Fe3C Compl 2

Analisa Fasa-fasa Paduan

Fe - C

BRM. Djoko Widodo Material Teknik

Jurusan Teknik Mesin - UNPAS

1

dd

+L

d

+g

1600

1400

0,5

0,18

0,1

(Aus

tenit)

727

6.67

65

L

1148

g

+L

1,7

1538

d

1600

g

1200

1000

1400

1495

1394

g

+Fe

C 3

FeC

+L

3

a

+Fe

C 3

FeC 3

43

2Ko

mpo

sisi,

[%be

ratC]

800

0.83

0.02

560

0

a

+g a

10

400

4.30

Temperatur[C]



2

Analisa Fasa Paduan Fe-C

dengan komposisi C=0,15%



3

(Austenit)

L

0,1 0,50,18

0.830.025

0,15% C

Tem

pera

tur[

C]

10

1600

1200

1000

1400

800

600

400

Pada tingkat keadaan :

- 100% Cair.

L


- Terjadi pengintian

Inti

0,1 0,15

0,18

0,5


Karena pada keadaan terjadi reaksi fasa (reaksi peritektik),

maka perlu dianalisa keadaan dan

reaksi peritektik.

sesaat sebelum sesaat

sesudah

- Sesaat sebelum reaksi periktektik, komposisi fasanya :

= (0,5 - 0,15)/(0,5-0,1) x 100% = 87,5 %

L = (0,15 - 0,1)/(0,5-0,1) x 100% = 12,5 %

L

- Sesaat sesudah reaksi periktektik :

Reaksi peritektik

L

(0,5-0,18) (0,18-0,1)

4 1 5

0,1

0,15

0,18 0,5

Pada tingkat keadaan antara dan :

- Fasa tumbuh sampai tingkat keadaan


- Pertumbuhan fasa selesai.

- Komposisi fasa pada tingkat keadaan

adalah : = 100%


- Terjadi pertumbuhan inti

- Fasa yang ada : larutan padat dan liquid

L

Dari komposisi fasa sebelum reaksi terlihat bahwa yang akan habis bereaksi adalah fasa L dan

yang tersisa adalah fasa . Reaksinya adalah (1x12,5%)L + (4x12,5%) akan membentuk

sebesar (4+1)x12,5%. Dengan demikian maka komposisi fasanya :

= 87,5% - (12,5% x 4/1) = 37,5 %

= 4 x 12,5% + 1 x 12,5% = 62,5 %



4

Dengan demikian maka pada temperatur kamar, komposisi fasa-nya adalah :

- Ferit (proeutektoid) = 84,47%

- Ferit (eutektoid) = 13,65 %

- Sementit (eutektoid) = 1,88 %

Fasa ferit+sementit hasil reaksi eutektoid juga disebut sebagai fasa , sehingga besarnya komposisi fasa perlit

adalah sebesar :

- Perlit = 15,53 %

Perlit

Pada tingkat keadaan antara : dan

- Tidak terjadi perubahan fasa apa-apa.

- Komposisi fasa pada tingkat keadaan ini adalah : = 100%


- Mulai terjadi pengintian fasa pada batas butir.

Inti


- Terjadi pertumbuhan fasa .


Karena pada keadaan terjadi reaksi fasa (reaksi eutektoid), maka perlu dianalisa keadaan dan

reaksi eutektoid

sesaat sebelum

sesaat sesudah

0,025 0,15 0,83

- Sesaat sebelum reaksi eutektoid, komposisi fasanya :

= (0,83 - 0,15)/(0,83-0,025) x 100%proeutektoid

= 84,47%

= (0,15 - 0,025)/(0,83-.025) x 100% = 15,53 %

0,025

0,15

0,83 6,67

- Sesaat sesudah reaksi eutektoid :

Reaksi eutektoid

+ Fe C eutektoid 3

(6,67 - 0,025) (6,67 - 0,83) (0,83 - 0,025)

Perlit

Dari komposisi fasa sebelum reaksi eutektoid, fasa -nya = 15,53%. Dengan demikian maka

komposisi fasanya :

= (6,67-0,83)/(6,67-0,025) x 15,53% = 13,65 %

Fe C = (0,83-0,025)/(6,67-0,025) x 15,53% = 1,88 %

eutektoid

3



5





6

(Austenit)

0,1 0,50,18

0.830.025

0,18% C

Tem

pera

tur[

C] L

10

1600

1200

1000

1400

800

600

400


- 100% Cair.

