PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
158
BAB 6 DIAGRAM KESETIMBANGAN Fe – Fe3C 6.1. Diagram fase besi-karbon
Dalam besi cair karbon dapat larut, tetapi dalam keadaan padat kelarutan
karbon dalam besi akan terbatas. Selain sebagai larutan padat, besi dan karbon
juga dapat membentuk senyawa interstisial (interstisial compound), eutektik dan
juga eutektoid, atau mungkin juga karbon akan terpisah (sebagai grafit). Diagram
keseimbangan pada sistem paduan besi – karbon cukup kompleks, tetapi hanya
sebagian saja yang penting bagi dunia teknik yaitu bagian antara besi murni
sampai senyawa interstisialnya. Karbida besi Fe3C yang mengandung 6,67 % C.
Diagram fase yang banyak digunakan adalah diagram fase besi – karbida besi,
seringkali disebut diagram fase Fe – Fe3C.
Sebenarnya diagram fase besi – karbida besi ini bukan suatu diagram
keseimbangan yang sesungguhnya, karena karbida besi bukanlah struktur yang
akan terjadi pada keadaan yang benar-benar ekuilibrium. Diagram besi – karbida
besi ini merupakan diagram ekuilibrium karena perubahan-perubahan yang terjadi
berlangsung pada pemanasan dan pendinginan lambat.
Pada keadaan yang benar – benar ekuilibrium karbon akan berupa grafit,
sehingga diperoleh diagram keseimbangan besi – grafit. Perubahan – perubahan
dalam keadaan ekuilibrium berlangsung terlalu lama. Seharusnya karbida besi
akan terurai menjadi besi dan grafit, tetapi perubahan ini boleh dikatakan tidak
akan terjadi pada temperatur kamar (pada temperatur sekitar 700 oC pun
perubahan ini akan makan waktu bertahun-tahun). Dalam hal ini karbida besi
dikatakan sebagai suatu struktur yang metastabil. Diagram fase besi-karbida besi
dapat dilihat pada slide no.1.
Dari slide no.1. tampak bahwa diagram fase ini memiliki garis mendatar
yang menandakan adanya reaksi yang berlangsung secara isothermal (suhu
sama). Di garis dengan temperatur 15390 C berlangsung reaksi peritektik (daerah
ini tidak begitu penting untuk dunia teknik karena tidak dibahas secara terinci).
Pada garis dengan temperatur 11300 C berlangsung reaksi eutektik dan pada
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
garis dengan temperatur 7230 C berlangsung reaksi eutektoid. Diagram itu juga
sudah diberi label dengan istilah yang umum dipakai pada suatu diagram fase,
label dengan huruf yunani menandakan larutan padat. Dan karena pemakaian
yang begitu luas, maka setiap struktur yang ada pada diagram besi-karbida besi
memiliki nama khusus yang banyak dikenal. Slide no..2. adalah diagram fase Fe-
Fe3C dengan label nama yang umum digunakan pada sistem paduan besi-karbon.
Slide no.1. Diagram keseimbangan besi – karbida besi
Secara garis besar sistem paduan besi-karbon dapat dibedakan menjadi
dua yaitu baja dan besi tuang (cast iron). Dari diagram tampak bahwa baja tidak
mengandung struktur eutektik, karenanya itu mengapa sifatnya berbeda sekali
dengan besi tuang (yang strukturnya eutektik). Nama/istilah yang terdapat pada
diagram fase besi-karbida besi dapat dijelaskan sebagai berikut:
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
159
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
1. Cementit adalah karbida besi Fe3C, merupakan senyawa interstisial
mengandung 6,67% C. Sangat keras (± 650 BHN), getas dan kekuatan
rendah (± 350 kg/cm2). Struktur Kristal orthorhombik.
2. Austenite adalah larutan padat karbon dalam besi γ. Kekuatan tarik ± 1050
kg/cm2, kekerasan 40 Rc, ketangguhan tinggi. Biasanya tidak stabil pada
temperature kamar.
3. Ledeburite adalah suatu eutectic mixture dari austenite dan cementite,
mengandung 4,3%C, berbentuk 1130oC.
