2. Kemurnian Sifat
Paduan Struktur
LOGAM
Latar Belakang
Umumnyalogam tidak
berdiri sendiri (tidak
dalam keadaan
murni)
Pemaduan logam
membuat struktur
dalam keadaan
setimbang pada
temperatur dan tekanan
tertentu
Logam lebih banyak
dalam keadaan
dipadu (logam
paduan)
Pemaduan logam akan
memperbaiki sifat
logam, al: kekuakatan,
keuletan, kekerasan,
ketahanan korosi,
ketahanan lelah, dll.
DIAGRAM FASA
3. Aluminum-
Copper
Alloy
DIAGRAM FASA DALAM SISTEM LOGAM
DIAGRAM
FASA (Phase
Diagram)
FASA
(Phase)
Diagram fasa adalah suatu grafik
yang merupakan representasi tentang
fasa-fasa yang ada dalam suatu
material pada variasi temperatur,
tekanan dan komposisi. Pada
umumnya diagram fasa dibangun
pada keadaan kesetimbangan
(kondisinya adalah pendinginan
yang sangat lambat). Diagram ini
dipakai untuk mengetahui dan
memprediksi banyak aspek terhadap
sifatmaterial.
Dalam istilah
mikrostrukturnya adalah
suatu daerah (region) yang
berbeda struktur atau
komposisinya dari daerah
lain atau bagian homogen
dari suatu sistem yang
memiliki sifat fisik dan
kimia yangseragam.
4. Pembentukan Diagram Fasa
Memvariasikankomposisi kedua
unsur (0 − 100%)
Dipanaskan hingga mencair
Didinginkan denganlambat
Kurva Pendinginan
Perubahan komposisi akan merubah pola dari
kurva pendinginan.
•Titik A, L1, L2, L3 dan C ⤳ awal terjadinya
pembekuan, dan
•Titik B, S1, S2, S3 dan D ⤳ akhir pembekuan.
5. 1) Menunjukkan fasa yang ada pada
komposisi dan temperature yang
berbeda dalam kondisi pendinginan
lambat.
2) Menunjukkan kesetimbangan
pemadatan dari suatu elemen (atau
campuran/compound) dalam unsur lain.
3) Menunjukkan temperatur dari suatu
paduan yang didinginkan dalam kondisi
kesetimbangan mulai membeku dan
menginformasikan interval suhu saat
pembekuan terjadi.
4) Menunjukkan suhu dari suatu fasa yang
berbeda mulai mencair.
Informasi Yang Diperoleh Dari
Diagram Fasa
DIAGRAM
FASA
6. Garis Pada Diagram Fasa
Garis Liquidus
Menunjukkan temperatur
terendah dimana logam
dalam keadaan cair atau
temperatur dimana awal
terjadinya pembekuan dari
kondisi cair akibat proses
pendinginan.
Garis Solidus
Menunjukkan temperatur
tertinggi suatu logam
dalam
keadaan padat atau
temperatur terendah
dimana masih terdapat
fasa cair.
Solubility Limit
Solubility Limit
Menunjukkan konsentrasi
maksimum pada sebuah fasa
larutan, yang menyatakanbatas
kelarutan maksimum unsur terlarut
didalam pelarutnya atau dapat juga
disebut maximum solubilitylimit.
7. 1.Larut sempurna dalam keadaan cair dan
padat.
2.Larut sempurna dalam keadaan cair, tidak
larut dalam keadaan padat (reaksi eutektik).
3.Larut sempurna dalam keadaan cair,
larut sebagian dalam
keadaan padat (reaksi eutektik).
4.Larut sempurna dalam keadaan cair, larut
sebagian dalam keadaan padat (reaksi
peritektik).
5.Larut sempurna dalam keadaan cair, tidak
larut dalam keadaan padat dan membentuk
senyawa.
6.Larut sebagian dalam keadaan cair (reaksi
monotektik).
7.Tidak larut dalam keadaan cair maupun
padat.
DIAGRAM
FASA
Klasifikasi Diagram Fasa
8. SISTEM DIAGRAM FASA
DIAGRAM
FASA
Diagram
Fasa Unary
Diagram
Fasa Binary
Adalah diagram fasa
yang terdiri dari satu
komponen, contoh
pada air dan logam
murni.
Adalah diagram fasa
yang terdiri atas 3
unsur logam murni A,
B, C.
Contoh pada logam
paduan (baja stainless
steel Fe-Cr-Ni)
Adalah diagram fasa yang
terdiri atas 2 unsur logam
murni yang mana
membentuk dua komponen
sistem. Contoh:
Tembaga murni =>
sistem satu komponen
Tembaga dan nikel =>
sistem dua komponen
Diagram
Fasa
Ternary
9. DIAGRAM FASA DARI UNSUR MURNI
• adalah permukaan air.
