Tag: Struktur Kristal Face Centered Cubic FCC Austenit

Struktur Kristal Face Centered Cubic FCC Besi Baja Austenit, Austenit mempunyai struktur sel FCC, face centered cubic, atau kubik pusat sisi, kps. Pada FCC,  semua sumbu memiliki panjang  yang sama dengan sudut antara sumbu 90 derajat. Sel kps tidak memiliki atom yang terletak pada pusat kubus.

Sel satuan ini memiliki atom yang terletak pada pusat bidang/sisi dan atom pada titik sudut kubusnya. Kedelapan atom pada titik sudut menghasilkan satu atom, dan keenam bidang sisi menghasilkan tiga atom per sel satuan. Dengan demikian sel satuan FCC memiliki 4 atom.

Setiap atom pada struktur kristal FCC dikelilingi oleh 12 atom, jadi bilangan koordinasinya adalah 12. Dari gambar di bawah sel satuan terlihat bahwa atom-atom dalam struktur kristal FCC tersusun dalam kondisi yang cukup padat.

Nilai Faktor Penumpukan Atom APF struktur kristal FCC, adalah 0,74. Artinya hanya 74 persen ruang kubus kristal terisi oleh atom, dan sisanya sekitar 26 persen merupakan ruang kosong.

Posisi atom karbon (merah) menempati ruang kosong celah antara atom atom besi Fe seperti ditunjukkan pada gambar.

Struktur Kristal Body Centered Cubic BCC  Baja Fasa Ferit,

Ferit mempunyai struktur sel BCC, body centered cubic, atau kubik pusat ruang, kpr. Pada BCC semua sumbu memiliki panjang yang sama dengan sudut antar sumbu 90 derajat. Struktur BCC mempunyai atom pada tiap titik sudut kubus dan satu atom pada pusat kubus.

Setiap atom besi dalam struktur kubik pusat ruang ini dikelilingi oleh delapan atom tetangga, baik atom pada sudut maupun pada pusat sel satuan. Sel satuan logam kpr memiliki dua atom. Satu atom di pusat kubus dan delapan kali seperdelapan atom pada delapan titik sudutnya.

Nilai atomic packing factor APF Ruang kubus kristal BCC adalah 67,98 persen. Artinya 67,98 persen ruang kubus BCC terisi oleh atom, dan sisanya sekitar 32 persen adalah ruang kosong.

Sebagian ruang kosong celah antara atom atom besi Fe disisi oleh atom karbon menempati seperti ditunjukkan pada gambar.

Kubus berpusat ruang BCC mempunyai tetangga terdekat 8, ha1 ini mudah dipahami dengan meninjau atom yang berada ditengah- tengah unit sel, atom warna kuning.

Struktur Mikro Ferit

Hasil pengamatan metalografi terhadap baja karbon rendah yang menunjukkan fasa ferit dapat dilihat pada gambar di berikut. Pada logam baja tersebut terdapat dua struktur yaitu fasa ferite dan pearlit.

Fasa Ferit direprensentasi oleh huruf alfa (α), sedangan notasi huruf P adalah struktur pearlite.

Ferit merupakan larutan padat interstisi dari atom-atom karbon pada besi murni. Kelarutan maksimum karbon dalam ferit adalah 0,025 persen pada temperature 723 celcius. Pada temperature kamar kelarutan karbon sekitar 0,008 persen karbon.

Ferit mempunyai sifat lunak dan ulet, kekuatan tariknya kurang dari 310 MPa.

Struktur Kristal Body Centered Tetragonal BCT Martensite,

Martensit memiliki struktur body centered tetragonal, atau BCT. Sel satuan ini memiliki satu atom pada pusat kubus dan seperdelapan atom pada delapan titik sudutnya.

Sel satuan ini memiliki dua sumbu yang sama panjang dan satu sumbu berbeda. Sudut antara sumbu pada struktur BCT adalah 90 derajat.

Pembentukan martensit terjadi oleh proses pergeseran atom sebesar jarak atom-atomnya. Selama pergeseran, atom karbon yang tidak sempat berdifusi ini terperangkap pada posisi octahedral, sehingga parameter kisi c mengalami ekspansi lebih besar dibanding kisi a.

Posisi atom karbon (merah) yang mengisi celah ruang kosong pada struktur BCT martensit ditunjukkan pada gambar.

Akibat pergeseran atom ini, menyebabkan terjadinya perubahan struktur dari kubik pemusatan sisi (kps) FCC menjadi tetragonal pemusatan ruang (tpr) atau BCT.

Jenis Struktur Mikro Martensit 

Struktur martensit untuk paduan besi-karbon mempunyai dua bentuk yaitu: lath martensite dan plate martensite. Struktur lath martensite terbentuk pada baja karbon rendah sampai sedang, atau baja dengan kandungan karbon kurang daripada 0,6 persen.

