PENGECORAN_LOGAM_KARAKTERISTIK_CAIRAN_LO.pdf

8/19/2019 PENGECORAN_LOGAM_KARAKTERISTIK_CAIRAN_LO.pdf

1/17

KARAKTERISTIKCAIRAN LOGAM DAN

SOLIDIFIKASI LOGAM

1


2/17

2

Diagram Fasa/diagram kesetimbangan fasa(Equilibrium phase diagram)

Pada umumnya logam tidak berdiri sendiri atau keadaan murni,tetapi lebih banyak dalam keadaan dipadu atau logam paduandengan kandungan unsur-unsur tertentu sehingga struktur yangterdapat dalam keadaan setimbang pada temperatur dan tekanantertentu akan berlainan.

Kombinasi dua unsur atau lebih yang membentuk paduan logamakan menghasilkan sifat yang berbeda dari logam asalnya.

Tujuan pemaduan = untuk memperbaiki sifat logam

Sifat yang diperbaiki adalah kekuatan, keuletan, kekerasan,ketahanan korosi, ketahanan aus, ketahanan lelah, dll.


3/17

3

Fasa pada suatu material didasarkan atas daerah yang berbedadalam struktur atau komposisi dari daerah lainnya.

Fasa = bagian homogen dari suatu sistem yang memiliki sifat fisik dan kimia yang seragam.

Untuk mempelajari paduan dibuatlah kurva yang menghubungkan

antara fasa, komposisi dan temperatur.

Diagram fasa adalah suatu grafik yang merupakan representasitentang fasa-fasa yang ada dalam suatu material pada variasitemperatur, tekanan dan komposisi.

Pada umumnya diagram fasa dibangun pada keadaankesetimbangan (kondisinya adalah pendinginan yang sangatlambat). Diagram ini dipakai untuk mengetahui dan memprediksi

banyak aspek terhadap sifat material.


4/17

4

Informasi penting yang dapat diperoleh dari diagram fasa adalah:1. Memperlihatkan fasa-fasa yang terjadi pada perbedaan

komposisi dan temperatur dibawah kondisi pendinginan yangsangat lambat.

2. Mengindikasikan kesetimbangan kelarutan padat satu unsur atausenyawa pada unsur lain.

3. Mengindikasikan pengaruh temperatur dimana suatu paduan

dibawah kondisi kesetimbangan mulai membeku dan padarentang temperatur tertentu pembekuan terjadi.4. Mengindikasikan temperatur dimana perbedaan fasa-fasa mulai

mencair.

Jenis pemaduan:1. Unsur logam + unsur logam

Contoh: Cu + Zn; Cu + Al; Cu + Sn.2. Unsur logam + unsur non logam

Contoh: Fe + C.


5/17

5

Water

Sugar

Saturated Syrup

Excess Sugar

Water Alcohol

Solution

Oil

Water

Contoh-contoh pemaduan:

Next

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/Diagram%20Fasa.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/Diagram%20Fasa.ppt


6/17

6

Pemaduan terjadi akibat adanyasusunan atom sejenis ataupun adadistribusi atom yang lain pada

susunan atom lainnya.

Jika ditinjau dari posisi atom-atomyang larut, diperoleh dua jenislarutan padat:

1. Larutan padat substitusi

Adanya atom-atom terlarut yangmenempati kedudukan atom-atom

pelarut.2. Larutan padat interstisi

Adanya atom-atom terlarut yangmenempati rongga-rongga diantarakedudukan atom/sela antara.

Cu

Ni

Fe

C


7/17

7

Untuk mengetahui kelarutan padat suatu unsur dalam unsur lainnya,Hume-Rothery mensyaratkan sebagai berikut:

1. Yang mempengaruhi terbentuknya jenis kelarutan ditentukanoleh faktor geometri (diameter atom dan bentuk sel satuan).

Jenis kelarutan:

•A + B C (sel satuan sama)

(kelarutan yang tersusun disebut kelarutan sempurna)

Dimana sifat C sifat A atau B

•Jika A dan B memiliki sel satuan yang berbeda

a. A + B A’ (dimana A yang dominan)B’ (dimana B dominan)

kelarutan yang tersusun disebut larut sebagian

b. A + B A + B (tidak larut)


8/17


9/17

9

Pembentukan diagram fasa

Hubungan antara temperatur,komposisi diplot untuk mengetahui

perubahan fasa yang terjadi.Dengan memvariasikan komposisi darikedua unsur (0 100%) dan kemudiandipanaskan hingga mencair setelah itudidinginkan dengan lambat (diukur oleh dilatometer/kalorimeter), makaakan diperoleh kurva pendinginan(gambar a.). Perubahan komposisiakan merubah pola dari kurva

pendinginan, titik-titik A, L 1, L 2, L 3dan C merupakan awal terjadinya pembekuan dan B, S 1, S 2, S3 dan Dmerupakan akhir pembekuan. Gambar

b. diagram kesetimbangan fasa Cu-Ni.

Konstruksi pembentukan diagramfasa


10/17

10

Garis l iquidus = menunjukkan temperatur terendah dimana logamdalam keadaan cair atau temperatur dimana awal terjadinya

pembekuan dari kondisi cair akibat proses pendinginan.Garis sol idus = menunjukkan temperatur tertinggi suatu logamdalam keadaan padat atau temperatur terendah dimana masih terdapatfasa cair.


11/17

11

Selain garis-garis tersebut titik-titik kritis dari keadaan cair dan padat, juga menyatakan batas kelarutan maksimum unsur terlarutdidalam pelarutnya ( maximum solubility limit ).

The solubility of sugar (C 12H 22O 11) in a sugar-water syrup.


12/17

12

• Example:

Phase Diagram of Water-Sugar System

Question: What is thesolubility limit at 20 ° C?

• Solubility limit increases with T:e.g., if T = 100 ° C, solubility limit = 80wt% sugar

The Solubility Limit

Answer: 65wt% sugarIf C o < 65wt% sugar:If C o > 65wt% sugar:

syrupsyrup + sugar


13/17

13

• Changing T can change number of phases: path A to B

• Changing C o can change number of phases: path B to D

• water -sugar system

Effect of Temperature and Composition


14/17

14

(a)

FIG. 3-50 (1) Heat pure metal to point T a ; (2) cooling of liquid metal a – b ; (3) atpoint b , pure metal starts to precipitate out of solution; (4) point c , pure metalcompletely solid; curve from b to c straight horizontal line showing constanttemperature T b-c because thermal energy absorbed in change from liquid to solid; (5)more cooling of solid pure metal from c to d and temperature begins to fall again.

Cooling Curve for Pure Metal


15/17

15

FIG. 3-50 (b) Cooling curve for pure iron.

(b)

Cooling Curve for Pure Iron


16/17

16FIG. 3-54 Allotropic forms of iron (three phases: bcc, fcc, bcc)

Allotropic Forms of Iron


17/17

17

Cooling Curve for a Metal Alloy

(c)

FIG. 3-50 (c) Cooling curve for a metal alloy: (1) The alloy A-B heated to point a (liquid phase, with both metals soluble in each other); (2) cooling of alloy in liquidphase; (3) point b , solidification begins; (4) point c , solidification complete; slopedb – c due to changing from liquid to solid over the temperature range T b to T cbecause components A and B have different melting/cooling temperatures; (5)further cooling from c to d of solid-state metal alloy.

PENGECORAN_LOGAM_KARAKTERISTIK_CAIRAN_LO.pdf

Documents

Transcript of PENGECORAN_LOGAM_KARAKTERISTIK_CAIRAN_LO.pdf