PowerPoint Presentation

Struktur kristalWidi AstutiMATERI 1

Sel satuanWidi Astuti

Cacat kristalcacat titikdisebabkan oleh adanya kekosongan atau lolosnya atom dari susunannyavacancydivacancyintersisicacat frenkeldisebabkan oleh :tumpukan atom yang tak sempurna selama kristalisasi atau akibat fibrasi atom pada saat terjadi penurunan suhuWidi Astuti

cacat schottky

Cacat kristalcacat gariscacat yang melibatkan banyak atom dalam bentuk deret, yang paling umum adalah dislokasi akibat pengaruh gaya luar atau timbul selama proses pertumbuhan kristaldislokasi tepiadanya bidang atom tambahan dalam struktur kristaldislokasi uliradanya sobekan dari sebagian bidang kristal yang disertai penurunan bidang kristal tersebutWidi Astuti

Diagram fasaWidi AstutiMATERI 2

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

Fasa pada suatu material didasarkan atas daerah yang berbeda dalam struktur atau komposisi dari daerah lainnya

Untuk mempelajari paduan dibuatlah kurva yang menghubungkan antara fasa, komposisi dan temperatur

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 sifat materialFASAWidi Astuti

Memperlihatkan fasa-fasa yang terjadi pada perbedaan komposisi dan temperatur dibawah kondisi pendinginan yang sangat lambatMengindikasikan kesetimbangan kelarutan padat satu unsur atau senyawa pada unsur lain Mengindikasikan pengaruh temperatur dimana suatu paduan dibawah kondisi kesetimbangan mulai membeku dan pada rentang temperatur tertentu pembekuan terjadi

DIAGRAM FASAWidi Astuti

DIAGRAM FASASuhu eutektikSuhu terendah dimana campuran masih dalam fase cairKomposisi eutektikKomposisi dimana campuran masih dalam fase cairReaksi eutektikPerubahan larutan menjadi dua fase padat ketika didinginkanWidi Astuti

Hubungan antara temperatur, komposisi diplot untuk mengetahui perubahan fasa yang terjadi.Dengan memvariasikan komposisi dari kedua unsur (0-100%) dan kemudian dipanaskan hingga mencair setelah itu didinginkan dengan lambat maka akan diperoleh kurva pendinginan. Perubahan komposisi akan merubah pola dari kurva pendinginan, titik-titik A, L1, L2, L3 dan C merupakan awal terjadinya pembekuan dan B, S1, S2, S3 dan D merupakan akhir pembekuan. diagram kesetimbangan fasa Cu-Ni.

Pembentukan DIAGRAM FASAWidi AstutiDiagram kesetimbangan fasa Cu-Ni

9

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.

Pembentukan DIAGRAM FASAWidi Astuti

10

11Selain garis-garis tersebut titik-titik kritis dari keadaan cair dan padat, juga menyatakan batas kelarutan maksimum unsur terlarut didalam pelarutnya (maximum solubility limit)

The solubility of sugar (C12H22O11) in a sugar-water syrupWidi Astuti

11

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

Efek perubahan t dan cWidi Astuti

12

Cooling curve for pure metal(1) heat pure metal to point Ta (2) cooling of liquid metal a-b (3) at point b, pure metal starts to precipitate out of solution (4) point c, pure metal completely solid, curve from b to c straight horisontal line showing constant temperature Tb-c because thermal energy adsorbed in change from liquid to solid (5) more cooling of solid pure metal from c to d and temperature begins to fall againWidi Astuti

13

Widi AstutiCooling curve for pure iron

14

Allotropic forms of ironWidi Astuti

15

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 liquid phase; (3) point b, solidification begins; (4) point c, solidification complete; sloped b c due to changing from liquid to solid over the temperature range Tb to Tc because components A and B have different melting/cooling temperatures; (5) further cooling from c to d of solid-state metal alloy.Cooling curve for a metal alloyWidi Astuti

16

DIAGRAM FASA Ag-CuWidi Astuti

+

DIAGRAM FASA sn-PbWidi Astuti

18

KOMPOSISI FASAWidi Astuti Selain sebagai peta, diagram fasa juga dapat memberikan data komposisi kimia fasa yang terdapat pada keadaan seimbang

DIAGRAM FASA Fe-CWidi Astuti

ferrite

austentite ferrite

cementitepearlite

Widi AstutiFASE PADATFasa (ferrite)Terdapat pada suhu kamar sampai 1670F untuk komposisi 0%CStruktur sel satuannya BCC, hanya dapat memuat atom C 0,025% pada 1333FBersifat liat dan lunakFerromagnetik pada suhu di bawah 1414F

Besi (austetite)Terdapat pada suhu 1333-2700FStruktur sel satuannya FCC, dapat memuat atom C 2% pada 2065FBersifat liat dan lunak pada suhu stabil 2000FTidak bersifat magnet

Besi ( ferrite)Terdapat pada suhu 2550-2800FStruktur sel satuannya BCC, dapat memuat atom C 0,1% pada 2700FBersifat liat dan lunak pada suhu stabil 2000FTidak bersifat magnet

Widi AstutiCementite (carbid besi)Susunan kimianya Fe3CLebih keras dari austenite dan ferriteMengandung carbon 6,67%

PearliteReaksi eutectoid menghasilkan ferrite dan carbid

FASE PADAT

Penurunan suhu pada Fe-CWidi Astuti

ABBCSEPPP

D

eutectoid + LF

Widi AstutiPenurunan suhu pada Fe-CTA ke TB : fase cairTB : pembekuan mulai terjadi, fase padat komposisi BTB ke TC : fase + cair, komposisi padat BS, komposisi cair BE misal pada titik P (suhu TP) : memuat 2 fase komposisi fase 1 (padat ) P, komposisi fase 2 (cair) P

Pada suhu tetap TC, fase cair dengan komposisi 4,3% C terurai :

fase cair fase padat 1 + fase padat 2

Suhu tidak dapat diturunkan sebelum perubahan fase selesai

TC ke TD : fase + Cm pada penurunan suhu, komposisi fasa padat dari 2 ke 0,8%

coolingheating

2%C

Cm 6,67%

titik eutectie

Penurunan suhu pada Fe-CWidi AstutiPada suhu tetap TD, fase dengan komposisi 0,8% C terurai :

fase padat fase padat 3 + fase padat 2

Suhu tidak dapat diturunkan sebelum perubahan fase selesai

TD ke TF : fase + Cm coolingheating

0,025%CCm 6,67%C

titik eutectoid

Aturan lever

P

QRq %C

r %CUntuk menghitung banyaknya fase dari penyusunnyaWidi Astuti + Leutectoid

eutectie

Aturan lever

Jumlah fase 1 (fase Q) = x =

Widi Astutir - pr - q100%

Jumlah fase 2 (fase R) = y =

SoalSuatu campuran Fe-C yang mengandung 3% C diturunkan suhunya hingga mencapai suhu eutectoidnya. Hitung komposisi kimia dari fasa-fasa dalam campuran tersebut sebelum dan setelah reaksi eutectoid terjadi !

p - qr - q100%