Transformasi diagram Fasa Fe-Fe3C

Kesetimbangan diagram fasa Fe-Fe3C adalah alat penting untuk memahami mikro dan sifat dari baja karbon, Suatu jenis paduan logam besi (Fe) dan karbon (C). Diagram Fasa Fe-Fe3C juga merupakan dasar dari pembuatan baja dan besi cor dalam pembuatan logam. Karbon terlarut dalam besi dalam bentuk larutan padat (solid solution) untuk 0,05% berat pada suhu kamar. Pada kandungan karbon lebih dari 0.055 akan membentuk deposit karbon dalam bentuk hard intermetalik senyawa stoichiomater (Fe3C), lebih dikenal sebagai CEMENTIT atau karbida. 

    Besi adalah logam yang memiliki sifat allotropi, allotropi sifat yang dimiliki oleh besi itu sendiri ada 3, yaitu:
    1. Delta besi (δ) mampu melarutkan max karbon 0,1% pada 1500oC
    2. Besi Gamma (γ) mampu melarutkan max karbon 2% pada 1130oC
    3. Besi Alpha (α) yang mampu melarutkan max karbon 0,025% pada 723oC
    Transformasi allotropic besi, Fe (δ), Fe (γ) dan Fe (α) terjadi difus sehingga membutuhkan waktu tertentu pada suhu konstan Karena reaksi dikeluarkan panas laten.

    Diagram fase baja karbon.

    Dalam kondisi cair karbon dapat larut dalam besi. Dalam kondisi padat besi dan
    karbon dapat membentuk :
    • Larutan padat (solid solution)
    • Senyawa interstitial (interstitial compound)
    • Eutectic mixture : campuran antara austenite (γ) dan cementite (Fe3C)
    • Eutectoid mixture : campuran antara ferrite (α) dan cementite (Fe3C)
    • Grafit : karbon bebas, tidak membentuk larutan padat ataupun tidak berikatan membentuk senyawa dengan Fe.
    Struktur-struktur yang ada pada diagram fase besi – karbida besi :

    Cementite :
    • Interstitial compound
    • Karbida besi (Fe3C)
    • Keras dang etas
    • Kekuatan tarik rendah
    • Kekuatan tekan tinggi
    •  Struktur kristal orthorhombic
    • Struktur paling keras pada diagram Fe-Fe3C
    Austenite (γ)
    • Interstitial solid solution; larutan padat karbon dalam besi γ
    • Struktur kristal FCC (face centered cubic, kubus pemusatan bidang)
    • Kelarutan karbon max 2 % pada temperatur 1130 C
    • Tensile strength 1050 kg/cm2
    • Tangguh
    • Biasanya tidak stabil pada temperatur kamar
    Ledeburite
    • eutectic mixture (γ+Fe3C)
    • Campuran terdiri dari austenite dan cementite
    • Mengandung 4,3 % berat karbon
    • Terbentuk pada temperatur 1130 C (2065 F)
    Ferrite (α)
    • Interstitial solid solution
    • Larutan padat karbon dalam besi α
    • Pada temperatur 723 C, batas kelarutan karbon 0,025 %
    • Pada temperatur kamar, batas kelarutan karbon 0,008 %
    • Pada temperatur 1492 C, batas kelarutan karbon 0,1 %
    • Tensile strength rendah
    • Keuletan tinggi
    • Kekerasan < 90 HRB
    • Struktur paling lunak pada diagram Fe-Fe3C
    Pearlite
    • Eeutectoid mixture dari ferrite dan cementite (α+Fe3C)
    • Terjadi pada temperatur 723 C
    • Mengandung 0,8 % karbon
    Garis-garis penting dalam diagram Fe-Fe3C
    1. Upper critical temperature (temperatur kritis atas), A3 : temperatur perubahan allotropi
    2. Lower critical temperature (temperatur kritis bawah), A1 : temperatur reaksi eutectoid
    3. Solvus line Acm : menunjukkan bats kelarutan karbon dalam austenite

    Iklan Atas Artikel

    Iklan Tengah Artikel 1

    Iklan Tengah Artikel 2

    Iklan Bawah Artikel