L



L


- Terjadi pertumbuhan inti

- Fasa yang ada : larutan padat dan

liquid

L


Karena pada keadaan terjadi reaksi fasa (reaksi

peritektik), maka perlu dianalisa keadaan

dan reaksi peritektik.

sesaat sebelum

sesaat sesudah

- Sesaat sebelum reaksi periktektik, komposisi fasanya :

= (0,5 - 0,18)/(0,5-0,1) x 100% = 80 %

L = (0,18 - 0,1)/(0,5-0,1) x 100% = 20 %

0,1 0,18 0,5

L



- Komposisi fasa pada tingkat keadaan ini adalah :

= 100%


- Mulai terjadi pengintian fasa pada batas butir.

Inti

0,1

0,18

0,5

- Sesaat sesudah reaksi periktektik :

Reaksi peritektik

L

(0,5-0,18) (0,18-0,1)

4 1 5

Dari komposisi fasa sebelum reaksi terlihat bahwa perbandingan fasa-nya 41 sehingga reaksi

fasa akan berlangsung sempurna (semua reaktan akan habis ber-reaksi). Dengan demikian

maka komposisi fasa setelah reaksi peritektik adalah =100%


- Terjadi pertumbuhan fasa .



7



reaksi eutektoid

sesaat sebelum

sesaat sesudah


= (0,83 - 0,18)/(0,83-0,025) x 100%proeutektoid

= 80,74%

= (0,18 - 0,025)/(0,83-.025) x 100% = 19,26 %

0,025 0,18 0,83

Dengan demikian maka pada temperatur kamar ( ), komposisi fasa-nya adalah :

- Ferit (proeutektoid) = 80,74%

- Ferit (eutektoid) = 16,93 %

- Sementit (eutektoid) = 2,33 %

Fasa ferit+sementit hasil reaksi eutektoid juga disebut sebagai fasa , sehingga besarnya komposisi fasa

perlit adalah sebesar :

- Perlit = 19,26 %

Perlit


Reaksi eutektoid

+ Fe C eutektoid 3

(6,67 - 0,025) (6,67 - 0,83) (0,83 - 0,025)

0,025

0,18

0,83 6,67

Dari komposisi fasa sebelum reaksi eutektoid, fasa -nya = 19,26%, sehingga komposisi

fasanya :

= (6,67-0,83)/(6,67-0,025) x 19,26% = 16,93 %

Fe C = (0,83-0,025)/(6,67-0,025) x 15,53% = 2,33 %

eutektoid

3

Perlit



8

Analisa Fasa Paduan Fe-Cdengan komposisi C=0,83%



9


- 100% Cair.

(Austenit)

0,1 0,50,18

0.830.025

+

0,83% C

Tem

pera

tur

[C]

+ L

10

1600

1200

1000

1400

800

600

400



Inti


- Terjadi pertumbuhan inti - Fasa yang ada : larutan padat dan liquid

L


- Pertumbuhan fasa selesai.- Komposisi fasa pada tingkat keadaan adalah : = 100%

Dengan demikian maka pada temperatur kamar, komposisi fasa-nya adalah :- Ferit (proeutektoid) = 0 %- Ferit (eutektoid) = 87,89 %- Sementit (eutektoid) = 12,11 %

Fasa ferit+sementit hasil reaksi eutektoid juga disebut sebagai fasa Perlit, sehingga besarnya komposisi fasa perlit adalah sebesar :

- Perlit = 100 %


- Tidak terjadi perubahan fasa apa-apa.- Komposisi fasa pada tingkat keadaan ini adalah : = 100%

- Sesaat sesudah reaksi eutektoid :Reaksi eutektoid > + Fe Ceutektoid 3 (6,67 - 0,025) 6,67 - 0,83) (0,83 - 0,025)Dari komposisi fasa sebelum reaksi eutektoid, fasa -nya = 100 %. Dengan demikian maka komposisi fasanya : = (6,67-0,83)/(6,67-0,025) x 100% = 87,89 %eutektoid Fe C = (0,83-0,025)/(6,67-0,025) x 100% = 12,11 %3

