ". +aris &iui4us F menun0ukkan tem6eratur teren4ah 4imana logam 4alam kea4aa kea4aan n >air >air atau tem6er tem6eratu aturr 4imana 4imana aCal ter0a4i ter0a4iny nyaa 6em5ek 6em5ekuan uan 4ari 4ari kon4isi >air aki5at 6roses 6en4inginan. $. +aris +aris Soli4u Soli4uss F menun0 menun0ukk ukkan an tem6er tem6eratu aturr terting tertinggi gi suatu suatu logam logam 4alam 4alam kea4aan 6a4at atau tem6eratur teren4ah 4imana masih ter4a6at 2asa >air. Selain tem6eratur 4an tekanan, si2at9si2at termo4inamika lainnya 0uga 4a6at 4igam5arkan 4igam5arkan 6a4a 4iagram 4iagram 2asa. ?ontohnya ?ontohnya meli6uti meli6uti olume 0enis, 0enis, ental6i ental6i 0enis, atau entro6i 0enis. 0enis. Se5aga Se5agaii >ontoh >ontoh,, gra2ik gra2ik kom6on kom6onen en tungga tunggall Tem6era em6eratur tur s. 'ntro6i 0enis ;T s. s< untuk airG ua6 ua6 atau untuk re2rigeran untuk re2rigeran 5iasanya 4igunakan untuk untuk mengil mengilustr ustrasi asikan kan siklus siklus termo4inam termo4inamika ika se6er se6erti ti siklus ?arnot ?arnot 4a 4an siklus Rankine. Rankine. Diagram 2ase %e9%e? meru6akan 4iagram untuk kom5inasi kom5inasi kar5on 4engan 5esi 6a4a kea4aan soli4 solution. Diagram 2ase 2as e ini termasuk 4iagram 2ase 5inary karen karenaa menu menun0 n0uk ukka kan n hu5u hu5ung ngan an anta antara ra 4ua 4ua ari aria5 a5le le yaitu yaitu hu5u hu5ung ngan an anta antara ra
1
tem6er tem6eratur atur 4an kan4un kan4ungan gan kar5o kar5on n ;?< ;?< selama selama 6emana 6emanasan san lam5at lam5at.. Diagra Diagram m kesetim5angan 5esi95esi kar5i4a 4a6at 4i0a4ikan se5agai 4asar untuk mem6ela0ari 6a4uan 5esi 5a0a. Diagram ini 0uga 4ise5ut se5agai 4iagram 2asa atau 4iagram kesetim5angan antara 4ua 2asa, yaitu larutan 6a4at 5esi 4an senyaCa logam %e? yang ang 4ise 4ise5u 5utt seme sement ntit it.. -eru -eru5a 5aha han n 2asa 2asa yang ang ter0 ter0a4 a4ii sela selama ma 6ema 6emana nasa san, n, 6en4inginan, 0enis 4an 0umlah 2asa yang a4a 6a4a setia6 tem6erature. -a4uan 5esi95esi kar5i4a mem6unyai 5e5era6a 2asa yaitu: 2erit, austenite, 5esi 4elta, eute>toi4 atau 6erlit, 4an eutektik atau le4e5urit 4an sementit. .% Saran
Kami Kami sa4a sa4arr makal makalah ah ini ini masi masih h 0auh 0auh 4ari 4ari kata kata sem6u sem6urn rna, a, untu untuk k itu itu kami kami mem5utuhkan kritik 4an saran 4ari teman9teman yang si2anya mem5angun. Bagi teman9t teman9tema eman n yang yang ingin ingin menam menam5ah 5ah CaCasa CaCasan n mengen mengenai ai 4iagram 4iagram 2asa,te 2asa,teman man99 teman 5isa men>ari re2erensi lain.
DAFTAR PUSTA,A htt6:GGrusman95uru.5logs6ot.>o.i4G$"$G8Gmakalah94iagram92asa.html htt6:GGekasetiaCahyu4i.5logs6ot.>o.i4G$"$G""G4iagran92asa.html
11
htt6s:GGi4.Ciki6e4ia.orgGCikiGDiagram[2ase htt6s:GGCCC.a>a4emia.e4u htt6s:GGCCC.sli4eshare.netG5ayua2a0riG4iagram92asa92e92e9> htt6s:GGCCC.a>a4emia.e4uG""!8$"GDiagram[%asa[%e9%e[[?
1!
