Phase DiagramPhase Diagram(Equilibrium Diagram)(Equilibrium Diagram)

• A A phasephase is a is a homogenoushomogenous, , physically physically distinctdistinct, , mechanically separablemechanically separable portion of a portion of a material with a given chemical composition material with a given chemical composition and structureand structure

• Diagram faseDiagram fase suatu paduan: suatu diagram suatu paduan: suatu diagram yang menunjukkan komposisi fase dalam yang menunjukkan komposisi fase dalam keadaan kesetimbangan (equilibrium) dan keadaan kesetimbangan (equilibrium) dan kestabilan fase sebagai fungsi temperatur, kestabilan fase sebagai fungsi temperatur, tekanan dan komposisi kimia dari paduan. tekanan dan komposisi kimia dari paduan. (Pada kebanyakan diagram fase (Pada kebanyakan diagram fase tekanantekanan dianggap dianggap konstan, 1 atm)konstan, 1 atm)

• Ada diagram fase untuk satu komponen, ada Ada diagram fase untuk satu komponen, ada diagram fase untuk dua komponen (diagram diagram fase untuk dua komponen (diagram fase biner), ada diagram fase untuk tiga fase biner), ada diagram fase untuk tiga komponen (diagram fase terner)komponen (diagram fase terner)

Diagram FaseDiagram Fase BinerBiner1.1. Components completely soluble in the liquid stateComponents completely soluble in the liquid state

a. Completely soluble in the solid statea. Completely soluble in the solid state

b. Insoluble in the solid stateb. Insoluble in the solid state

c. Partly soluble in the solid statec. Partly soluble in the solid state

d. Formation of a congruent melting intermediate d. Formation of a congruent melting intermediate phasephase

e. The peritectic reactione. The peritectic reaction

2.2. Component partly soluble in the liquid stateComponent partly soluble in the liquid state

3.3. Component insoluble in the liquid stateComponent insoluble in the liquid state

4.4. Transformation in the solid state: Transformation in the solid state:

a. Allotropic change, a. Allotropic change,

b. Order-disorder, b. Order-disorder,

c. The eutectoid reaction, c. The eutectoid reaction,

d. The peritectoid reaction d. The peritectoid reaction

Pembuatan Diagram Fase

Kurva Pendinginan u/ A,0 %B, 20 %B, 40 %B, 60 %B, 80 %B dan 100 %B

Tem

pera

tur

W a k t u

100 %A

20 %B 40

%B

60 %B 80

%B

100 %B

Diagram Fase Sitem Paduan AB

Komposisi %B

A B20

40

60

80

Komposisi, % berat

Temperatur, oC

20 806040A → % B B

Garis liquidusGaris

solidus

Larutan cair L

Larutan padat (S.S.)

Larutan cair L

Larutan padat S.S.

+

Titik lebur A

Titik lebur B

Diagram fase untuk 2 komponen yang selalu membentuk larutan padat

Components Completely soluble in the Components Completely soluble in the solid statesolid state

Komposisi, % berat

Temperatur, oC

20 806040A → % B B

3 11

30

19 56 71 82

α3

α4

α2

α1

L2

L1

L3

L4

T1

To

T2

T3

T4

Liquid 70-30

Liquid L4

Liquid L1

Inti α1

Liquid L2

Dendrit α2

Liquid L3

Dendrit α3

Dendrit α4

Butiran α,70A-30B

T5

(a)

T1

T4

W a k t u

Temperatur

(b)

Liquid L2

Dendrit α2

Dendrit α1

Lever Rule & Tie-line Principle

Komposisi, % berat

Temperatur, oC

20 806040A → % B B

Tie line mo, komposisi masing-masing fase dan perbandingan beratnya

omT n

tie line

L

L + α

α

11 58

Untuk paduan 20 %B pada temperatur T:

- Terdiri dari dua fase, α dan L

- Komposisi α ditun-jukkan oleh titikm (11 %B) dan kompo-sisi L ditunjukkan olh titik o (58 %B)

- Berat relatif α = no/mo berat relatif L = mn/mo

Components Completely Insoluble in the solid state

Liquid

Liquid + Solid A Liquid +Solid BE

Solid A + Solid B

A → %B B

Komposisi eutektik

Temperatur eutektik TE

Hypo-eutektik

Hyper-eutektik

Titik beku A

Titik beku B

TE

Waktu

Temperatur

(a)(b)

mixtureeutectic

cooling B Solid A Solid Liquid Reaksi Eutektik: heating

Solid A + eutektik

Strukturmikro Eutektik

Components Partly soluble in the solid state

TA

TB

TEF E G

10 3020 5040 90807060Komposisi, % berat B

A B

α β

Liquid + α

Liquid + β

Liquid

α (pri.) + eutektik + β (sek.)

β (pri.)+ eutektik+ α (sek.)

SolvusSolvus

α + β (sek.) β + α (sek.)

Temperatur

Diagram fase sistem paduan dengan kelarut-padatan terbatas

JH

Components Form a congruent melting intermediate phase

A BAmBn

L +

L +

L + AmBn

L + AmBn

+ AmBn

+ AmBn

T1

T2Temperatur

Komposisi, % berat B

The peritectic reaction

2cooling

1 solid new solid liquid heating

TA

TBTP

TE

T1

T2

A B

K

HG D

E

F

20 40 60 80Komposisi, % berat B

Liquid

L + A

AmBn

AmBn + EutektikA + AmBnB+Eutektik

Temperatur

Paduan 2 Paduan 3

L + AmBn L + BJ

Diagram Fase yang memperlihatkan adanya reaksi peritektik

Component partly soluble in the liquid state

A B

L1 + A

L2 +

L1 +L2

A + L2

A +

TM

TE

L1

L2

Komposisi

Tem

pera

tur

Components insoluble in the liquid state

A B

Liquid A + Liquid B

Solid A + Liquid B

Solid A + Solid BTem

pera

tur

Komposisi

TA

TB

Transformation in the solid state:

Komposisi, % B

Liquid

Temperatur

BA

L +

Perubahan allotropi

Allotropic change

Disordered OrderedAtom A

Atom B

Order-Disorder Transformation

Komposisi, % B

Liquid

TA

F E G

O N P

M

TB

Temperatur

eutektoid +

eutektoid +

Liquid+ Liquid

+

eutektoid +eutektik +

eutektik +

A B

eutektoid

Eutectoid Reaction:

eutektoidcampuran

32npendingina

pemanasan1 Solid Solid Solid

Proeutektoid

Eutektoid (

Proeutektoid

Eutektoid (

Hypoeutektoid

Hypereutektoid

Reaksi Peritektoid

Liquid

L

L

A

B

Tem

pera

tur

Liquid

L+

A+L

A +

A +

+

A

B

Tem

pera

tur

A