Bab 9 Diagram Fase

Sebuah mikrograf elektron scanning menunjukkan struktur mikro baja karbon biasa yang mengandung 0,44% berat C. daerah gelap besar yang proeutectoid ferit. Daerah yang memiliki cahaya bolak dan struktur pipih gelap perlit, lapisan gelap dan terang dalam perlit yang sesuai, masing-masing, untuk ferit dan fase sementit. Selama etsa permukaan sebelum pemeriksaan,

fase ferit istimewa dibubarkan, dengan demikian, perlit muncul dalam bantuan topografi dengan lapisan sementit yang ditinggikan di atas lapisan ferit. 3000?. (Mikrograf milik Republik

Steel Corporation.)

MENGAPA BELAJAR Diagram Fase?

Salah satu alasan bahwa pengetahuan dan pemahaman tentang diagram fasa penting untuk insinyur berkaitan dengan desain dan kontrol panas-mengobati prosedur, beberapa sifat bahan adalah fungsi dari struktur mikro, dan, akibatnya, sejarah termal mereka. Meskipun sebagian besar diagram fase mewakili stabil (atau ekuilibrium) negara bagian dan mikro, mereka tetap berguna dalam memahami perkembangan dan pelestarian struktur dan sifat nonequilibrium petugas mereka, itu sering terjadi bahwa sifat ini lebih diinginkan daripada yang berhubungan dengan keseimbangan negara. Hal ini tepat digambarkan oleh fenomena pengerasan presipitasi (Bagian 11.9).

Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari bab ini Anda harus dapat melakukan hal berikut:

1. (a) Secara skematis sketsa diagram fase sederhana isomorf dan eutektik.

(b) Pada label diagram ini berbagai daerah fase.

(c) Label likuidus, solidus, dan garis solvus.

2. Mengingat diagram biner fase, komposisi paduan, suhu, dan dengan asumsi bahwa paduan tersebut berada dalam kesetimbangan, menentukan

(a) apa fase (s) (adalah) hadir,

(b) komposisi (s) dari fase (s), dan

(c) fraksi massa (s) dari fase (s).

3. Untuk beberapa diberikan diagram fasa biner, lakukan hal berikut:

(a) menemukan suhu dan komposisi dari semua eutektik, eutektoid, peritektik, dan kongruen transformasi fasa, dan

(b) menulis reaksi untuk semua transformasi ini baik untuk pemanasan atau pendinginan.

4. Mengingat komposisi paduan besi-karbon yang mengandung antara 0.022 wt% C dan 2,14% wt C, dapat

(a) menentukan apakah alloy hypoeutectoid atau hypereutectoid,

(b) nama fase proeutectoid,

(c) menghitung fraksi massa fase proeutectoid dan perlit, dan

(d) membuat diagram skematik mikro pada suhu di bawah eutektoid tersebut.

9.1 PENDAHULUAN

Pemahaman diagram fasa untuk sistem paduan ini sangat penting karena ada korelasi kuat antara struktur mikro dan sifat mekanik, dan pengembangan mikrostruktur paduan berkaitan dengan karakteristik diagram fase. Selain itu, diagram fase memberikan informasi berharga tentang peleburan, pengecoran, kristalisasi, dan fenomena lain.

Bab ini menyajikan dan membahas topik-topik berikut: (1) terminologi yang diasosiasikan dengan diagram fasa dan transformasi fasa, (2) diagram fase tekanan-suhu untuk bahan murni, (3) interpretasi diagram fasa, (4) beberapa umum dan diagram fasa biner relatif sederhana, termasuk untuk sistem besi-karbon, dan (5) pengembangan mikro ekuilibrium, pada pendinginan, untuk beberapa situasi.