Air bila didinginkan dalam
suatu kesetimbangan, fasa
padat (ice) dan cair dan
berada bersama-sama
dengan batas fasanya
adalah permukaan dari es.
Saat dipanaskan, cairan
menguap, saat mendidih
uap air dan cairan bersama
dalam kondisi
kesetimbangan dengan
batas fasanya adalah
permukaan air.
10. Hukum Fasa Gibbs (Gibbs Phase Rule)
J.W. Gibbs (1839-1903) menurunkan suatu persamaan yang mampu
menghitung jumlah fasa yang ada dalam kesetimbangan pada suatu
sistem yang ditentukan/dipilih.
P + F = C + 2
Dengan :
P : Jumlah fasa yang ada pada sistem
terpilih
F: Derajat kebebasan, jumlah variable
(tekanan,suhu,komposisi) yang dapat diubah
bebas tanpa mengubah jumlah fasa dalam
kesetimbangan.
C: Jumlah komponen dalam sistem (suatu
elemen, campuran atau larutan/cairan)
11. Invariant Point
Untuk air pada gambar disamping,pada titik
triple jumlah fasa (P) = 3. Jumlah komponen
(C ) = 1
P + F = C + 2
3 + F = 1 +
F = 0 (derajat kebebasan nol)
Karena tidak ada variable (suhu maupun tekanan)
yang dapat diubah dan 3 fasa tetap ada di titik itu,
maka titik triple ini disebut invariant point (titik
tetap/tak berubah=invariant)
Univariant Point
Pada garis batas cair dan padat P=2, C=1 maka
P + F = C+2
2 + F = 1 + 2
F = 1 (derajat kebebasan satu)
Artinya satu variabel (suhu atau tekanan) yang
dapat diubah tetapi jumlah phasenya tetap dua.
Bivariant Point
Bila ada titik dimana saja yang ada dalam satu fasa,
maka: P = 1, C = 1
P + F = C + 2
1 + F = 1 + 2
F = 2 (dua derajat kebebasan)
Artinya dua variable suhu dan tekanan dapat
bervariasi/diubah-ubah secara bebas dan sistem tetap
berada dalam satu fasa.
12. Pengaruh Temperatur (T) &
Komposisi (Co)
Temperatur (T) Perubahan T dapat merubah jumlah fasa : komponen A ke B
Perubahan Co dapat merubah jumlah fasa : komponen B ke DKomposisi (Co)
Sistem
Cu-Ni
13. Aturan Penentuan Jumlah & Tipe Fasa (The Lever Arm Rules/Aturan
Kaidah Lengan)
1) Aturan 1 : Jika diketahui T
& C maka akan diketahui
jumlah dan jenis fasa
Contoh : Diagram Fasa Cu-Ni
T (℃)
Cu %wt Ni
A
(1100, 60):
B
(1250, 35):
1 Fasa:
α
2 Fasa:
L + α
14. 2) Aturan 2 : Jika diketahui T
& C maka akan diketahui
komposisi dari fasa
Contoh : Diagram Fasa Cu-Ni
Pada C0 = 35 %wt Ni
Pada TA:
1320 ℃
Pada TB:
1250 ℃
• Hanya padat/ solid ( )
• C = C0 = 35 %wt Ni
Pada TD:
1190 ℃
• Hanya cair/ liquid (L)
• CL = C0 = 35 %wt Ni
•Keduanya dan L
•CL = CLiquidus = 32 wt%Ni
•C = CSolidus = 43 wt%Ni
15. 3) Aturan 3 : Jika diketahui T
& C maka akan diketahui
jum lah setiap fasa
(=%wt)
Contoh : Diagram Fasa Cu-Ni
Pada C0 = 35 %wt Ni
Pada TA:
Pada TB:
Pada TD:
• Hanya cair/ liquid (L)
• WL = 100 %wt ; W = 0
• Hanya padat/ solid ()
• WL = 0 ; W = 100 %wt
• Keduanya dan L
16. The Lever Arm Rules/Aturan Kaidah Lengan
• Untuk menghitung persentase fasa-fasa
yang ada pada komposisi tertentu,
digunakan metoda kaidah lengan.
• x adalah komposisi paduan yang akan
dihitung persentase fasa- fasanya pada
temperatur T, maka tarik garis yang
memotong batas kelarutannya (garis L-
S).
• Jika x = wo ; L = wl dan S = ws
maka % fasa cair dan padat :