4. Ferrite adalah larutan padat karbon dalam besi α. Kelarutan karbon
maksimum 0,025% (pada 723%C), dan hanya 0,008% di temperature
kamar. Kekuatan rendah tetapi keuletan tinggi, kekerasan kurang dari 90
RB.
5. Pearlite adalah suatu eutectoid mixture dari sementite dan ferrit.
Mengandung 0,8% C, berbentuk pada 723oC.
6. Lower Critical Temperature ( temperature kritis bawah) A1, temperature
eutectoid. Pada diagram Fe – Fe3C tampak berupa garis mendatar di
temperature 723o C. Pada temperature ini terjadi reaksi eutectoid.
Austenit Ferrit + sementite (pearlite)
7. Upper Critical temperature ( temperatur kritis atas) A3, temperature awal
terjadinya perubahan allotropic dari γ ke α (pada pendinginan) atau akhir
perubahan allotropic dari α ke γ (pada pemanasan.
8. Garis solvus Acm merupakan batas kelarutan karbon dalam austennit.
Dengan menggunakan diagram keseimbangan memang mungkin dapat
diramalkan struktur yang akan terjadi pada suatu paduan (asalkan pada
kondisi ekuilibrium atau yang dapat dianggap ekuilibrium), dengan demikian
juga akan dapat diramalkan sifatnya.
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
160
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
Slide no.2. garis komposisi pendinginan pada diagram fase Fe3C
Ferrit adalah larutan padat interstisi karbon dalam besi α atau besi δ,
keduanya mempunyai struktur kristal BCC (Body Centerred Cubic), di bawah
tempertur Currie (770oC – A2), α ferrit bersifat ferromagnetik, lunak dan ulet
(kondisi anil)
Austenit adalah larutan padat interstisi karbon dalam besi γ, mempunyai
struktur kristal FCC (Face Cetered Cubic), bersifat tidak ferromagnetik, lunak dan
ulet (kondisi besi murni).
Sementit adalah karbida besi Fe3C, merupakan senyawa instistisi
mempunyai struktur kristal ortorombik bersifat keras dan getas.
Ledeburit adalah suatu stuktur duplek dari austenit γ dan sementit Fe3C,
hasil dari reaksi eutektik, mengandung 4,3% C, terbentuk pada temperatur 1130o
C.
pendinginan Cairan 4,3% C <== 1130o C ==> Austenite γ 2% C + Sementite Fe3C 6,7% C pemanasan
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
161
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
Pearlit adalah suatu struktur duplek dari ferrit α dan sementit Fe3C, dari
reaksi eutektoid, mengandung 0,8% C, dan terbentuk pada temperatur 723o C.
pendinginan Austenit γ 0,77% C <== 723o C (A1- A31) ==> Ferrit α 0,02% C + Sementite Fe3C
6,7% C pemanasan
6.2. Allotropi pada besi
Besi dikenal sebagai salah satu logam yang memiliki sifat allotropi. Allotropi
adalah perubahan fase besi karena pengaruh temperatur. Allotropi memiliki
bentuk lattice yang berbeda pada temperatur berbeda. Besi memiliki tiga macam
modifikasi allotropik. Besi murni cair yang didinginkan, akan mulai membeku pada
1535oC menjadi besi delta dengan struktur BCC. Pada 1400oC akan mengalami
transformasi allotropik menjadi besi gamma ( γ ) dengan struktur FCC. Besi
gamma ini tetap stabil sampai temperatur 9100C, dimana terjadi lagi transformasi
allotropik menjadi besi alpha (α) non magnetik dengan struktur BCC. Pada
pendinginan selanjutnya tidak lagi terjadi perubahan fase. Pada 768oC terjadi
perubahan dari α magnetik, tetapi tidak terjadi perubahan struktur kristal, tidak
terjadi perubahan fase. Pada setiap kali terjadi perubahan ditandai dengan adanya
pemberhentian penurunan temperatur (tampak sebagai garis mendatar pada
kurva pendinginan, slide no.2.). Ini berarti bahwa perubahan fase berlangsung
secara isothermal.
Semua proses transformasi tersebut berlangsung dengan adanya diffusi,
karena itu proses transformasi ini memerlukan waktu dan selama itu akan
dikeluarkan sejumlah panas laten, sehingga temperatur tertahan, dan tidak
menurun.