0,025

0,83

0,83 6,67

Pada tingkat keadaan :Karena pada keadaan terjadi reaksi fasa (reaksi eutektoid), maka perlu dianalisa keadaan sesaat sebelum dan sesaat sesudah reaksi eutektoid

- Sesaat sebelum reaksi eutektoid, komposisi fasanya : = (0,83 - 0,83)/(0,83-0,025) x 100% = 0 %proeutektoid = (0,83 - 0,025)/(0,83-.025) x 100% =100 %

0,025

0,83

0,83

Fe C3



10




11


- 100% Cair.

(Austenit)

0,1 0,50,18

0.830.025

+

1,00% C

Tem

pera

tur

[C]

+ L

10

1600

1200

1000

1400

800

600

400



Inti



L


- Pertumbuhan fasa selesai.- Komposisi fasa pada tingkat keadaan adalah : = 100%


- Tidak terjadi perubahan fasa apa-apa.- Komposisi fasa pada tingkat keadaan ini adalah : = 100%


- Mulai terjadi pengintian fasa Fe C pada batas butir.3

Inti Fe C3


- Terjadi pertumbuhan fasa Fe C.3

Fe C3



Fe C = (1,00 - 0,83)/(6,67-0,83) x 100% = 2,91 %3 proeutektoid = (6,67-1,00)/(6,67-0,83) x 100% =97,09 %

0,83 6,67

1,00

Fe C3



12

Dengan demikian maka pada temperatur kamar, komposisi fasa-nya adalah :- Fe3C (proeutektoid) = 2,91 %- Ferit (eutektoid) = 85,33 %- Sementit (eutektoid) = 11,76 %


- Perlit = 97,09 %

0,025

1,00

0,83 6,67

- Sesaat sesudah reaksi eutektoid :Reaksi eutektoid > + Fe Ceutektoid 3 (6,67 - 0,025) (6,67 - 0,83) (0,83 - 0,025)Dari komposisi fasa sebelum reaksi eutektoid, fasa -nya = 97,09 %. Dengan demikian maka komposisi fasanya : = (6,67-0,83)/(6,67-0,025) x 97,09% = 85,33 %eutektoid Fe C = (0,83-0,025)/(6,67-0,025) x 97,09% = 11,76 %3

Fe C3

Perlit



13




14


- 100% Cair.



Inti



L

4,30 6,67

2,50

1,7

Pada tingkat keadaan :Karena pada keadaan terjadi reaksi fasa (reaksi eutektik), maka perlu dianalisa keadaan sesaat sebelum dan sesaat sesudah reaksi eutektik

- Sesaat sebelum reaksi eutektik, komposisi fasanya : = (4,30-2,50)/(4,30-1,70) x 100% = 69,23 %L = (2,50-1,70)/(4,30-1,70) x 100% = 30,77 %

L

727

L

1148

+ L

1,7

+ Fe C3

Fe C + L3

+ Fe C3

Komposisi, [%berat C]2,50

4.30

5432

Fasa austenit+sementit hasil reaksi eutektik juga disebut sebagai fasa Ledeburit, sehingga besarnya komposisi fasa Ledeburit adalah sebesar :

- Ledeburit = 30,77 %

- Sesaat sesudah reaksi eutektik :Reaksi eutektik L > + Fe C3 (6,67 - 1,70) (6,67 - 4,30) (4,30 - 1,70)Dari komposisi fasa sebelum reaksi eutektik, fasa L-nya = 30,77 %.Dengan demikian maka komposisi fasanya :

= 69,23%pro-eutektik = (6,67-4,30)/(6,67-1,70) x 30,77% = 14,67 %eutektikFe C = (4,30-1,70)/(6,67-1,70) x 30,77% = 16,10 %3

pro-eutektik

eutektik

Fe C3 eutektik

Ledeburit4,30 6,67

2,50

1,7


'Tidak terjadi perubahan fasa apa-apa, namun demikian karena temperaturnya turun kelarutan C pada austenit juga turun. Pada keadaan 2 (T=1148C) kelarutannya 1,7% sedangkan pada keadaan 3 kelarutannya 0,83%, sehingga atom C berdifusi keluar dari austenit membentuk Fe C.3'Dengan demikian fasa Fe C bertambah dan austenitnya (baik maupun ) 3 proeutektik eutektikberkurang.