Sedangkan plate martensit terbentuk pada baja karbon tinggi, atau baja dengan kandungan karbon lebih daripada 0,6 persen.

Studi metalografi yang menunjukkan Perbedaan antara struktur lath martensite dengan plate martensite hasil pengamatan mikroskop optic diperlihatkan pada gambar di bawah.

Pengaruh Karbon Dan Perlakuan Panas Pada Struktur Dan Kekerasan Baja Martensit

Kandungan karbon mempengaruhi sifat kekerasan baja baik baja martensit, martensit temper, maupun fine perlit seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar menunjukkan hubungan kekerasan dalam satuan Brinell Hardness Number BHN yang dimiliki oleh baja dengan karbon yang dikandungnya.

Dari gambar dapat diketahui, bahwa kandungan karbon yang lebih tinggi, akan memberikan kesempatan pada baja untuk dijadikan produk yang mempunyai kekerasan yang lebih tinggi.

Kekerasan Baja berstruktur fine perlit dengan kandungan karbon 0,6 persen memiliki kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan baja yang sama dengan kandungan karbon 0,2 persen.

Gambar di atas juga menunjukkan bagaimana perlakuan panas dapat merubah struktur dan kekerasan bahan baja pada kandungan karbon yang berbada.

Perlakuan Panas yang dialami baja akan menyebabkan struktur dan kekerasan berubah secara simultan. Baja fine perlit dengan kandungan karbon 0,2 persen akan berubah menjadi struktur martensit dengan kekerasan meningkat dari 140 BHN menjadi 500 BHN.

Proses laku panas berikutnya yaitu proses tempering pada temperature 370 derajat Celcius mampu merubah kekerasan martensit dari 500 BHN turun menjadi 300 BHN. Dengan struktur martensit temper.

Martensit temper adalah struktur yang dihasilkan dari proses laku panas untuk baja struktur martensit pada rentan temperature  yang umumnya antara 150 sampai dengan 500 Celsius.

Daftar Pustaka:

1. ASM Handbook, 1992, “ Metallography And Microstructures”, Volume 9, American Society For Metal,
2. Thelning, K. E., 1984, “Steel And Its Heat treatment”, Second Edition, Butterworth.
3. Ardra.Biz, 2019, “Kata dalam artikel, 2019, Pengertian Struktur Kristal Besi Baja Austenite dengan Struktur sel austenite. Jumlah atom sel satuan FCC face centered cubic. Struktur sel kubik pusat sisi.
4. Ardra.Biz, 2019, “Kata dalam artikel, 2019, Struktur Baja Fasa Ferite dengan Struktur sel fasa ferit. Jumlah atom struktur sel BCC body centered cubic dan Struktur sel kubik pusat ruang kpr. Jenis fasa dan struktur besi baja.
5. Ardra.Biz, 2019, “Kata dalam artikel, 2019, Struktur Mikro Martensite dengan Struktur sel Martensit atau Struktur body centered tetragonal BCT. Jumlah atom Struktur body centered tetragonal dengan Contoh struktur sel FCC dan Contoh Struktur Sel BCC atau Contoh Struktur sel BCT.
6. Struktur Kristal Martensit, Jenis Martensit, Struktur Kristal Ferit, Struktur Kristal Auatenit, lath martensite, plate martensite, Contoh Gambar Struktur Mikro Ferit, Contoh Gambar Struktur Mikro Lath Martensite, Pengertian Lath Martensite,
7. Kandungan Karbon Struktur Lath Martensite, Pengertian Lath Martensite, Kandungan Karbon Struktur Plate Martensite, Pengaruh Karbon Terhadap Struktur Martensit Kekerasan,
8. Pengaruh Perlakuan Panas Terhadap Struktur dan Kekerasan Baja Karbon, Gambar Grafik Karbon dan Kekerasan, Pengaruh Perlakuan Panas Tempering Terhadap Kekerasan Baja Martensit, Struktur Martensite Temper, Struktur Kristal Face Centered Cubic FCC Austenit,
9. Struktur Kristal Body Centered Cubic BCC Ferit, Struktur Kristal Body Centered Tetragonal BCT Martensite, Struktur plate martensite, Struktur lath martensite, Struktur Kristal Face Centered Cubic FCC Austenit, Nilai atomic packing factor APF Austenite, Struktur Kristal Body Centered Cubic BCC Ferit,
10. Nilai atomic packing factor APF Ferite, Struktur Kristal Body Centered Tetragonal BCT Martensite, Posisi Atom Karbon Pada Struktur Kristal Face Centered Cubic FCC Austenite, Posisi Atom Karbon Pada Struktur Kristal Body Centered Cubic BCC Ferite,