Masing – masing bentuk allotropik besi ini mempunyai kemampuan
melarutkan karbon yang berbeda – beda :
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
162
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
- Besi delta mampu melarutkan karbon sampai maksimum + 0,10% pada
+ 1500oC
- Besi gamma mampu melarutkan karbon sampai maksimum + 2,0% pada +
1130oC
- Besi alpha mampu melarutkan karbon sampai maksimum + 0,025%
pada + 723oC
Kemampuan melarutkan karbon akan berubah dengan berubahnya temperatur.
Keadaan ini merupakan hal penting pada besi/baja, terutama dalam hal proses
laku panasnya.
Karbon dapat larut dalam besi cair, tetapi kelarutannya akan terbatas dalam
besi padat. Selain sebagai larutan padat (ferrit α- δ dan austenit γ ), karbon dan
besi juga dapat membentuk senyawa interstisi (sementit Fe3C), ledeburit (γ +
Fe3C) dan pearlit (α+Fe3C). slide no.4.
Slide no. 4. Diagram kesetimbangan besi – karbida besi Fe - Fe3C
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
163
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
6.3. Transformasi pada baja eutektoid (0,80 % C)
Transformasi yang dibahas kali ini adalah transformasi yang terjadi pada
kondisi ekuilibrium. Untuk pembahasan ini digunakan diagram fase seperti terlihat
pada slide no.2.
Baja eutektoid, paduan besi – karbon dengan kadar C = 0,80 % adalah
paduan dengan komposisi eutektoid. Pada temperatur di atas garis liquidus
berupa larutan cair (liquid). Bila temperatur diturunkan secara perlahan, pada saat
mencapai garis liquidus (di garis 1) akan mulai terbentuk inti austenit yang
selanjutnya akan tumbuh menjadi dendrit austenit. Pembekuan selesai di garis 2
(pada garis solidus). Seluruhnya sudah menjadi austenit. Pada pendinginan
selanjutnya tidak terjadi perubahan hingga temperatur mencapai garis 3, di garis
A1, temperatur kritis bawah. Di sini austenit yang mempunyai komposisi eutektoid
ini akan mengalami reaksi eutektoid :
Austenit ferrit + sementit
Terbentuknya perlit ini dimulai dengan terbentuknya inti sementit (biasanya
pada batas butir austenit). Inti ini akan bertumbuh dengan mengambil sejumlah
karbon dari austenit disekitarnya (sementit, Fe3C, mengandung 6,67 % C sedang
austenit mengandung 0,8 % C). Sehingga austenit di sekitar inti sementit itu akan
kehabisan karbon dan austenit dengan kadar karbon yang sangat rendah pada
temperature ini akan menjadi ferrit ( transformasi allotropic ). Ferrit ini juga akan
semakin banyak, yaitu dengan mengambil besi dari austenit di sekitarnya,
sehingga austenit di sekitar ferrit itu akan kelebihan karbon dan mulai membentuk
sementit di sebelah ferrit yang ada. Demikian selanjutnya sampai seluruh austenit
habis, dan yang terjadi adalah suatu struktur yang berlapis – lapis ( lamellar) yang
terdiri dari lamel – lamel sementit – ferrit struktur ini dinamakan perlit. Skema
pembentukan perlit dan gambar struktur mikro dari perlit dapat dilihat pada
slide.no.5.
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
164
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
Slide. No.5. Struktur mikro perlit
6.4. Transformasi pada baja hypoeutektoid ( % C < 0,8 )
Sebagai contoh untuk pembahasan pada baja hypoeutektoid ini diambil
baja dengan 0,25 %C (slide no.6.). Paduan ini akan mulai membeku pada garis 1
dengan membentuk inti ferrit delta, yang nanti akan tumbuh menjadi dendrit ferrit
delta. Hingga temperatur ini mencapai garis 2 ( temperatur peritektik ) paduan
terdiri dari ferrit delta dan liquid. Pada garis 2 akan terjadi reaksi peritektik :
Ferrit delta + liquid austenit
pada paduan ini tidak semua liquid habis dalam reaksi itu sehingga pada
temperature dibawah garis 2 struktur terdiri dari liquid dan austenit. Semakin
rendah temperature semakin banyak liquid yang menjadi austenit, sehingga pada
garis 3 seluruhnya sudah menjadi austenit.
