Your SlideShare is downloading. ×
Transformasi fasa
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Transformasi fasa

6,242
views

Published on


0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
6,242
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
344
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Transformasi FasaTransformasi fasa adalah pembentukansebuah fasa baru dengan perbedaan padakomposisi dan struktur kristal yang berbeda dengan bahan induk.1.Transformasi Fasa Pada LogamTransformasi fasa dibagi menjadi tiga golongan: • Diffusion-dependent transformations tanpa perubahan dalam nomor dan komposisi fasa( pembekuan logam murni,transformasi allotropic, dll.) • Diffusion-dependent transformations dengan perubahan nomor dan komposisi fasa(reaksi eutectoid) • Diffusionless transformations (transformasi martensite dalam campuran logam)2.Kinetika Pada Transformasi fasaKinetika pada transformasi fasa terdiri dari dua proses yaitu necleation (nukleasi)dan Growt (pertumbuhan).2.1 Necleation (nukleasi)Pembentukan fasa baru tidak terjadi secara otomatis, proses pertama yang terjadipada transformasi fasa adalah nukleasi yaitu pembentukan partikel sangat kecilatau nuklei dari fasa baru.2.2 GrowthNuklei iniakhirnya tumbuh membesarmembentuk fasa baru.Pertumbuhanfaseiniakanselesaijikapertumbuhantersebut berjalansampaitercapaifraksi baru.3.Pertimbangan Kinetika Pada Transformasi Benda PadatLaju transformasiyang merupakanfungsi waktu (sering disebutkinetikatransformasi) adalahhalyang penting dalamperlakuanpanasbahan.Pada
  • 2. penelitiankinetikakandidapatkurvaSyangdi plotsebagaifungsifraksibahanyangbertransformasivs waktu(logaritmik) .Fraksitransformasi,y di rumuskan:Y =1 – exp( - ktn )t= waktuk,n =konstantayangtidaktergantung waktu.Persaamaanini disebutjugapersamaanAVRAMILaju transformasi,rdiambil padawaktu ½ dari prosesberakhir:t0,5=waktu ½proses Gambar 1.1
  • 3. Gambar 1.2Laju transformasi,rterhadapjangkauantemperaturdirumuskan:R=konstanta gasT =temperatur mutlakA=konstanta,tidaktergantung Waktu.Q=Energi aktivasiuntuk reaksi Tertentu.4.TRANRFORMASIMULTI FASATransformasi fasa bisa dilakukan dengan memvariasikan temperatur ,komposisi,dan tekanan. Perubahan panas yang terjadi bisa dilihat pada diagram fasa. Namunkecepatan perubahan temperatur berpengaruh terhadap perkembanganpembentukan struktur mikro. Hal ini tidak bisa diamati pada diagram fasa.Posisi kesetimbangan yang dicapai pada proses pemanasan atau pendinginansesuai dengan diagram fasa bisa dicapai dengan laju yang sangat pelan sekali ,sehingga hal ini tidak praktis. Cara lain yang dipakai adalah supercooling yaitutransformasi pada proses pendinginan dilakukan pada temperatur yang lebihrendah, atau superheating yaitu transformasi pada proses pemanasan dilakukan
  • 4. pada temperatur yang lebih tinggi . • SuperheatingProses pemanasan pada umum nya terdiri dari dua tahap :  Proses heating yaitu proses pemanansan yang dilakukan dari temperatur kamar sampai suhu yang diinginkan.perlakuan panas bertujuan untuk memperoleh sifat – sifat yang diinginkan dari logam dengan batas – batas tertentu  Proses holding time yaitu proses penahanan pada temperatur tertentu sehingga terjadi transformasi yang sempurna dan homogen.Bila transformasi tidak sempurna maka benda kerja masih mengandung fasa (ferit).Proses ini bertujuan agar karbon yang terdapat dalam karbida dapat larut kepada fasa autenit secara merata dan temperatur yang diterima pada.Proses dari superheating di representasikan dengan menggunakan DiagramTransformasi Isotermal / diagram TTT(time-temperatur-transformation). • Supercooling Proses pendinginan yaitu proses dimana benda kerja tidak mengalami pemanasan lagi melainkan pelepasan strukturmikro yang diinginkan. Proses pendingan ada 2 yaitu : 1.Proses pendinginan cepat Pencelupan ( quenching ) dengan media : air,minyak 2.Proses pendingan lambat Pendinginan dengan media udara Pada proses ini direfresentasikan dengan menggunakan grafik continous cooling transformation (CCT).5.Diagram Transformasi Isotermal / diagram TTT(time-temperatur-transformation.Dengan menggunakan reaksi eutektoid :Dengan reaksi tersebut mengahasilkan diagram :
  • 5. Gambar 1.3Ada 5 jenis fasa yang terdapat dalam diagram fasa Fe-Fe3C yaitu fasa cair,fasaalfa,besi delta,besi gamma dan senyawa Fe-Fe3C.Diagram Fe-Fe3C tidakmencapai C 100 %,karena Fe-Fe3C merupakan senyawa dan batas dari diagramfasa.Fe (besi) merupakan unsur logam yang memiliki lebih dari 1 bentuk sel satuan(politropik),sedangkan C (karbon ) merupakan unsur nonlogam.Paduan dari keduajenis ini menghasilkan 2 material yaitu besi cor dan baja.Adapun sifat – sifat dari fasa yang terbentuk : 1. Ferrit ( Besi Alfa )Padareaksi eutektoid, austenite dengan kandungan karbon sedang akanberubahmenjadiferitdengankadarkarbonkecildansementit dengankadarkarbontinggi.Padasaatpembentukanpearlite,gerakanatomCbergerakdari feritkesementit.Ferrit memiliki bentuk sel satuan BCC dan dapat melarutkan carbon mencapai0,025 %.Hal ini dikarenakan struktur BCC dimana ruang ruang antar atom kecil
