Diagram fase besi-karbon banyak digunakan untuk memahami berbagai fase baja dan besi tuang. Baik baja dan besi cor adalah campuran besi dan karbon. Selain itu, kedua paduan mengandung sejumlah kecil elemen jejak.
Grafiknya cukup rumit tetapi karena kami membatasi eksplorasi kami pada Fe3C, kami hanya akan memfokuskan hingga 6,67 persen berat karbon.
Diagram fase besi-karbon ini diplot dengan konsentrasi karbon menurut berat pada sumbu X dan skala suhu pada sumbu Y.
Gambar. menunjukkan, diagram kesetimbangan Fe-C di mana berbagai struktur (diperoleh selama pemanasan dan pendinginan), fase, dan konstituen mikroskopis dari berbagai jenis baja dan besi cor digambarkan. Struktur utama, pentingnya berbagai garis, dan titik kritis dibahas seperti di bawah ini.
Konstituen mikroskopis utama besi dan baja adalah sebagai berikut:
Austenit adalah larutan padat karbon bebas (ferit) dan besi dalam besi gamma. Pada pemanasan baja, setelah suhu kritis atas, pembentukan struktur selesai menjadi austenit yang keras, ulet, dan non-magnetik.
Ia mampu melarutkan sejumlah besar karbon. Itu berada di antara rentang kritis atau transfer selama pemanasan dan pendinginan baja. Ini terbentuk ketika baja mengandung karbon hingga 1,8% pada 1130 ° C. Pada pendinginan di bawah 723°C, ia mulai berubah menjadi perlit dan ferit. Baja austenitik tidak dapat dikeraskan dengan metode perlakuan panas biasa dan bersifat non-magnetik.
Ferit mengandung sangat sedikit atau tidak ada karbon dalam besi. Ini adalah nama yang diberikan untuk kristal besi murni yang lunak dan ulet. Pendinginan lambat baja karbon rendah di bawah suhu kritis menghasilkan struktur ferit. Ferit tidak mengeras ketika didinginkan dengan cepat. Ini sangat lembut dan sangat magnetis.
Sementit adalah senyawa kimia karbon dengan besi dan dikenal sebagai besi karbida (Fe3C). Besi tuang yang memiliki karbon 6,67% memiliki struktur sementit yang lengkap. Sementit bebas ditemukan di semua baja yang mengandung lebih dari 0,83% karbon. Ini meningkat dengan peningkatan % karbon seperti yang tercermin dalam diagram Kesetimbangan Fe-C. Hal ini sangat sulit.
Kekerasan dan kerapuhan besi cor diyakini karena adanya sementit. Ini mengurangi kekuatan tarik. Ini terbentuk ketika karbon membentuk kombinasi yang pasti dengan besi dalam bentuk karbida besi yang sangat keras di alam. Kerapuhan dan kekerasan besi cor terutama dikendalikan oleh keberadaan sementit di dalamnya. Ini bersifat magnetis di bawah 200 °C.
Perlit adalah paduan eutektoid dari ferit dan sementit. Ini terjadi terutama pada baja karbon menengah dan rendah dalam bentuk campuran mekanis ferit dan sementit dengan perbandingan 87:13. Kekerasannya meningkat dengan proporsi perlit dalam bahan besi.
Perlit relatif kuat, keras, dan ulet, sedangkan ferit lemah, lunak, dan ulet. Itu dibangun dari pelat terang dan gelap bergantian.
Lapisan ini bergantian ferit dan sementit. Jika dilihat dengan bantuan mikroskop, permukaannya tampak seperti mutiara, oleh karena itu disebut perlit. Baja keras adalah campuran dari perlit dan sementit sedangkan baja lunak adalah campuran dari ferit dan perlit.
Karena kandungan karbon meningkat melebihi 0,2% pada suhu di mana ferit pertama kali ditolak dari austenit turun sampai, pada atau di atas karbon 0,8%, tidak ada ferit bebas yang ditolak dari austenit. Baja ini disebut baja eutektoid, dan merupakan struktur perlit dalam komposisi.
Saat besi yang memiliki berbagai % karbon (hingga 6%) dipanaskan dan didinginkan, fase berikut yang mewakili garis akan menjelaskan tentang struktur besi, cara pengisiannya.