Perubahan berikutnya baru akan terjadi pada garis 4 atau (pada A3), akan
mulai terjadi transformasi allotropic γ menjadi α. Transformasi ini dimulai dengan
terbentuknya inti-inti ferrit pada butir austenit. Austenit pada paduan ini
mengandung 0,25%C sedang ferrit di temperature ini hanya mampu melarutkan
sedikit sekali karbon, karena itu austenit yang akan menjadi ferrit harus melepas
karbonnya sehingga sisa austenit akan menjadi lebih banyak mengandung karbon.
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
165
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
Makin rendah temperaturnya semakin banyak ferrit yang terbentuk dan semakin
tinggi kadar karbon pada sisa austenit (komposisi austenit akan mengikuti garis
A3). Pada saat mencapai garis 5 masih ada 0,25/0,80 % austenit, kadar karbonnya
0,8% (komposisi eutectoid). Sisa asutenit ini selanjutnya akan mengalami reaksi
eutectoid menjadi perlit. Pada temperature di bawah A1 paduan akan terdiri dari
ferrit (proeutectoid) dan perlit. Gambar struktur mikro dari setiap tingkatan
transformasi ini digambarkan pada slide no.6.
Setelah reaksi eutectoid berakhir, akan terdiri dari ferrit proeutectoid dan
perlit. Ferrit proeutektoid adalah ferrit yang terbentuk sebelum terjadinya reaksi
eutectoid, istilah ini digunakan untuk membedakannya dengan ferrit yang
terbentuk pada saat reaksi eutectoid (ferrit yang terdapat pada perlit). Pada
pendinginan selanjutnya sudah tidak lagi terdapat perubahan fase dan strukturnya
tetap terdiri dari butir-butir kristal ferrit dan butir kristal perlit. Pada mikroskop ferrit
tampak berwarna putih sedang perlit berwarna agak kehitaman (lihat slide no.7.)
Slide no.6. struktur mikro dari setiap tingkatan transformasi
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
166
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
Slide no.7. Mikro struktur dari besi hypoeutektoid, terlihat dahulu ferrit ( putih ) dan pearlite ( pembesaran 600x).
6.5 Transformasi pada baja hypereutektoid (0,8 < % C < 2,0)
Perhatikan suatu paduan dengan 2,06 % C (slide no.11.). Paduan mulai
membeku pada garis 1 dengan membentuk austenit dan pembekuan selesai di
garis 2, seluruhnya sudah berupa austenit. Selanjutnya tidak terjadi perubahan
sampai temperatur mencapai garis solvus Acm. Garis ini merupakan batas
kelarutan karbon dalam austenit, dan batas kelarutan ini makin rendah dengan
makin rendahnya temperatur. Pada garis 3 paduan telah mencapai batas
kemampuannya melarutkan karbon untuk temperatur itu. Pada temperatur
dibawah garis 3 kemampuan melarutkan karbon juga turun, berarti harus ada
karbon yang keluar dari larutan (austenit) Dan memang dengan pendinginan lebih
lanjut akan terjadi pengeluaran karbon, hanya saja karbon yang keluar ini akan
berupa sementit dan sementit ini mengendap pada batas butir austenit. Makin
rendah temperatur paduan makin banyak sementit yang mengendap pada batas
butir austenit dan austenit sendiri makin banyak Fe, dan pada temperatur garis 4 ,
komposisi austenit tepat mencapai komposisi eutektoid. Pada temperatur
eutektoid ini austenit akan mengalami reaksi eutektoid menjadi perlit.
Sementit yang mengendap pada batas butir austenit tidak membentuk
butiran seperti halnya ferrit ( yang terbentuk setelah melewati garis a1) , tetapi
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
167
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
hanya mengumpul pada batas butir austenit, menyelubungi butir austenit itu. Pada
mikroskop sementit ini tampak seperti jaringan yang membatasi austenit, karena
itu sementit seperti ini dinamakan cementite network. Secara tiga dimensi jaringan
sementit ini sebenarnya merupakan lempengan yang kontinyu dan membungkus
austenit.
