terkait dengan mata kuliah Engineering Material With bapak Qomaruddin ST, MT
Di dalam konteks ilmu logam ( material ) diagram fasa merupakan suatu pemetaan dari kondisi logam atau paduan dengan dua variabel utama umumnya ( konsentrasi dan temperatur ). Secara umum ada 2 jenis diagram fasa yang dipakai, yaitu : diagram fasa biner (terdiri atas 2 unsur logam ) dan diagram fasa terner ( terdiri atas 3 unsur logam ).
Diagram fasa 
Adalah diagram yang menampilkan hubungan antara temperatur
dimana terjadi perubahan fasa selama proses pendinginan dan pemanasan yang lambat dengan kadar karbon.
Diagram ini merupakan dasar pemahaman untuk semua operasioperasi perlakuan panas.
Fungsi diagram fasa
Adalah memudahkan memilih temperatur pemanasan yang sesuai
untuk setiap proses perlakuan panas baik proses anil, normalizing maupun
proses pengerasan.

Baja adalah paduan besi dengan karbon maksimal sampai sekitar
1,7%.paduan besi diatas 1,7% disebut cast iron.
Perlakuan panas bertujuan untuk memperoleh struktur mikro dan sifat
yang di inginkan. Struktur mikro dan sifat yang diinginkan dapat diperoleh
melalui proses pemanasan dan proses pendinginan pada temperatur tertentu.
Macam –macam struktur yang ada pada baja:
1. ferit
ferit adalah larutan padat karbon dan unsur paduan lainya pada
besi kubus pusat badan (Fe). Ferit terbentuk akibat proses pendinginan
yang lambat dari austenit baja hypotektoid pada saat mencapai A3 .
ferit bersifat sangat lunak ,ulet dan memiliki kekerasan sekitar
70 – 100 BHN dan memiliki konduktifitas yang tinggi.
2. Sementit
Sementit adalah senyawa besi dengan karbon yang umum
dikenal sebagai karbida besi dengan prosentase karbon 6,67%C. yang
bersifat keras sekitar          5 –  68 HRC
3. Perlit
Perlit adalah campuran sementit dan ferit yang memiliki
kekerasan sekitar 10-30HRC . Perlit yang terbentuk  sedikit dibawah
temperatur eutektoid memiliki kekerasan yang lebih  rendah dan
memerlukan waktu inkubasi yang lebih banyak.
4. Bainit
Bainit merupakan fasa yang kurang stabil yang diperoleh dari
austenit pada temperatur yang lebih rendah dari temperatur
transformasi ke perlit dan lebih tinggi dari transformasi ke martensit.
5. Martensit
Martensit merupakan larutan padat dari karbon yang  lewat
jenuh pada besi alfa sehingga latis-latis sel satuanya terdistorsi.
Karbon
adalah unsur penyetabil austenit. Kelarutan maksimum dari karbon
pada austenit adalah sekitar 1,7% (E) pada 1140 0C, Sedangkan kelarutan
karbon pada ferit naik dari 0% pada 910 0C menjadi 0,025% pada 723 0C.
pada pendinginan lanjut, kelarutan karbon pada ferrit menurun menjadi
0,08% pada temperatur kamar.  Kegunaan dari baja tergantung dari sifat-sifatnya yang sangat
bervariasi yang diperoleh melalui pemaduan dan penerapan proses perlakuan
panas. Sifat mekanik dari baja sangat tergantung pada struktur mikronya,
sedangkan struktur mikro sangat mudah diubah melalui proses perlakuan
panas.
Beberapa jenis baja memiliki sifat-sifat yang tertentu sebagai akibat
penambahan unsur paduan. Salah satu unsur paduan yang sangat penting
yang dapat mengontrol sifat baja adalah karbon (C). Jika besi dipadu dengan
karbon, transformasi yang terjadi pada rentang temperatur tertentu erat
kaitanya dengan kandungan karbon. Berdasarkan pemaduan antara besi dan
karbon, karbon di dalam besi dapat berbentuk larutan atau berkombinasi
dengan besi membentuk karbida besi (Fe3C).