Garis ABCD menunjukkan bahwa di atas garis ini pelelehan telah selesai selama memanaskan setrika. Logam cair murni dalam bentuk likuidus. Di bawah garis ini dan di atas garis AHJECF logamnya sebagian padat dan sebagian cair.
Logam padat dikenal sebagai austenit. Jadi, garis ABCD menunjukkan suhu di mana pelelehan dianggap selesai. Di luar garis ini, logam benar-benar dalam keadaan cair. Ini bukan garis horizontal, suhu leleh akan bervariasi dengan kandungan karbon.
Baris ini memberitahu kita bahwa logam mulai meleleh pada suhu ini. Garis ini tidak horizontal dan karenanya suhu leleh akan berubah dengan kandungan karbon. Di bawah garis ini dan di atas garis GSEC, logam berbentuk padat dan memiliki struktur austenit.
Garis ini terjadi di dekat 723°C dan merupakan garis horizontal dan dikenal sebagai garis temperatur kritis yang lebih rendah karena transformasi baja dimulai pada garis ini. % Karbon tidak mempengaruhi hal itu berarti baja yang memiliki % karbon yang berbeda akan berubah pada temperatur yang sama.
Rentang di atas garis hingga GSE dikenal sebagai rentang transformasi. Baris ini memberi tahu kita bahwa baja yang memiliki karbon hingga 0,8% hingga 0,8% akan mulai berubah dari ferit dan perlit menjadi austenit selama pemanasan.
Ini adalah garis pada suhu 1130 °C yang menunjukkan bahwa untuk besi tuang memiliki % C dari 2% hingga 4,3%. Di bawah garis ini dan di atas garis SK, Besi cor akan memiliki austenit + ledeburit dan sementit + ledeburit.
Diagram Fe – C (juga disebut fase besi-karbon atau diagram kesetimbangan) adalah representasi grafis dari keadaan struktur mikro masing-masing paduan besi-karbon (Fe-C) tergantung pada suhu dan kandungan karbon. Untuk menjelaskan diagram ini, pengenalan tentang struktur logam dan besi murni harus dilakukan.
Besi karbida disebut fase metastabil. Oleh karena itu, diagram besi-besi karbida meskipun secara teknis mewakili kondisi metastabil, dapat dianggap mewakili perubahan kesetimbangan, dalam kondisi pemanasan dan pendinginan yang relatif lambat.
Untuk diagram fasa besi-karbon, bidang fasa yang diinginkan adalah bidang fasa ferit, sementit, austenit, ferit + sementit, ferit + austenit, dan austenit + sementit.
Diagram kesetimbangan karbon besi (juga disebut diagram fase besi-karbon) adalah representasi grafis dari keadaan struktur mikro masing-masing paduan besi-karbon (Fe-C) tergantung pada suhu dan kandungan karbon.
Baja yang mengandung 0,8% C dikenal sebagai baja eutektoid. Struktur mikro kesetimbangan baja eutektoid yang diperoleh pada suhu kamar adalah perlit.
Baja ringan adalah logam besi yang terbuat dari besi dan karbon. Ini adalah bahan dengan harga rendah dengan sifat yang cocok untuk sebagian besar aplikasi teknik umum. Baja ringan karbon rendah memiliki sifat magnetik yang baik karena kandungan besinya yang tinggi; karena itu didefinisikan sebagai 'ferromagnetik'.
baja, paduan besi dan karbon di mana kandungan karbon berkisar hingga 2 persen (dengan kandungan karbon yang lebih tinggi, bahan tersebut didefinisikan sebagai besi tuang). Sejauh ini bahan yang paling banyak digunakan untuk membangun infrastruktur dan industri dunia, digunakan untuk membuat segala sesuatu mulai dari jarum jahit hingga kapal tanker minyak.
Garis A1 adalah garis suhu eutektoid dan merupakan suhu terendah di mana f.c.c. besi dapat eksis dalam kondisi kesetimbangan. Tepat di atas garis A1, struktur mikro terdiri dari sekitar 25 persen austenit dan 75 persen ferit.
Jadi, ini adalah suhu yang sesuai dengan batas fase gamma + alfa/gamma untuk baja hipo-eutektoid dan merupakan fungsi dari kandungan karbon baja, karena menurun dari 910 derajat C pada 0 % C menjadi 727 derajat C pada 0,76 % C Ini juga disebut suhu kritis atas baja hipo-eutektoid.