Di temperatur eutektoid butir austenit bertransformasi menjadi perlit sedang
sementit sudah tidak lagi mengalami transformasi, sehingga strukturnya setelah
selesainya reaksi eutektoid akan berupa perlit yang terbungkus oleh jaringan
sementit. Struktur ini tidak lagi berubah pada pendinginan sampai ke temperatur
kamar. Slide no.7. memperlihatkan gambar struktur mikro baja hypereutektoid
pada temperatur kamar. Tampak butir-butir kristal perlit dikelilingi lapisan sementit
(cementite network berwarna putih). Slide no.8. memperlihatkan strukturmikro
yang terjadi pada setiap tahapan perubahan selama pendinginan baja
hypereutektoid.
Slide no.8. Struktur mikro baja hypereutektoid
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
168
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
Slide no.9. Memperlihatkan strukturmikro yang terjadi pada setiap tahapan perubahan selama pendinginan baja hypereutektoid
6.6. Transformasi pada besi tuang hypoeutektoid (2,0 < %C < 4,3)
Paduan ini mulai membeku pada garis 1 (slide no.11) dengan terbentuknya
inti austenit yang selanjutnya bertumbuh jadi dendrit austenit. Austenit yang mula-
mula terjadi mengandung sedikit sekali karbon, makin rendah temperaturnya
makin tinggi kadar karbonnya ( mengikuti garis solidus), sedang liquid juga
mengandung banyak karbon dengan makin turunnya temperatur ( mengikuti garis
liquidus) , sehingga waktu temperatur paduan mencapai garis 2 (temperatur
eutektik) austenit sudah mengandung 2,0% C, sedang liquid mengandung 4,3 %
C (komposisi eutektik). Pada saat mencapai temperatur ini paduan dengan 2,5 %
C terdiri dari austenit sebanyak (4,3%-2,5%)/(4,3%-2,0%) bagian dan sisa liquid
sebanyak (2,5%-2,0%)/(4,3%-2,0%) bagian. Sisa liquid sebanyak itu kemudian
mengalami reaksi eutektik :
Liquid austenit + sementit (eutectic mixture, ledeburite)
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
169
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
Setelah selesainya reaksi eutektik (ingat bahwa reaksi eutektik dan reaksi
eutektoid berlangsung secara isothermal) paduan akan terdiri dari austenit
proeutektik (disebut juga austenit primer, yang terbentuk langsung dari liquid) dan
ledeburit. Pada pendinginan selanjutnya kemampuan austenit melarutkan karbon
akan menurun, sehingga akan ada sementit yang keluar dari austenit. Sementit
yang keluar dari austenit ini dinamakan juga sementit sekunder. Keluarnya
sementit dari austenit terus berlangsung sampai temperatur mencapai garis 3 (
pada garis temperatur kritis bawah A1, temperatur eutectoid). Kandungan karbon
dalam austenit terus menurun karena keluarnya sementit itu, dan pada saat
mencapai garis 3 kadar karbon dalam austenit menjadi 0,8% ( komposisi
eutectoid), dan austenit selanjutnya akan mengalami reaksi eutektoid menjadi
perlit. Di bawah temperatur kritis bawah ini sudah tidak lagi terjadi perubahan fase.
Pada temperatur kamar paduan ini akan terdiri dari perlit, sementit dan
ledeburit (dengan austenitnya yang sudah bertransformasi menjadi perlit). Gambar
struktur mikronya terlihat pada slide no.9. Yang berwarna kehitaman adalah perlit (
tampak masih memperlihatkan bentuk dendritik), yang berwarna putih adalah
sementit dan yang putih dengan bintik-bintik hitam adalah ledeburit.
Slide no.10. Besi tuang putih hypoeutektik terdiri dendrit perlit dan cementite network disela dendrit.
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
170
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
Seringkali terjadi bahwa ledeburit tidak tampak seperti suatu eutectic
mixture seperti gambar di atas, tetapi sementit dan perlitnya terpisah. Ini terjadi
karena reaksi eutektik berlangsung pada temperatur yang cukup tinggi dan
austenit yang terjadi pada reaksi itu akan bergabung dengan austenit primer yang
sudah ada sebelumnya, dan meninggalkan sejumlah sementit yang terpisah.
Slide no.11. Besi tuang putih hypoeutektik.