Jika kadar karbon meningkat maka transformasi austenit menjadi ferit
akan menurun dan akan mencapai minimum pada titik prosentase karbon
0,8% pada temperatur 723 0C. Titik ini biasa disebut titik eutektoid.
komposisi eutektoid dari baja merupakan titik rujukan untuk
mengklasifikasikan baja. Baja dengan kadar karbon 0,8% disebut baja
eutektoid. Sedang kan baja dengan kadar karbon kurang dari 0,8% disebut
baja hipo tektoid . titik kritis sepanjang garis GS disebut sebagai garis A3
sedangkan titik kritis sepanjang garis PSK disebut sebagai garis A1. dengan
demikian setiap titik pada garis GS dan SE menyatakan temperatur dimana
transformasi dari austenit dimulai baik pada saat dipanaskan maupun pada
saat didinginkan .
Jika baja eutektoid didinginkan dari temperatur austenisasinya , maka
pada saat mencapai titik – titik sepanjang garis tersebut akan bertransformasi
menjadi suatu campuran eutektoid yang disebut perlit. Jika baja hypo teuktoid didinginkan dari temperatur austenisasinya, pada saat mencapai
garis GS , ferit akan terbentuk sepanjang batas butir austenit.
Pada titik ini, pengintian ferit akan terjadi dibatas butir austenit dan mulai
saat itu, paduan Fe-C memasuki daerah dua fasa. Jika pendinginan yang
lambat tersebut diteruskan ketitik C ferit akan tumbuh.
Pada 732 0C , struktur baja di titik C terdiri dari austenit  dan ferit. Karena
kelarutan karbon di ferit sangat rendah, maka pada  saat pertumbuhan ferit
akan disertai pembuangan karbon ke austenit yang masih tersisa sehingga
fasa austenit menjadi kaya akan karbon. Pendinginan lanjut dari dari baja
tersebut, pada saat melalui temperatur eutektoidnya (pada titik D), austenit
yang tersisa akan bertransformasi menjadi suatu campuran ferit dan sementit
yang berbentuk lamellar (serpih). Dengan demikian baja dengan kadar
karbon 0,4% pada titik D akan terdiri dari ferit dan perlit. Perbandingan ferit
terhadap perlit sama dengan perbandingan ferit terhadap austenit di titik C.
Pendinginan lebih lanjut sampai ke temperatur kamar tidak mempengaruhi
struktur mikro yang sudah ada. Pada saat dipanaskan akan terjadi
transformasi yang berlangsung kebalikanya dari apa yang telah dijelaskan di
atas.
 Jumlah perlit yang ada pada setiap jenis baja sangat tergantung pada
kadar karbonya. Sebagai contoh, baja dengan 0,2 % C akan memiliki sekitar
25% perlit, sedangkan baja dengan 0,4 % C akan memiliki sekitar 50 % C.
 Jika baja hypoteuktoid didinginkan dari temperatur austenisasinya,
maka akan terjadi pemisahan sementit pada batas butir austenit disepanjang
garis SE. Sebagai contoh jika baja dengan 1,25 % C  diaustenisasi dan
didinginkan perlahan-lahan maka akan terjadi pemisahan sementit. Dengan
adanya pembentukan sementit, kadar karbon diaustenit akan berkurang dan
penurunan kadar karbon tersebut terus berlanjut sampai mendekati temperatur 723 0C. Pada titik I, struktur baja akan terdiri dari campuran
austenit dan sementit dimana sementitnya terbentuk disepanjang batas butir
austenit.
Pendinginan lebih lanjut dari baja tersebut melalui temperatur eutektoidnya
akan mengubah seluruh austenit yang tersisa menjadi perlit.
 Pendinginan lanjut sampai ketemperatur kamar tidak akan mengubah
struktur mikro yang sudah ada. Berdasarkan penjelasan di atas, struktur baja
karbon tergantung dari kadar karbonya. Hasil pendinginan yang lambat pada
temperatur kamar akan terdiri dari:
1. Ferit, dengan kandungan karbon 0,007 %  –  0,25 % C
2. Ferit dan perlit, dengan kadungan karbon 0,025 % – 0,8 % C
3. Perlit dan sementit, dengan karbon, 0,8 % – 1,7 % C
4. Perlit dan grafit, dengan karbon 1,7 % – 4,2 % C (dengan perlakuan
khusus)
semoga bermanfaat
Iklan