  • 6. dan padat,sehingga daya larut nya rendah.Sifat : Lunak Ulet Mampu las tinggi Sifat korosi rendah 2. Austenit Austenit memiliki bentuk sel satuan FCC dan jarak atom nya lebih besar dari pada Ferrit.Austenit stabil pada temperature antara 912 – C dengan daya larut karbon sebesar 2,11 %.Pada temperature stabil nya Austenit bersifat lunak dan ulet,sehingga mudah dibentuk dan besifat ferromagnetik. 3. Besi delta Besi delta memiliki bentuk sel satuan BCC dengan daya larut karbon 0,1 %,tetapi terjadi pada temperature 1350 – C. 4. Sememtit Sememtit merupakan suatu senyawa antara atom Fe dengan atom C.Sememtit bersifat sangat keras,kurang ulet dan kurang kuat getas.
  • 7. 6. Continous Cooling Transformation (CCT). Diagram Continous Cooling Transformation Fe-Fe3C Gambar 1.4 Gambar 1.5
  • 8. Hubungan antara laju pendinginan dan mikrostruktur yang terbentuk digambarkandalam diagram yang menghubungkan waktu temperatur dan transformasi yangdikenal dengan diagram continous cooling transformation (CCT).Gambar 1.5 menunjukkan bahwa struktur martensit dihasilkan dengan pencelupandi air dengan waktu ( 1-10 ) detik.Sedangkan struktur martensit dan pearlitdiperoleh dengsn pencelupan di oli dengan waktu ( 10 -100 ) detik.Struktur bainetdan pearlit diperoleh dengan pendinginan di udara dengan waktu lebih kurang (9050 – 10000 ) detik dan struktur mikro pearlite diperoleh dengan pendinginan didapur pada waktu lebih besar dari 100000 detik.Gambar 1.5 menunjukkan bila laju pendinginan menurun berarti waktupendinginan dari temperatur austenit juga menurun,sehingga mikro struktur yangterbentuk adalah dari gabungan fasa ferrit – fasa pearlit ke fasa ferrit – fasa pearlit–fasa bainit – fasa martensit,kemidian ke fasa bainit – fasa martensit dan akhirnyapada laju tinggi sekali mikrostruktur akhirnya fasa martensit.Pembentukan fasamartensit terjadi dekomposisi fasa austensit dalam fasa ferrit ( ) + karbida (c).Hal ini berarti bahwa ada waktu untuk karbon untuk berdifusi dan berkosentrasidalam karbida sehingga fasa ferrit kekurangan karbon bila fasa austensitdidinginkan dengan sangat cepat ( quenching ).Struktur FCC austensit akanberubah menjadi struktur BCT (body centered tetragonal) martensit, padatransformasi ini.Transformasi martensit tidak melewati proses difusi, maka iaterjadi seketika sehingga laju transformasi martensit adalah tidakbergantungwaktu. Pada struktur martensit masih didapati struktur austenit yang tidak sempatbertransformasi.Disamping itu tegangan internal karena proses quencning jugamemberikan efek perlemahan. Ketangguhan dan keuletan martensitm bisaditingkatkan dan tegangan internal bisa dibuang dengan caraperlakuan panas yangdisebut tempering.Tempering dilakukan dengan memanaskan baja martensitsampaitemperatur dibawah eutectoid pada periode waktu tertentu. 0Biasanyatemering dilakukan pada temperatur antara 250-650 C.Tegangan internalakan hilang pada suhu ± 2000C.Proses tempering akan membentuk “tempered
  • 9. maetensite”.Foto struktur mikro tempered martensite sama dengan spheroidit hanya partikelsementit lebih banyak dan lebih kecil. Tempered martensit mempunyai sifatsekeras dan sekuat matensit namun ketangguhan dan keuletan lebih baik.Hubungan antara tegangan tarik, kekuatan luluh dan keuletan terhadap temperaturtemper pada baja paduan bisa dilihat pada gambar dibawah.Pada proses tempering beberapa baja bisa mengalami penurunan ketangguhan, halini disebut perapuhan temper. Fenomena ini terjadibila baja ditemper pada suhudiatas 5750C dan diikuti pendinginan lambat sampai temperatur ruangan, atau jikatempering dilakukan pada suhu antara 375 – 5750C.
  • 10. Perapuhaan ini disebabkan oleh kandungan elemen lain dalam jumlah yang cukupsignifikan seperti mangan, nikel, crom dan phospor, arsen, timah putih.Perapuhan temper bisa dicegah dengan : 1. Pengontrolan komposisi 2. Tempering diatas 5750C atau dibawah 3750 C diikuti dengan quenchingpada temperatur ruang.Ketangguhan baja yang telah mengalami perapuhan bisa diperbaiki denganpemanasan samapai kira-kira 6000C, dan kemudian secara cepat didinginkansampai temperatur dibawah 300 0C.
  • 11. TRANSFORMASI FASA Handout Ini Disusun UntukMemenuhi Tugas Ujian Tengah Semester Mata Kuliah Pengantar Fisika Material Disusun Oleh : NAMA : ROMBANG RIZKY S NPM : 140310100061 JURUSAN FISIKA UNIVERSITAS PADJADJARAN 2012