Definisi dan Konsep Dasar

Hal ini diperlukan untuk membangun dasar definisi dan konsep dasar yang berkaitan dengan paduan, tahapan, dan keseimbangan sebelum menggali interpretasi dan pemanfaatan diagram fasa. Komponen istilah yang sering digunakan dalam diskusi ini, komponen logam murni dan / atau senyawa yang paduan tersusun. Misalnya, dalam kuningan tembaga-seng, komponen adalah Cu dan Zn. Zat terlarut dan pelarut, yang juga istilah umum, yang didefinisikan dalam Bagian 4.3. Istilah lain yang digunakan dalam konteks ini adalah sistem,

yang memiliki dua arti. Pertama, "sistem" bisa merujuk ke tubuh tertentu dari materi yang dipertimbangkan (misalnya, sendok baja cair). Atau mungkin berhubungan dengan serangkaian paduan yang mungkin terdiri dari komponen yang sama, tetapi tanpa memperhatikan komposisi paduan (misalnya, sistem besi-karbon).

Konsep larutan padat diperkenalkan pada Bagian 4.3. Dengan cara review, larutan padat terdiri dari atom minimal dua jenis yang berbeda, atom terlarut menempati posisi baik penggantian atau interstisial dalam kisi pelarut, dan struktur kristal pelarut dipertahankan.

9.2 Kelarutan LIMIT

Untuk beberpa sistem paduan dan pada beberapa suhu tertentu, ada konsentrasi maksimum atom terlarut yang dapat larut dalam pelarut untuk membentuk larutan padat, ini disebut batas kelarutan. Penambahan zat terlarut lebih dari hasil batas kelarutan ini dalam pembentukan larutan lain padat atau senyawa yang memiliki komposisi yang jelas berbeda. Untuk menggambarkan konsep ini, mempertimbangkan sistem gula-air ( ). Awalnya, seperti gula ditambahkan ke dalam air, larutan gula-air atau bentuk sirup. Seperti lebih banyak gula diperkenalkan, larutan menjadi lebih terkonsentrasi, sampai batas kelarutan tercapai, atau larutan menjadi jenuh dengan gula. Pada saat ini larutannya adalah tidak mampu melarutkan gula lagi, dan penambahan lebih lanjut hanya mengendap di bagian bawah wadah. Dengan demikian, sistem sekarang terdiri dari dua zat terpisah: larutan cair sirup gula-air dan kristal padat gula yang tidak larut.

batas kelarutan Ini gula dalam air tergantung pada suhu air dan dapat diwakili dalam bentuk grafik di sebidang temperatur sepanjang ordinat dan komposisi (dalam persen berat gula) di sepanjang absis, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.1. Sepanjang sumbu komposisi, peningkatan konsentrasi gula dari kiri ke kanan, dan persentase air dibaca dari kanan ke kiri. Karena hanya dua komponen yang terlibat (gula dan air), jumlah konsentrasi pada setiap komposisi akan sama 100wt%. Batas kelarutan direpresentasikan sebagai garis hampir

vertikal pada gambar. Untuk komposisi dan suhu di sebelah kiri garis kelarutan, hanya ada larutan cairan sirup; di sebelah kanan garis, berdampingan sirup dan gula padat. Batas kelarutan pada temperatur adalah komposisi yang sesuai dengan persimpangan diberikan koordinat suhu dan garis batas kelarutan. Sebagai contoh, pada kelarutan maksimum gula dalam air adalah 65% berat. Seperti Gambar 9.1 menunjukkan, batas kelarutan sedikit meningkat

dengan meningkatnya suhu.

