DIAGRAM FASA
YAYAN RIANTO
RISKI
DWI
PRASETIO
MUHAMAD
IQBAL
KELOMPOK 7
METALURGI FISIK DOSEN: PUTRI NAWANGSARI
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
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.
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.
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
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.
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
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
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.
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)
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.
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
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
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
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
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 :
Diagram fasa

Diagram fasa

  • 1.
  • 2.
    Kemurnian Sifat Paduan Struktur LOGAM LatarBelakang 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 DALAMSISTEM 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 Memvariasikankomposisikedua 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 fasayang 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 DiagramFasa 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 dalamkeadaan 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 FasaUnary 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 DARIUNSUR 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 airpada 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 ArmRules/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 :