diagram fasa

Presentasi Diagram Fasa
Disusun :

JOKO SETIO PURNOMO
M . BOBY PUTRANAZA
M. ALBARIN
MEIDY GUSNUR SOLEH

Dosen Pembibing:
WIRDA NOVARIKA AK .ST. ,MM

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
2011
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 paduan dengan kandungan unsur-unsur tertentu sehingga struktur yang terdapat dalam keadaan setimbang pada temperatur dan tekanan tertentu akan berlainan.
Kombinasi dua unsur atau lebih yang membentuk paduan logam akan 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.
Pengertian diagram fasa
Apa itu Diagram Fasa?
Di dalam konteks ilmu logam ( material ) diagram fasa merupakan suatu pemetaan dari kondisi logam atau paduan dengan dua variabel utama umumnya ( konsentrasi dan temperatur ). Diagram fasa merupakan suatu kumpulan kurva limit kelarutan. 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 merupakan cara mudah untuk menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan tekanan. Dalam diagram fasa, diasumsikan bahwa zat tersebut diisolasi dengan baik dan tidak ada zat lain yang masuk atau keluar sistem.
MACAM –MACAM DIARAM PADUAN / FASA
Diagram Fe – Fe3C.
Diagram paduan larutan sempurna dalam keadaan cair lartan sebagian dalam keadaan padat .
Diagram paduan yang larut sempurna dalam keadaan cair tetapi tidak larut dalam keadan padat dan membentuk senyawa.
Diagram paduan yang larut sempurna dalam keadaan cair tetapi tidak larut dalam keadan padat
Diagram yang larut sempurna dalam keadaan cair maupun padat .

FUNGSI DIAGRAM FASA
1.Bahwa untuk membuat suatu produk tertentu misalnya : mobil terdiri atas bermacam macam komposisi logam atau material. Mulai dari blok mesin, rangka, mesin pendingin, pompa dan komponen lainnya yang menjadikannya sebuah mobil dengan desain oke dan trendy berdasarkan dengan diagram fasa yang menjabarkan berbagai jenis karakteristik logam yang meliputi : kekuatan, keuletan, kekerasan, dan ketangguhannya.

FUNGSI YANG KEDUA
Atau mungkin pembuatan turbin pesawat terbang yang sangat rumit, sangat memperhatikan faktor keselamatan dan daya guna dengan berdasarkan pada perhitungan yang matang dan pemilihan material logam dengan sangat hati-hati dan akurat, yang selalu berdasarkan pada diagram fasa logam sebagai faktor penentu pada saat proses desain, perhitungan, dan pembuatannya supaya bisa digunakan serta dimanfaatkan secara maksimal..































DIAGRAM FASA BAJA (Fe-Fe3C)
Salah satu metode untuk mempelajari logam dilakukan dengan menggunakan diagramfase. Dari diagram fase ini dapat diamati perubahan struktur logam akibat pengaruh temperature.Diagram kesetimbangan fasa Fe-Fe3C adalah alat penting untuk memahami struktur mikro dansifat-sifat baja karbon, suatu jenis logam paduan besi (Fe) dan karbon (C). Karbon larut di dalambesi dalam bentuk larutan padat (solid solution) hingga 0,05% berat pada temperatur ruang. Baja dengan atom karbon terlarut hingga jumlah tersebut memiliki alpha ferrite pada temperatureruang. Pada kadar karbon lebih dari 0,05% akan terbentuk endapan karbon dalam bentuk hardintermetallic stoichiometric compound (Fe3C) yang dikenal sebagai cementite atau carbide.

Diagram fasa dalam temperatur ruangan
Diagram kesetimbangan / diagram fasa yang dapat ditemukan pada temperatur ruang , yaitu :
Alpha-ferrite
Delta-ferrite
Gamma-austenite

Informasi yang di dapatkan dalam diagram fasa
1.Fasa yang terjadi pada komposisi dan temperatur yang berbeda dengan kondisipendinginan lambat.
2.Temperatur pembekuan dan daerah-daerah pembekuan paduan Fe-Fe3C bila dilakukan pendinginan lambat
3.Temperatur cair dari masing-masing paduan
4.Batas-batas kelarutan atau batas kesetimbangan dari unsur karbon pada fasa tertentu.
5.Reaksi-reaksi metalurgis yang terjadi, yaitu reaksi eutektik, peritektik dan eutektif

Iron-carbon diagram fase
Iron-carbon phase diagram describes the iron-carbon system of alloys containing up to 6.67% of carbon, discloses the phases compositions and their transformations occurring with the alloys during their cooling or heating. Besi-karbon diagram fase-karbon menjelaskan sistem besi paduan mengandung sampai dengan 6,67% dari karbon, mengungkapkan fase komposisi dan transformasi mereka terjadi dengan paduan selama pendinginan atau pemanasan.