9.3 TAHAPAN

Juga penting untuk memahami diagram fase adalah konsep fase. Fase dapat didefinisikan sebagai bagian homogen suatu sistem yang memiliki sifat fisik dan kimia seragam. Setiap bahan murni dianggap fase, demikian pula setiap padat, larutan cair, dan gas. Sebagai contoh, solusi sirup gula-air hanya dibahas adalah satu fase, dan gula padat lain. Masing-masing memiliki sifat fisik yang berbeda (satu adalah cairan, yang lain adalah padat), lebih jauh lagi, masing-masing berbeda kimia (yaitu, memiliki komposisi kimia yang berbeda), salah satunya adalah gula hampir murni, yang lain adalah larutan dan Jika lebih dari satu fase hadir dalam sistem yang diberikan, masing-masing akan memiliki sifat sendiri yang berbeda, dan batas memisahkan fase akan ada di mana akan ada perubahan terputus dan tiba-tiba dalam karakteristik fisik dan / atau kimia. Ketika dua fase yang hadir dalam suatu sistem, maka tidak perlu bahwa ada perbedaan dalam sifat fisik dan kimia, sebuah perbedaan dalam satu atau set lain properti sudah cukup. Ketika air dan es yang hadir dalam sebuah wadah, dua fase terpisah ada, mereka secara fisik berbeda (satu adalah padat, yang lain adalah cairan) tetapi identik dalam susunan kimiawi. Juga, ketika suatu zat bisa eksis dalam dua atau lebih bentuk polimorfik (misalnya, memiliki keduanya FCC dan struktur BCC), masing-masing struktur adalah fase yang terpisah karena karakteristik fisik masing-masing berbeda.

Kadang-kadang, sebuah sistem tunggal-fase disebut "homogen." Sistem terdiri dari dua atau lebih fase yang disebut "campuran" atau "sistem heterogen." Paduan Kebanyakan logam dan, dalam hal ini, keramik, polimer, dan komposit sistem yang heterogen. Biasanya, tahapan berinteraksi sedemikian rupa bahwa kombinasi properti dari sistem multifase berbeda, dan lebih menarik daripada, baik dari individu fase.

9.4 MIKRO

Banyak kali, sifat fisik dan, khususnya, perilaku mekanik material tergantung pada struktur mikro. Mikrostruktur dikenakan pengamatan mikroskopis langsung, dengan menggunakan mikroskop optik atau elektron, topik ini telah disinggung pada Bagian 4.9 dan 4.10. Dalam paduan logam, mikro ditandai dengan jumlah fase ini, proporsi mereka, dan cara di mana mereka didistribusikan atau diatur. Struktur mikro paduan tergantung pada variabel seperti elemen paduan hadir, konsentrasi mereka, dan perlakuan panas paduan (yaitu, suhu, waktu pemanasan pada suhu, dan tingkat pendinginan sampai suhu kamar).

Prosedur persiapan spesimen untuk pemeriksaan mikroskopis sempat diuraikan dalam Bagian 4.10. Setelah pemolesan yang tepat dan etsa, fase yang berbeda dapat dibedakan dengan penampilan mereka. Sebagai contoh, untuk paduan dua fase, satu fase mungkin muncul terang dan gelap fasa lain, seperti dalam foto-bab pembuka bab ini. Ketika hanya satu fase atau larutan padat hadir, tekstur akan seragam, kecuali untuk batas butir yang mungkin terungkap (Gambar 4.12b)

9.5 kesetimbangan fasa

Equilibrium adalah konsep penting lain yang digambarkan dalam hal kuantitas termodinamika disebut energi bebas. Secara singkat, energi bebas adalah fungsi dari energi internal sistem, dan juga keacakan atau gangguan dari atom atau molekul (atau entropi). Sebuah sistem berada dalam kesetimbangan jika energi bebas adalah minimal di bawah beberapa kombinasi tertentu suhu, tekanan, dan komposisi. Dalam arti makroskopik, ini berarti bahwa karakteristik sistem tidak berubah dengan waktu tetapi bertahan tanpa batas waktu, yaitu, sistem stabil. Sebuah perubahan suhu, tekanan, dan / atau komposisi untuk sistem dalam kesetimbangan akan menghasilkan peningkatan energi bebas dan mungkin ada perubahan spontan untuk negara lain dimana energi bebas diturunkan.