- Komposisi fasa sesaat sebelum mencapai keadaan 3 : = (6,67-2,5)/(6,67-0,83) x 69,23% = 49,43%proeutektik = (6,67-2,5)/(6,67-0,83) x 14.67% = 10,47%eutektik Fe C = 100% - 49,43% - 10,47% = 40,10%3

pro-eutektik

eutektik

Fe C3 eutektik

Ledeburit



15

0,83 6,67

2,50


Dengan demikian maka pada temperatur kamar, komposisi fasa-nya adalah :- Fe C (proeutektoid) = 40,10 %3- Ferit (eutektoid) = 43,44% + 9,20% = 52,64%- Fe C (eutektoid) = 5,99% + 1,27% = 7,26%3


- Perlit = 52,64% + 7,26% = 59,90%

pro-eutektik

eutektik

Fe C3 eutektik

Ledeburit

- Sesaat sesudah reaksi eutektoid :Reaksi eutektoid

> + Fe Ceutektoid 3 eutektoid (6,67 - 0,025) (6,67 - 0,83) (0,83 - 0,025)Jadi semua austenit, baik austenit pro-eutektik maupun austenit eutektik akan mengalami reaksi eutektoid membentuk perlit ( +Fe C ).eutektoid 3 eutektoid- dari austenit pro-eutektik : = (6,67-0,83)/(6,67-0,025) x 49,43% = 43,44%eutektoid Fe C = (0,83-0,025)/(6,67-0,025) x 49,43% = 5,99 %3 eutektoid- dari austenit eutektik : = (6,67-0,83)/(6,67-0,025) x 10,47% = 9,20%eutektoid Fe C = (0,83-0,025)/(6,67-0,025) x 10,47% = 1,27%3 eutektoid

0,025

2,50

0,83 6,67

Perlit

Perlit

Fe C3

- Sesaat sebelum reaksi eutektoid komposisi fasanya : = 49,43%proeutektik = 10,47%eutektik Fe C = 40,10%3



16





17


- 100% Cair.

727

L

1148g + L

1,7

g + Fe C3

Fe C + L3

a + Fe C3

Komposisi, [%berat C] 4,30

4.30

5432


Karena pada keadaan terjadi reaksi fasa (reaksi eutektik), maka

perlu dianalisa keadaan dan

reaksi eutektik

sesaat sebelum sesaat sesudah

6,67

4,30

1,7

- Sesaat sebelum reaksi eutektik, komposisi

fasanya :

L = 100 %



- Komposisi fasanya : = 47,69% dan Fe C = 42,31% atau

- Fasa ledeburit = 100%

g

eutektik 3 eutektik

Fe C3

g

- Sesaat sesudah reaksi eutektik :

Reaksi eutektik

L + Fe C

Dari komposisi fasa sebelum reaksi eutektik,

--> g3

(6,67 - 1,70) (6,67 - 4,30) (4,30 - 1,70)

fasa L-nya = 100 %.

Dengan demikian maka komposisi fasanya :

= (6,67-4,30)/(6,67-1,70) x 100% = 47,69 %

Fe C = (4,30-1,70)/(6,67-1,70) x 100% = 42,31 %

Fasa ( + Fe C) hasil reaksi eutektik juga disebut Ledeburit.