Dari gambar-gambar di atas terlihat bahwa besi tuang ini mengandung
sejumlah besar sementit, suatu struktur yang sangat keras dan getas. Ini
menyebabkan besi tuang ini sangat keras dan getas sehingga tidak dapat
dibentuk dengan forming atau machining. Karena itu penggunaan besi tuang jenis
ini sangat terbatas. Besi tuang ini bila dipatahkan maka permukaan patahan akan
tampak berwarna putih mengkilat, karena itu besi tuang ini dinamakan besi tuang
putih (white cast iron).
Sementit sebenarnya bukan struktur yang stabil, ia adalah struktur yang
metastabil, yang masih dapat berubah menjadi struktur yang lebih stabil bila
mendapat cukup energi untuk itu. Misalnya sementit yang sudah terbentuk bila
dipanaskan kembali sampai temperatur yang cukup tinggi (tetapi masih di bawah
garis solidus) dan biarkan cukup lama maka sementit akan terurai menjadi besi
dan grafit, struktur yang lebih stabil bagi karbon. Grafit juga dapat terjadi pada
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
171
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
paduan besi-karbon bila pada pembekuannya didinginankan dengan laju
pendinginan yang sangat lambat atau dengan menambahkan unsur paduan
tertentu pada besi tuang untuk mendorong terbentuknya grafit (mencegah
terbentuknya sementit). Besi tuang yang karbonnya berupa grafit dinamakan besi
tuang kelabu (gray cast iron) karena patahannya akan berwarna kelabu. Besi
tuang kelabu lebih lunak, dapat di machining dan memiliki beberapa sifat yang
menguntungkan sehingga banyak digunakan.
6.7. Transformasi pada besi tuang kelabu ( Diagram fase Fe-Grafit)
Pada besi tuang kelabu tidak seluruh karbon berupa sementit (senyawa
interstisial Fe3C), sebagian besar dari karbonnya akan berupa karbon bebas,
grafit. Untuk membahas transformasi pada sistem paduan Fe-Grafit ini dipakai
diagram fase yang berbeda yaitu diagram fase Fe – Grafit, (slide no.11.).
Ada beberapa perbedaan antara diagram Fe-Fe3C dengan diagram Fe-
Grafit, antara lain :
- Reaksi eutektik dan eutektoid terjadi pada temperatur yang lebih tinggi.
- Reaksi eutektik tidak menghasilkan sementit tetapi grafit.
- Pada pendinginan austenit yang keluar bukan sementit tetapi grafit.
- Komposisi eutektik dan eutektoid sedikit bergeser ke kiri (eutektik dan
eutektoid pada sistem Fe-Grafit mengandung karbon lebih sedikit)
Transformasi yang terjadi selama pendinginan besi tuang kelabu hampir
sama dengan yang terjadi pada besi tuang putih, dengan sedikit perbedaan
mengingat perbedaan pada diagram fasenya.
Grafit pada besi tuang kelabu biasa berupa flake (serpih) yang bersambung
satu sama lain menjadi satu kesatuan yang kontinyu, walaupun pada gambar
mikronya tampa terpisah satu sama lain (slide no.12.). Karena grafit sangat lunak,
getas, kekuatannya sangat rendah, dan dalam besi tuang ini terbentuk serpih
(flake) yang ujung flake ini merupakan takikan yang tajam, maka besi tuang
kelabu mempunyai kekuatan, keuletan dan ketangguhan rendah. Tidak dapat
dibentuk dengan rolling, drawing, forging dsb.
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
172
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
Slide no.12. Transformasi pada besi tuang
Slide no.13. Besi tuang kelabu hypereutektik.
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
173
PRODI D3 TEKNIK MESIN FTI ITS TM 090301
Pada gambar struktur mikronya (slide no.14.), grafit tampak seperti garis-
garis tebal yang terputus/terpisah yang berada dalam suatu matriks. Matriks ini
dapat berupa ferrit (slide no.14a.), perlit (slide no.14b.) atau campuran ferrit +
perlit. Matriks Ferrit dapat diperoleh bila semua karbon berupa grafit, sedang
matriks perlit terjadi bila hanya ada sebagian karbon dapat menjadi sementit (
terdapat pada lamel-lamel dalam perlit).
(a) (b)
Slide no.14. (a). Mikrostruktur ferrit dan (b). Mikrostruktur pearlite.
TEORI DAN PRAKTIKUM PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
174