Istilah fase ekuilibrium, sering digunakan dalam konteks diskusi ini, mengacu pada keseimbangan yang berlaku untuk sistem di mana lebih dari satu fase mungkin ada. Tahap ekuilibrium tercermin oleh keteguhan dengan waktu dalam karakteristik fase sistem. Mungkin contoh terbaik menggambarkan konsep ini. Misalkan sirup gula-air yang terkandung dalam wadah tertutup dan larutannya adalah kontak dengan gula padat. Jika sistem tersebut berada dalam kesetimbangan, komposisi sirup adalah 65% berat -35% berat H2O (Gambar 9.1), dan jumlah dan komposisi dari sirup dan gula padat akan tetap konstan dengan waktu. Jika suhu sistem tiba-tiba mengangkat-mengatakan, untuk-ini ekuilibrium atau keseimbangan untuk sementara waktu kecewa dalam batas kelarutan telah meningkat menjadi 80% berat (Gambar 9.1). Dengan demikian, sebagian dari gula yang solid akan masuk ke solusi dalam sirup. Ini akan berlanjut sampai baru kesetimbangan konsentrasi sirup didirikan pada temperatur yang lebih tinggi.

Gula sirup ini contoh yang menggambarkan prinsip kesetimbangan fase menggunakan sistem cair-padat. Dalam banyak sistem metalurgi dan bahan kepentingan, fase ekuilibrium hanya melibatkan fase padat. Dalam hal ini keadaan dari sistem tercermin dalam karakteristik mikro, yang tentu tidak hanya mencakup fase hadir dan komposisi mereka, tetapi, di samping itu, jumlah fase relatif dan tata ruang atau distribusi.

pertimbangan energi bebas dan diagram mirip dengan Gambar 9.1 memberikan informasi tentang karakteristik keseimbangan dari sistem tertentu, yang penting, tetapi mereka tidak menunjukkan periode waktu yang diperlukan untuk pencapaian keadaan keseimbangan baru. Hal ini sering terjadi, terutama dalam sistem yang solid, bahwa keadaan kesetimbangan tidak pernah benar-benar tercapai karena tingkat pendekatan keseimbangan sangat lambat, sistem seperti dikatakan dalam nonequilibrium atau negara metastabil. Sebuah negara metastabil atau mikro dapat bertahan tanpa batas waktu, mengalami perubahan hanya sangat sedikit dan hampir tidak terlihat karena saat berlangsung. Seringkali, struktur metastabil adalah signifikansi praktis lebih dari yang ekuilibrium. Sebagai contoh, beberapa paduan baja dan aluminium mengandalkan kekuatan mereka untuk pada pengembangan mikro metastabil selama perawatan panas hati-hati dirancang (Bagian 10,5 dan 11,9).

Jadi tidak hanya pemahaman tentang keseimbangan negara dan struktur yang penting, tetapi juga kecepatan atau tingkat di mana mereka didirikan dan faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat harus dipertimbangkan. Bab ini dikhususkan hampir secara eksklusif

untuk struktur ekuilibrium; pengobatan laju reaksi dan struktur nonequilibrium ditangguhkan Bab 10 dan Bagian 11.9.

Concept Check 9.1

What is the difference between the states of phase equilibrium and metastability?

(Apa perbedaan antara negara-negara fase keseimbangan dan Metastabilitas?)

Untuk kondisi fase keseimbangan energi bebas adalah minimum, sistem ini sepenuhnya makna yang stabil dari waktu ke waktu karakteristik fase konstan. Untuk Metastabilitas, sistem ini tidak pada kesetimbangan, dan ada sangat sedikit (dan sering tak terlihat) perubahan karakteristik fase dengan waktu.

9.6 ONE-KOMPONEN (OR unary) DIAGRAM FASE

Banyak informasi tentang kontrol struktur fase dari sistem tertentu yang nyaman dan ringkas ditampilkan dalam apa yang disebut diagram fasa, juga sering disebut diagram kesetimbangan. Sekarang, ada tiga parameter kontrol eksternal mampu yang akan mempengaruhi fase struktur-yaitu. suhu, tekanan, dan komposisi dan diagram fase dibangun ketika berbagai kombinasi parameter ini diplot terhadap satu sama lain.

