Material Tehnik ~ Penjelasan Tentang Ferrite, Austenite, dan Cementit

FERRITE

Ferrite adalah fase larutan padat yang memiliki struktur BCC (body centered cubic). Ferrrite dalam keadaan setimbang dapat ditemukan pada temperature ruang, yaitu alpha-ferrite atau pada temperatur tinggi, yaitu delta ferrite. Secara umum fase ini bersifat lunak (soft), ulet (ductile), dan magnetik (magnetic) hingga temperatur tertentu, yaitu Tcurie. Kelarutan karbon didalam fase ini relatif lebih kecil dibandingkan dengan kelarutan karbon didalam fase ini relatif lebih kecil dibandingkan dengan kelarutan karbon di dalam fase larutan padat lain di dalam baja, yaitu fase Austenite. Pada temperatur ruang, kelarutan karbon di dalam alpha-ferrite hanyalah sekitar 0,05%.

Berbagai jenis baja dan besi tuang dibuat dengan mengeksploitasi sifat-sifat ferrite. Baja lembaran berkadar karbon rendah dengan fase tunggal ferrite misalnya, banyak diproduksi untuk proses pembentukan logam lembaran.

Dewasa ini behkan telah dikembangkan baja berkadar karbon ultra rendah untuk karakteristik mampu bentuk yang lebih baik. Kenaikan kadar karbon secara umum akan meningkatkan sifat-sifat mekanik ferrite. Untuk paduan baja dengan fse tunggal ferrite, faktor lain yang berpengaruh signifikan terhadap sifat-sifat mekanik adalah ukuran butir.

AUSTENITE

Fase austenite memiliki struktru atom FCC (Face Centered Cubic). Dalam keadaan setimbang fase autenite ditemukan pada temperatur tinggi. Fase ini bersifat non magnetik dan ulet (ductile) pada temperature tinggi. Kelarutan atom karbon didalam larutan padat austenite lebih besar jika dibandingkan dengan kelarutan atom karbon pada fase ferrite. Secara geometri, dapat dihitung perbandingan besarnya ruang intertisi di dalam fase austenite (atau kristal FCC) dan fase ferrite (atau kristal BCC). Perbedaan ini dapat digunakan untuk menjelaskan fenomena transformasi fase pada saat pendinginan austenite uang berlangsung secara cepat.

Selain pada temperatur tinggi, Austenite pada sistem Ferrous dapat pula direkayasa agar stabil pada temperatur ruang. Elemen-elemen seperti Mangan dan Nickel misalnya dapat menurunkan laju transformasi dari gamma-austenite menjadi alpha-ferrite. Dalam jumlah tertentu elemen-elemen tersebut akan menyebabkan austenite stabil pada temperatur ruang. Contoh baja paduan dengan fse austenite pada temperatur ruang misalnya adalah Baja Hadfield (12% Mangan) dan Baja Stainless 18-8 (8% Ni).

CEMENTIT

Cementit atau carbide dalam sistem paduan berbasis besi adalah stoichiometric inter-metallic compund FE3C yang keras (hard) dan getas (brittle). Nama cementit berasal dari kata caementum yang berarti stone chip atau lempengan batu. Cementit sebenarnya dapat terurai menjadi bentuk yang lebih stabil yaitu Fe dan C sehingga sering disebut fase metastabil. Namun untuk keperluan praktis, fase ini dianggap sebagai fase stabil. Cementit sangat penting perannya didalam membentuk sifat-sifat mekanik akhir baja. Cementit dapat berada di dalam sistem besi baja dalam berbagai bentuk seperti: bentuk bola (sphere), bentuk lembaran (berselang-seling dengan alpha ferrite),atau partikel-partikel carbide kecil. Bentuk, ukuran, dan distribusi karbon dapat direkayasa melalui siklus pemanasan dan pendinginan. Jarak rata-rata antar karbida, dikenal sebagai lintasan Ferrite rata-rata (Ferrite Mean Path), adalah parameter penting yang dapat menjelaskan variasi sifat-sifat besi baja. Variasi sifat luluhbaja diketahui berbanding lurus dengan logaritmik lintasan ferrite rata-rata.

Tweet