Dengan demikian komposisi ledeburit = 100%.

g

g

eutektik

3 eutektik

3

Fe C3

g

6,67

4,30

1,7

Fe C3

g



reaksi eutektoid

sesaat sebelum

sesaat sesudah


=(6,67-4,3)/(6,67-0,83) x 100% = 40,58%

Fe C = x 100% = 59,42%

g

eutektik

3 eutektik(4,3-0,83)/(6,67-0,83)

0,83 6,67

4,30


Reaksi eutektoid

+ Fe Cg --> aeutektoid 3 eutektoid

eutektoid

3 eutektoid

(6,67 - 0,025) (6,67 - 0,83) (0,83 - 0,025)

- dari austenit eutektik :

= (6,67-0,83)/(6,67-0,025) x 40,58% = 35,66 %

Fe C = (0,83-0,025)/(6,67-0,025) x % = 4,92%

a

40,58

Fe C3Perlit



18

Dengan demikian maka pada temperatur kamar, komposisi fasa-nya adalah :

- Fe C (proeutektoid) = 59,42%

- Ferit (eutektoid) = 35,66%

- (eutektoid) = 4,92%

Fasa ferit+sementit hasil reaksi eutektoid juga disebut sebagai fasa , sehingga besarnya komposisi fasa perlit

adalah sebesar :

- Perlit = 40,58%

3

Fe C3

Perlit



19




20


- 100% Cair.

727

L

1148g + L

1,7

g + Fe C3

a + Fe C3

Komposisi, [%berat C]

4.30

54325,00

Fe C + L3


- Terjadi pengintian g

Inti Fe C3

Pada tingkat keadaan antara dan :- Terjadi pertumbuhan inti Fe C3- Fasa yang ada : Fe C dan liquid3

Fe C3

L

4,30 6,67

5,00

1,7

Pada tingkat keadaan :Karena pada keadaan terjadi reaksi fasa (reaksi eutektik), maka perlu dianalisa keadaan sesaat sebelum dan sesaat sesudah reaksi eutektik

- Sesaat sebelum reaksi eutektik, komposisi fasanya :Fe C = (5-4,3)/(6,67-4,3) x 100 % = 29,54 %3 pro-eutektikL = (6,67-5)/(6,67-4,3) = 70,46 %Fe C3

L

4,30 6,67

5,00

1,7- Sesaat sesudah reaksi eutektik :Reaksi eutektik L --> g + Fe Ceutektik 3 eutektik (6,67 - 1,70) (6,67 - 4,30) (4,30 - 1,70)Dari komposisi fasa sebelum reaksi eutektik, fasa L-nya = 70,46 %. Dengan demikian maka komposisi fasanya : g = (6,67-4,30)/(6,67-1,70) x 70,46% = 33,60 %eutektik Fe C = (4,30-1,70)/(6,67-1,70) x 70,46% = 36,86 %3 eutektikFasa (g + Fe C) hasil reaksi eutektik juga disebut Ledeburit. Dengan demikian komposisi 3ledeburit = 70,46 %.

Fe C3 pro-eutektik

Fe C3 eutektik

g

Pada tingkat keadaan antara dan :- Tidak terjadi perubahan fasa apa-apa.- Komposisi fasanya : Fe C = 29,54% 3 proeutektik g = 33,60 %eutektik Fe C = 36,86%3 eutektik (ledeburit = 70,46%)

Fe C3 pro-eutektik

Fe C3 eutektik

g



21

Dengan demikian maka pada temperatur kamar, komposisi fasa-nya adalah :- Fe C (pro-eutektik) = 29,54 %3- Fe C (eutektik) = 36,86 %3- Ferit (eutektoid) = 29,53 %- Fe C (eutektoid) = 4,07 %3


- Perlit = 33,60 %


- Sesaat sebelum reaksi eutektoid, komposisi fasanya :Fe C = 29,54%3 pro-eutektikg = 33,60 %eutektikFe C = 36,86 %3 eutektik

0,83 6,67

5,00Fe C3 pro-eutektik

Fe C3 eutektik

g

0,025

5,00

0,83 6,67- Sesaat sesudah reaksi eutektoid :Reaksi eutektoid g --> a + Fe Ceutektoid 3 eutektoid (6,67 - 0,025) (6,67 - 0,83) (0,83 - 0,025)- dari austenit eutektik : a = (6,67-0,83)/(6,67-0,025) x 33,60% = 29,53 %eutektoid Fe C = (0,83-0,025)/(6,67-0,025) x 33,60 % = 4,07%3 eutektoid

Fe C3 pro-eutektik

Fe C3 eutektik

Perlit



22

Fe3C Compl 2

Documents

Transcript of Fe3C Compl 2