Mungkin jenis yang paling sederhana dan termudah dari diagram fase untuk dipahami adalah bahwa untuk sistem satu komponen, di mana komposisi tetap konstan (yaitu, diagram fasa untuk bahan murni), ini berarti bahwa tekanan dan temperatur adalah variabel. Ini satu komponen diagram fase (atau diagram fase unary) [kadang-kadang juga disebut-suhu tekanan (atau P-T) diagram] diwakili sebagai plot dua dimensi tekanan (ordinat, atau sumbu vertikal) vs temperatur (absis, atau sumbu horizontal). Paling sering, tekanan sumbu adalah skala logaritmik.

Kami menggambarkan jenis diagram fasa dan menunjukkan interpretasi dengan menggunakan sebagai contoh satu untuk H2O, yang ditunjukkan pada Gambar 9.2. Di sini dapat dicatat bahwa daerah selama tiga fase yang berbeda-padat, cair, dan uap-yang digambarkan pada plot. Masing-masing tahapan akan ada dalam kondisi keseimbangan di atas rentang tekanan suhu daerah yang sesuai. Selanjutnya, tiga kurva ditampilkan pada plot (berlabel ao, bo, dan cO) adalah batas fase, pada setiap titik pada salah satu kurva ini, dua fase di kedua sisi kurva berada dalam kesetimbangan (atau hidup berdampingan) dengan satu sama lain . Artinya, keseimbangan antara fase padat dan uap sepanjang kurva ao-juga untuk padat-cair, kurva bo, dan cairan-uap, kurva CO. Juga, setelah melintasi batas (seperti suhu dan / atau tekanan diubah), satu fase mengubah ke yang lain. Misalnya, pada satu tekanan atmosfer, selama pemanasan fase padat mengubah ke fase cair (misalnya, pencairan terjadi) pada titik berlabel 2 pada Gambar 9.2 (yaitu, persimpangan garis horizontal putus-putus dengan batas fase padat-cair) , titik ini sesuai dengan suhu. Tentu saja, transformasi terbalik (liquid-to-padat, atau pemadatan) terjadi pada titik uponcooling sama. Demikian pula, di persimpangan garis putus-putus dengan batas fase cair-uap cairan berubah ke fase uap (atau menguap) pada

pemanasan [titik 3 (Gambar 9.2), pada 100 C?]; Kondensasi terjadi untuk pendinginan. Dan, akhirnya, es menyublim padat atau menguap setelah melintasi kurva berlabel ao.

Gambar 9.2-Suhu Tekanan diagram fase untuk H2O. Perpotongan garis horizontal putus-putus pada 1 atm tekanan dengan batas fase padat-cair (titik 2) sesuai dengan titik leleh pada tekanan ini (0oC).

Demikian pula, titik 3, persimpangan dengan batas cair-uap, merupakan titik didih (100oC)

Seperti juga dapat dicatat dari Gambar 9.2, ketiga kurva batas fase berpotongan pada satu titik yang sama, yang dilabeli O (dan untuk sistem ini, pada suhu 273,16 K dan tekanan atm). Ini berarti bahwa pada saat ini saja, semua padat, cair, dan uap fase secara bersamaan dalam kesetimbangan dengan satu sama lain. Tepat, ini, dan titik lain pada P-T diagram fase di mana tiga fase berada dalam kesetimbangan, disebut titik tripel, kadang-kadang juga disebut titik invarian karena posisinya berbeda, atau tetap dengan nilai-nilai tekanan dan suhu tertentu. Setiap penyimpangan dari titik ini oleh perubahan suhu dan / atau tekanan akan menyebabkan setidaknya salah satu tahapan menghilang.