Reaksi eutektoid menggambarkan transformasi fase dari satu padatan menjadi dua padatan yang berbeda. Dalam sistem Fe-C, ada titik eutektoid pada kira-kira 0.8wt% C, 723°C. Fase tepat di atas suhu eutektoid untuk baja karbon biasa dikenal sebagai austenit atau gamma.
Diagram fase besi-karbon banyak digunakan untuk memahami berbagai fase baja dan besi tuang. Baik baja dan besi cor adalah campuran besi dan karbon. Selain itu, kedua paduan tersebut mengandung sejumlah kecil elemen jejak.
Karbon lebih larut dalam fase FCC, yang menempati area "γ" pada diagram fase, daripada di fase BCC. Persen karbon menentukan jenis paduan besi yang terbentuk pada pendinginan dari fase FCC, atau dari besi cair:besi alfa, baja karbon (perlit), atau besi tuang.
Perbedaan paling langsung antara kristal FCC dan BCC adalah pada susunan atomnya. Struktur kubik berpusat muka memiliki atom di semua 8 posisi sudut, dan di tengah semua 6 wajah. Struktur kubik pusat tubuh memiliki atom di semua 8 posisi sudut, dan satu lagi di pusat kubus.
Fase alfa disebut ferit. Ferit adalah konstituen umum dalam baja dan memiliki struktur Body Centered Cubic (BCC) [yang kurang padat dibandingkan FCC].
Dalam kondisi kesetimbangan, ferit pro-eutektoid akan terbentuk dalam paduan besi-karbon yang mengandung karbon hingga 0,8%. Reaksi terjadi pada 910 °C dalam besi murni, tetapi berlangsung antara 910 °C dan 723 °C dalam paduan besi-karbon.
Perlit adalah campuran eutektoid dari sementit dan ferit. Diagram kesetimbangan besi karbon:Diagram fasa Fe-Fe3C bukanlah kesetimbangan yang sebenarnya karena besi karbida merupakan fasa yang tidak stabil yang setelah perlakuan panas yang lama terurai menjadi besi dan karbon (bentuk grafit).
Ferit dikenal sebagai larutan padat. Ini adalah larutan padat interstisial dari sejumlah kecil karbon yang dilarutkan dalam besi (BCC). Kelarutan maksimum adalah 0,025% C pada 723C dan hanya larut 0,008% C pada suhu kamar. Ini adalah struktur paling lembut yang muncul pada diagram.
Besi murni (-besi, atau 'ferit') mengalami perubahan struktur kristal ketika dipanaskan di atas 910 °C, membentuk -besi, atau 'austenit'.
Garis Acm jauh lebih curam daripada garis A3, yang berarti bahwa jumlah sementit proeutektoid dalam baja komersial sangat kecil, tetapi itu juga berarti bahwa pemanasan, suhu yang terlalu tinggi, harus dilakukan untuk melarutkan sementit ini untuk homogenisasi lengkap. austenit.
Logam
Serat karbon terus berkembang. Bahkan sampai-sampai menggunakan bahan serat karbon dalam manufaktur lebih terjangkau. Itu sebabnya kita harus mulai mengadopsi bahan serat grafit (serat karbon) sekarang. Tapi pertama-tama, kita perlu memahami berbagai bahan dan tenun yang tersedia. Panduan serat ka
Pasar serat karbon diperkirakan akan mencapai nilai lebih dari $2,3 miliar pada tahun 2025. Nilai eksponensial dan pertumbuhannya disebabkan oleh berbagai aplikasi material. Apa kegunaan serat karbon untuk membuatnya begitu penting? Sepanjang panduan serat karbon ini, Anda akan belajar tentang man
Menurut komposisi kimia baja, dapat dibagi menjadi dua kategori:baja karbon dan baja paduan. Baja karbon dibagi menjadi: Baja karbon rendah, kandungan karbon kurang dari 0,25%. Baja karbon sedang, kandungan karbon 0,25%-0,6%. Baja karbon tinggi dengan kandungan karbon lebih besar dari 0,6%. Baja
Ketika kita memeriksa pengelasan secara rinci, penting untuk mengetahui nama-nama bagian yang berbeda dari sebuah lasan. Untuk memahami bagian yang berbeda dari lasan, gunakan gambar di atas beserta definisinya. Pengelasan Fillet Pengelasan fillet mengacu pada penyambungan dua potong logam ketika
