134444007 Materi 5 Diagram Fasa

8/11/2019 134444007 Materi 5 Diagram Fasa

1/26

M A T E R I K U L I A H K E - 5M E T A L U R G I F I S I K

D O S E N

A B D U L K A R I M , S T

DIAGRAM FASA


2/26

SIFAT BAHAN

Yang mempengaruhi sifat suatu bahan:

Jenis fasa

Jumlah/banyaknya fasa

Bentuk fasa

Sifat bahan akan berubah bila hal-haltersebut diatas berubah


3/26

Pada transformasi cair-padat ada beberapakemungkinan yang dapat terjadi pada paduan

1. Kedua komponen tetap larut tak terbatas pdkeadaan padat

2. Kedua komp saling tidak melarutkan pd keadaanpadat (terjadi reaksi eutektik)

3. Kedua komp saling melarutkan secara terbataspd keadan padat

4. Kedua komp mengalami reaksi peritektik


4/26

Pada keadaan padat mungkin jg sudah tdk ada lagiperubahan fase, ttpi pd bberapa sistem paduan dptterjadi transformasi padat-padat, antara lain:

Transformasi allotropik Reaksi eutektoid

Reaksi peritektoid


5/26

1. Diagram fase 2 komp larut padat tak terbatas


6/26

Manfaat diagram fasa

Dapat mengetahui fase/struktur apa yg akan terjadipd suatu paduan dg komposisi tertentu pdtemperatur tertentu

Untuk memperkirakan komposisi kimia suatu fasedari suatu paduan tertentu pd temperatur tertentu


7/26

Cara mencari komposisi kimia suatu fase pdtemperatur tertentu


8/26

Berat fase cair : berat fase padat = mn : no

Berat fase cair (persen) = mn/mo x 100%

Berat fase padat (persen) = no/mo x 100%

Panjang mn = 20 10 = 10 Panjang no = 26 20 = 6

Panjang mo = 26 6 = 16

Berat fase padat = 6/16 x 100% = 37,5%


9/26

Diagram fase 2 komp tidak saling melarutpadatkan

Raoult: titik beku suatu zat murni akan menurunbila ditambahkan zat lain, asalkan zat lain itu dapatlarut dlm keadaan cair ttp tdk larut dlm keadaanpadat.

Diagram fase terdiri dari 4 daerah: 1 daerah di atasgaris likuidus (fase cair, kedua logam membentuklarutan), 3 daerah lainnya adl daerah 2 fase (lihat

gambar)


10/26

Diagram fase eutektik


11/26


12/26

REAKSI EUTEKTIK

liquidCooling

HeatingSolid A + solid B

Reaksi eutektik adl perubahan dr liquid dgkomposisi eutektik menjadi dua fase solid pd

temperatur tetap


13/26

Diagram fase 2 komp dg kelarut-padatan terbatas

Jarang terjadi paduan antara dua logam yg samasekali tidak melarutkan dlm keadaan padat, salingmelarutkan dg kelarutan tak terbatas

Yg sering terjadi adl kedua logam dpt saling melarut-padatkan scra terbatas, logam A dpt melarutkanlogam B sampai jumlah tertentu atau sebaliknya

Di luar batas tsb akan terbentuk eutektik.

Diagram fase u/ sistem paduan ini spt pd gambar:


14/26

Partial solid solubility


15/26

Garis liquidus adl daerah fase tunggal larutan cair(liquid)

Krn A dpt melarut-padatkan B dan B dpt melarut-padatkan A, maka liquid tidak akan dpt terbentuk kristalogam A dan/atau logam B murni, ttp akan terbentuklarutan padat atau campuran larutan padat

Daerah di bawah TA-F adl fase tunggal larutan padat Daerah di bawah TB-G adl fase tunggal larutan padat Garis yg membatasi daerah fase tunggal larutan padat dg

daerah campuran larutan padat disebut garis SOLVUS Garis solvus mrpkan garis yg menunjukkan batas

kelarutan logam B pd logam A (larutan padat ) danbatas kelarutan logam B pd logam A (larutan padat )


16/26


17/26

Paduan 1 (95A 5B)

Titik T1 mulai terjadi pembekuan mjd larutan padatyg sangat kaya A, pembekuan berlanjut dgpembentukan kristal yg makin kaya B (mengikutigaris solidus) dan larutan cair yg kaya B (mengikutigaris liquidus)

Titik T4 pembekuan selesai dan kristal larutan padatbertumbuh dan difusi terus berlangsung hingga

kristal mjd homogen. Pada temperatur kamar diperoleh kristal larutan

padat dg 5%B yg homogen


18/26

Paduan 2

Merupakan komposisi eutektik

Eutektik yg terjadi antara larutan padat danlarutan padat . Perbandingan berat larutan pd tem

eutektik TE dpt dihitung dg lever rule, yaitu EG: FE Pendinginan lebih lanjut pd dan terjadi

perubahan komposisi krn perubahan batas elarutan(ditunjukkan garis solvus)

Pd temperatur di bawah TE terjadi perubahanperbandingan berat :


19/26

Reaksi peritektik

Pembahasan sebelumnya telah membahas menenaireaksi eutektik, reaksi yg terjadi pd liquid darikomposisi eutektik

Pada reaksi peritektik, dua fase yg berbeda (liquid +solid) bereaksi menjadi suatu solid baru. Biasanyasolid baru ini berupa intermediate phase alloy

Liquid Solid 1 + Solid 2Cooling

Heating


20/26

Reaksi peritektik secara umum dituliskan sebagaiberikut

Liquid + Solid New Solid

Cooling

Heating


21/26


22/26

Transformasi allotropik

Beberapa logam tertentu dpt memiliki strukturkristal yg berbeda tergantung pd temperaturnya,

biasa disebut memiliki sifat allotropi

Beberapa logam yg mempunyai sifat allotropi: besi,

timah, mangan, cobalt Yg dimaksud dg transformasi allotropi adl:

perubahan dr satu bentuk kristal ke bentuk kristallain pd keadaan padat

Pd diagram fase, perubahan alotropi ditunjukkan o/sebuah atau beberapa titik pd garis vertikal ygmenyatakan logam murni


23/26


24/26

Reaksi eutektoid

Mirip dengan reaksi eutektik, reaksi eutektoid tidakmelibatkan fase cair.

Paduan dg komposisi di sebelah kiri komposisieutektoid disebut paduan hipoeutektoid

Sebelah kanan disebut paduan hipereutektoid

Solid 1 Solid 2 + solid 3

Cooling

HeatingEutektoid mixture


25/26

Reaksi peritektoid

Suatu reaksi yg mirip dg reaksi peritektik tetapi tidakmenyangkut fase cair.

Pd reaksi peritektik seringkali reaksi yg terjadi tidakselesai karena tidak cukupnya waktu u/ berdifusi,maka pada reaksi ini akan lebih sulit lagi

Karena semuanya adl fase padat yg mana lebih sulitterjadi difusi

Solid 1 + solid 2 New solid 3

Cooling

Heating


26/26

TERIMA KASIH

134444007 Materi 5 Diagram Fasa

Documents

Transcript of 134444007 Materi 5 Diagram Fasa