Diagram fase temperatur tekanan untuk sejumlah zat telah ditentukan secara eksperimental, yang juga memiliki wilayah fase padat, cair, dan uap. Dalam contoh-contoh ketika beberapa fase padat (yaitu, alotrop, Bagian 3.6) ada, akan muncul suatu daerah pada diagram untuk masing-masing fase padat, dan juga poin tiga lainnya. Tekanan-suhu diagram fase untuk karbon (yang meliputi wilayah fase untuk berlian dan grafit) yang ditampilkan pada bagian depan dan belakang sampul buku ini.

Diagram Fase biner

Tipe lain dari diagram fase yang sangat umum adalah salah satu di mana suhu dan komposisi parameter variabel, dan tekanan tetap konstan-biasanya 1 atm. Ada beberapa varietas yang berbeda, dalam diskusi ini, kami akan menyibukkan diri dengan biner paduan yang mengandung dua komponen. Jika lebih dari dua komponen yang hadir, diagram fasa menjadi sangat rumit dan sulit untuk mewakili. Penjelasan tentang prinsip-prinsip yang

mengatur dan interpretasi diagram fasa dapat ditunjukkan dengan menggunakan paduan biner meskipun kebanyakan paduan mengandung lebih dari dua komponen.

Diagram fasa biner adalah peta yang mewakili hubungan antara temperatur dan komposisi dan jumlah fase pada kesetimbangan, yang mempengaruhi struktur mikro paduan. Banyak mikro berkembang dari transformasi fasa, perubahan yang terjadi saat suhu diubah (biasanya pada pendinginan). Ini mungkin melibatkan transisi dari satu fase ke yang lain, atau penampilan atau hilangnya fase. Diagram fasa biner membantu dalam memprediksi transformasi fasa dan hasil mikro, yang mungkin memiliki keseimbangan atau karakter nonequilibrium.

9.7. BINARY ISOMORPHOUS SYSTEMS

Mungkin jenis termudah diagram fasa biner untuk memahami dan menafsirkan adalah jenis yang ditandai oleh sistem tembaga-nikel (Gambar 9.3a). Suhu diplot sepanjang ordinat, dan absis merupakan komposisi paduan, dalam persen berat (bawah) dan atom persen (atas) nikel. Komposisi berkisar dari 0% berat Ni (100% berat Cu) pada ekstremitas horisontal kiri untuk 100% berat Ni (0% berat Cu) di sebelah kanan. Tiga wilayah fase yang berbeda, atau bidang, muncul pada diagram, bidang alpha ( ), bidan cairan (L), dan bidang dua fase. Setiap daerah ditentukan oleh fase atau tahapan yang ada selama rentang suhu dan komposisi dibatasi oleh garis batas fase.

Cairan L adalah solusi cairan homogen terdiri dari tembaga dan nikel. Fase adalah larutan padat substitusi yang terdiri dari kedua atom Cu dan Ni, dan memiliki struktur kristal FCC. Pada suhu di bawah sekitar 1080oC tembaga dan nikel saling larut dalam satu sama lain dalam keadaan padat untuk semua komposisi. Ini kelarutan lengkap dijelaskan oleh fakta bahwa kedua Cu dan Ni memiliki struktur yang kristal (FCC) sama, jari-jari atom dan

elektronegativitas hampir identik, dan valensi yang sama, seperti yang dibahas dalam Bagian 4.3. Sistem tembaga-nikel disebut isomorf karena ini kelarutan cair dan padat lengkap dari dua komponen.

Gambar 9.3 (a) tembaga-nikel diagram fase. (b) Sebagian dari diagram fase tembaga-nikel yang komposisi dan jumlah fase ditentukan pada titik B. Diadaptasi dari Diagram Fase Paduan Nikel Binary,

P.Nash, Editor, 1991. Dicetak ulang dengan izin dari ASM International, Bahan, OH.)

Beberapa komentar adalah dalam rangka tentang nomenklatur. Pertama, untuk paduan logam, larutan padat biasanya ditunjuk oleh huruf Yunani huruf kecil ( dll). Selanjutnya, berkaitan dengan batas-batas fase, garis memisahkan bidang L dan fase disebut garis likuidus, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.3a, fasa cair hadir di semua suhu dan komposisi di atas garis ini. Garis solidus terletak antara daerah dan , di bawah ini yang hanya ada fase padat.