Carbon content 6.67% corresponds to the fixed composition of the iron carbide Fe 3 C.
DIAGRAM FASA Fe – Fe3C
          Pada diagram fasa yang ditunjukkan pada gambar 10.26, Besi murni selama pemanasan menunjukan perubahan struktur Kristal sebelum ini meleleh. Pada temperature ruangan, disebut Ferrite atau α besi yang merupakan struktur Kristal BCC. Ferrite menunjukan transformasi Polymorphic menuju Austenite FCC, atau γ besi pada 912oC (1674oF).disini Austenite menuju 1394oC, yang mana Temperatur Austenite FCC kembali ke fasa BCC yang diketahui sebagai δ Ferrite, yang mana akhirnya meleleh pada temperature 1538o C (2800oF). semua perubahan ini ditunjukan sepanjang garis sumbu vertical sebelah kiri pada diagram fasa.
          Pada sumbu komposisi dalam gambar 10.26 yang terdiri 6.7% C, pada konsentrasi ini kadar campuran besi karbida atau Cementite (Fe3C) terbentuk yang mana ditunjukkan oleh garis vertical dalam diagram fasa. Sehingga, sistem dari besi karbon akan dibagi kedalam dua bagian yaitu bagian yang banyak kandungan besi yang ditunjukan pada gambar 10.26 dan yang lainnyatidak ditunjukkan pada komposisi 6.70 – 100% C (Grafit murni). Pada akhirnya, semua baja dan besi cor mengandung kurang dari 6.70% C, yang mana kita dapat menyimpulkan hanya terdapat didalam sistem besi karbida.  


Types of phase diagrams
2D phase diagrams
The simplest phase diagrams are pressure-temperature diagrams of a single simple substance, such as water. The axes correspond to the pressure and temperature. The phase diagram shows, in pressure-temperature space, the lines of equilibrium or phase boundaries between the three phases of solid, liquid, and gas.

Other thermodynamic properties
In addition to just temperature or pressure, other thermodynamic properties may be graphed in phase diagrams. Examples of such thermodynamic properties include specific volume, specific enthalpy, or specific entropy. For example, single-component graphs of Temperature vs. specific entropy (T vs. s) for water/steam or for a refrigerant are commonly used to illustrate thermodynamic cycles such as a Carnot cycle, Rankine cycle, or vapor-compression refrigeration cycle.
In a two-dimensional graph, two of the thermodynamic quantities may be shown on the horizontal and vertical axes. Additional thermodymic quantities may each be illustrated in increments as a series of lines - curved, straight, or a combination of curved and straight. Each of these iso-lines represents the thermodynamic quantity at a certain constant value.



p-V-T 3D diagram for fixed amount of pure material
It is possible to envision three-dimensional (3D) graphs showing three thermodynamic quantities. For example for a single component, α 3D Cartesian coordinate type graph can show temperature (T) on one axis, pressure (P) on a second axis, and specific volume (v) on a third. Such α 3D graph is sometimes called a P-v-T diagram. The equilibrium conditions would be shown as α 3D curved surface with areas for solid, liquid, and vapor phases and areas where solid and liquid, solid and vapor, or liquid and vapor coexist in equilibrium. A line on the surface called a triple line is where solid, liquid and vapor can all coexist in equilibrium. The critical point remains a point on the surface even on α 3D phase diagram. An orthographic projection of the 3D P-v-T graph showing pressure and temperature as the vertical and horizontal axes effectively collapses the 3D plot into α 2D pressure-temperature diagram. When this is done, the solid-vapor, solid-liquid, and liquid-vapor surfaces collapse into three corresponding curved lines meeting at the triple point, which is the collapsed orthographic projection of the triple line.

Binary phase diagrams
Other much more complex types of phase diagrams can be constructed, particularly when more than one pure component is present. In that case concentration becomes an important variable. Phase diagrams with more than two dimensions can be constructed that show the effect of more than two variables on the phase of a substance. Phase diagrams can use other variables in addition to or in place of temperature, pressure and composition, for example the strength of an applied electrical or magnetic field and they can also involve substances that take on more than just three states of matter.



A phase diagram for a binary system displaying a eutectic point.
One type of phase diagram plots temperature against the relative concentrations of two substances in a binary mixture called a binary phase diagram, as shown at right. Such a mixture can be either a solid solution, eutectic or peritectic, among others. These two types of mixtures result in very different graphs. Another type of binary phase diagram is a boiling point diagram for a mixture of two components, i. e. chemical compounds. For two particular volatile components at a certain pressure such as atmospheric pressure, a boiling point diagram shows what vapor (gas) compositions are in equilibrium with given liquid compositions depending on temperature. In a typical binary boiling point diagram, temperature is plotted on a vertical axis and mixture composition on a horizontal axis.

Boiling point diagram
A simple example diagram with hypothetical components 1 and 2 in a non-azeotropic mixture is shown at right. The fact that there are two separate curved lines joining the boiling points of the pure components means that the vapor composition is usually not the same as the liquid composition the vapor is in equilibrium with. See Vapor-Liquid Equilibrium for a fuller discussion.
In addition to the above mentioned types of phase diagrams, there are thousands of other possible combinations. Some of the major features of phase diagrams include congruent points, where a solid phase transforms directly into a liquid. There is also the peritectoid, a point where two solid phases combine into one solid phase during cooling. The inverse of this, when one solid phase transforms into two solid phases during heating, is called the eutectoid.


Crystal phase diagrams
Polymorphic and polyamorphic substances have multiple crystal or amorphous phases, which can be graphed in a similar fashion to solid, liquid, and gas phases.
 
Log-lin Pressure-temperature phase diagram of water. The Roman numerals indicate various ice phases
Mesophase diagrams
Some organic materials pass through intermediate states between solid and liquid; these states are called mesophases. Attention has been directed to mesophases because they enable display devices and have become commercially important through the so-called liquid crystal technology. Phase diagrams are used to describe the occurance of mesophases
SEKIAN DAN TERIMAKASIH
SAMPAI JUMPA
DI LAIN KESEMPATAN