Diagram Fasa Sistem Besi Besi KarbidaDiagram kesetimbangan besi-besi karbida dapat dijadikan sebagai dasar untuk mempelajari paduan besi baja. Diagram ini juga disebut sebagai diagram fasa atau diagram kesetimbangan antara dua fasa, yaitu larutan padat besi dan senyawa logam Fe3C yang disebut sementit.Contoh diagram fasa sistem besi-besi karbida dapat dilihat pada Gambar 1.Pada gambar 1 ditunjukkan perubahan fasa yang terjadi selama pemanasan, pendinginan, jenis dan jumlah fasa yang ada pada setiap temperature. Paduan besi-besi karbida mempunyai beberapa fasa yaitu: ferit, austenite, besi delta, eutectoid atau perlit, dan eutektik atau ledeburit dan sementit.FeritFeritmerupakan larutan padat interstisi dari atom-atom karbon pada besi murni. Kelarutan maksimum karbon dalam ferit adalah 0,025 persen pada temperature 723 celcius. Pada temperature kamar kelarutan karbon sekitar 0,008 persen karbon. Ferit mempunyai struktur sel BCC, body centered cubic. Ferit mempunyai sifat lunak dan ulet, kekuatan tariknya kurang dari 310 MPa. Dalam gambar fasa Ferit dinotasikan dengan .

Gambar 1. Ferrite Dan Pearlite

AustenitAustenit merupakan larutan padat interstisi atom karbon dalam besi yang mempunyai struktur sel FCC, face centered cubic. Austenit stabil di atas temperature 723 celcius. Dalam gambar fasa austenit dinotasikan dengan .Besi DeltaBesi delta merupakan fasa yang mempunyai struktur sel BCC, berada diantara temperature 1400 1535 celcius. Atom karbon dapat larut sampai 0,1 persen. Dalam gambar besi delta dinotasikan dengan .SementitSementit mrupakan senyawa logam yang mempunyai kekerasan tinggi. Terkeras di antara fasa-fasa yang mungkin terjadi pada baja, tapi sangat rapuh. Sementit biasa disebut besi karbida mempunyai rumus Fe3C. Hal ini tidak berarti bahwa karbida besi membentuk molekul-molekul Fe3C. Akan tetapi kisi Kristal sementit mengandung atom besi dan karbon dalam perbandingan tiga lawan satu. Tiga atom besi dan satu atom karbon. Sementit mempunyai sel satuan ortorombik dengan 12 atom besi dan empat atom karbon per satu selnya.PerlitPerlit adalah campuran khusus terdiri dari dua fasa dan terbentuk sewaktu austenite dengan komposisi eutectoid bertransformasi menjadi ferit dan karbida besi secara bersamaan. Struktur dasar perlit adalah struktur lamellar yang tersusun daari lapisan ferit dan sementit. Perlit hanya terjadi di bawah temperature 723 celcius. Perlit mempunyai sifat diantara ferit dan sementit, yaitu kuat dan cukup keras. Kandungan karbon dalam perlit untuk paduan besi karbon adalah 0,8 persen.

Gambar 2. Cementite Dan PearlitePerubahan-Transformasi-Dekomposisi Fasa Selama PendinginanSebagai ilustrasi akan dijelaskan pendinginan besi bajaeutectoiddengan kandunagn karbon 0,8 persen karbon. Proses pendinginan untuk bajaeutectoid, seperti ditunjukkan pada Gambar 3 yang dinyatakan oleh garis a. Pada temperature T1 terjadi pengintian austenite, selanjutnya antara temperature T1 T2 butir-butir tumbuh dan pertumbuhan selasai pada T2. Antara T2 T3 tidak terjadi perubahan fasa. Fasa yang ada adalah austenite. Setelah mencapai temperature T3, pada temperature ini austenite berangsur-angsur mulai bertransformasi menjadi perlit dan kemudian temperature terus turun sampai temperature kamar. Struktur dassar perlit adalah lamellar yang tersusun dari lapisan-lapisan ferit dan lapisan-lapisan smentit yang kedudukannya atau posisinya berselang-seling.

Gambar 3. Diagram Fasa Sistem Besi - Besi Karbida