Untuk Gambar 9.3a, dengan garis solidus dan likuidus berpotongan pada dua ekstremitas komposisi, ini sesuai dengan suhu leleh komponen murni. Sebagai contoh, suhu mencairnya tembaga murni dan nikel, masing-masing 1085oC dan 1453oC. Pemanasan tembaga murni sesuai dengan bergerak vertikal ke atas sumbu suhu kiri. Tembaga tetap solid sampai suhu leleh tercapai. Transformasi padat-cair terjadi pada suhu leleh, dan tidak ada pemanas lebih lanjut mungkin sampai transformasi ini telah selesai.

Untuk setiap komposisi selain komponen murni, fenomena ini mencair akan terjadi selama rentang suhu antara solidus dan garis likuidus, kedua fase padat dan cair akan berada dalam keseimbangan dalam kisaran suhu. Misalnya, saat pemanasan paduan dengan komposisi 50% berat Ni-50% berat Cu (Gambar 9.3a), pencairan dimulai kira-kira 1280oC (2340oF); jumlah fasa cair terus meningkat dengan suhu sampai sekitar 1230oC (2410oF), di mana paduan ini benar-benar cair.

9.8 INTERPRETASI DIAGRAM FASE

Untuk sistem biner dikenal komposisi dan suhu yang pada kesetimbangan, setidaknya tiga jenis informasi yang tersedia: (1) fase yang hadir, (2) komposisi fase ini, dan (3) persentase atau fraksi dari fase. Prosedur untuk membuat penentuan ini akan ditunjukkan menggunakan sistem tembaga-nikel.

Phases Present

Pembentukan apa fase yang hadir relatif sederhana. hanya satu yang menempatkan titik suhu-komposisi pada diagram dan mencatat fase (s) dengan mana bidang fase yang sesuai diberi label. Misalnya, paduan dengan komposisi 60% berat Ni-Cu 40% berat pada 1100oC akan terletak di titik A pada Gambar 9.3a, karena ini adalah di kawasan ini, hanya fase tunggal akan hadir. Di sisi lain, 35% berat Ni-65% berat Cu paduan pada 1250oC (titik B) akan terdiri dari kedua fase dan cair pada kesetimbangan.

Penentuan Komposisi Tahap

Langkah pertama dalam penentuan komposisi fase (dalam hal konsentrasi komponen) adalah untuk menemukan titik suhu-komposisi pada diagram fasa. Metode yang berbeda digunakan untuk daerah fasa tunggal dan fasa dua. Jika hanya satu fase hadir, prosedur adalah

sepele: komposisi fase ini hanya sama dengan komposisi keseluruhan paduan. Sebagai contoh, perhatikan 60% berat Ni-40% berat Cu paduan pada 1100oC (titik A, Gambar 9.3a). Pada komposisi ini dan suhu, hanya fase hadir, memiliki komposisi 60% berat Ni-40% berat Cu.

Untuk paduan memiliki komposisi dan suhu yang terletak di wilayah dua fase, situasinya lebih rumit. Di semua daerah dua fase (dan di daerah dua fase saja), orang dapat membayangkan serangkaian garis horizontal, satu di setiap temperatur; masing-masing dikenal sebagai garis dasi, atau kadang-kadang sebagai isoterm. Garis-garis dasi memperpanjang di wilayah dua tahap dan berakhir pada garis batas fase di kedua sisi. Untuk menghitung konsentrasi kesetimbangan dari dua tahap, prosedur berikut digunakan:

1. Sebuah garis dasi dibangun di wilayah dua tahap pada suhu paduan.

2. Perpotongan garis dasi dan batas-batas fasa di kedua sisi dicatat.

3. Perpendiculars yang jatuh dari persimpangan tersebut dengan sumbu horisontal komposisi, dari mana komposisi masing-masing tahapan masing dibaca.