Diagram Fasa Fe3C

                 Diagram fase yang paling sederhana adalah diagram tekanan-temperatur dari zat tunggal, seperti air. Sumbu-sumbu diagram berkoresponden dengan tekanan dan temperatur. Diagram fase pada ruang tekanan-temperatur menunjukkan garis kesetimbangan atau sempadan fase antara tiga fase padat, cair, dan gas.

Gambar  Diagram fasa Fe-Fe₃C

                 Diagram fase Fe-Fe3C dibuat mengacu kadar karbon dalam Fe ( 0%-6.67% ) dan suhu ( sebelah kiri berdasarkan Fahrenheit dan sebelah kanan berdasarkan Celsius ). Fe yang mengandung karbon <2% adalah baja, sedangkan yang lebih dari 2% adalah besi cor. Baja yang mengandung karbon sebanyak 0,8% merupakan baja eutectoid. Yang dibawah 0,8% merupakan baja hipo-eutectoid, sedangkan yang lebih dari 0,8% merupakan hyper-eutectoid. Pada diagram fase Fe-Fe3C diatas, baja yang kadar karbonnya kurang dari 0,025%, yang di diagram berwarna coklat, merupakan fase ferit 100%. Baja hypoeutectoid dimana pada diagram fase berwarna kuning sampai suhu tertentu mempunyai fase campuran antara perlit dan ferit.

                 Pada baja hypereutectoid, dimana pada diagram fase berwarna kuning sampai suhu tertentu mempunyai fase campuran antara perlit dan sementit. Pada baja eutectoid fase yang terjadi adalah 100% perlit.

                 Semua Fe yang mengandung karbon atau logam lain harus dijadikan fase austenit terlebih dahulu, supaya bisa dibentuk. Mengapa? Karena pada fase austenit unit cellnya merupakan FCC, yang mudah dibentuk dan ulet. Setelah menjadi fase austenit, bisa dibentuk menjadi besi apa saja tergantung cara pendinginannya, cepat atau lambat, yang masing-masing menghasilkan besi/baja yang berbeda.

 

a.     Transformasi pada diagram Fase Fe-Fe₃C

1.     Transformasi Baja eutectoid 10,8% C

Transformasi yang dibahas adalah Transformasi yang terjadi pada Kondisi equilibrium. Untuk pembahasan ini lihatlah diagram fase Fe-Fe₃C .

Baja eutectoid, paduan besi-karbon dengan kadar karbon C=0,8% adalah paduan dengan komposisi eutectoid. Pada temperatur diatas garis liquidus berupa larutan cair (liquid). Bila temperatur diturunkan saecara perlahan pada saat mencapai garis liquidus (di titik 1) akan mulai terbantuk inti austenit. Pembekuan selesai di titik 2 (pada garis solidus), seluruhnya sudah menjadi austenit. Pada pendinginan selanjutnya tidak terjadi perubahan hingga temperatur mencapai titik 3, di garis A₁, temperatur kritis bawah, disini austenit yang mempunyai komposisi eutectoid ini akan mengalami reaksi eutectoid

Austenit  ---> Ferit + Cementit (Pearlit)

Terbentuknya Pearlit ini dimulai dengan terbentuknya inti Cementit (biasanya pada batas butir austenit). Inti ini akan bertumbuh dengan mengambil sejumlah karbon dari asutenit disekitarnya. (Cementit, Fe₃C mengandung 6,67%C sedang austenit mengandung 0,8%C). Karenanya austenit dengan kadar karbon yang sangat rendah ini pada temperatur ini akan berubah jadi ferit (transformasi allotropik). ferit ini juga akan bertumbuh, yaitu dengan mengambil besi dari austenit disekitarnya, sehingga austenit disekitar ferit itu akan kelebihan karbon dan mulai membentuk Cementit disebelah ferit yang ada. demikian selanjutnya sampai seluruh austenit habis, dan yang terjadi adalah suatu struktur yang berlapis lapis (lamellar) yang terdiri dari lamel - lamel Cementit-ferit-Cementit. Struktur ini dinamakan Pearlit.

 

2.     Transformasi pada Baja Hypoeutectoid (%C<0,8%)

Gambar 1.09 Transformasi Baja hypo-eutectoid

3.     Transformasi pada Baja Hypereutectoid

 

Gambar  Transformasi Baja hyper-eutectoid