8/16/2019 9. Teori Dasar
1/16
BAB I
TEORI DASAR
I.1 Struktur Mikro MaterialMaterial adalah segala sesuatu yang mempunyai massa dan
menempati ruangan. Material Teknik adalah segala bahan yang digunakan
dalam bidang keteknikan (kerekayasaan).
Struktur mikro material terbagi atas :
a. Atom
Merupakan suatu unsur terkecil dari material yang tidak dapat
dibagi lagi dengan reaksi kimia biasa.
b. Sel Satuan
Merupakan susunan dari beberapa atom yang teratur dan
mempunyai pola yang berulang. Sel satuan terdiri dari kubus (BCC,
CC, dan !C"), he#agonal, tetragonal, triklin, monoklin, dan
sebagainya. Adapun sel satuan yang berbentuk kubus antara lain :
$. BCC ( Body Centered Cubic)
Sel satuan yang memiliki % atom dimana
$&' disudur kubus dan $ ditengah.
Contoh nsur dengan sel satuan BCC : Cr, "otassium, Tungsten,
Sodium, anadium.
Gambar A.1.1 sel satuan BCC
*umlah atom (n) + ($&') # ' $ + %
- + a/0
a + (-&/0)
8/16/2019 9. Teori Dasar
2/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
A" ( Atomic Packing Factor )
( )
12'
2'.3'
0
.0-&
.&0-.%
satuansel)olume
atom)olume.n
0
0
=
==
=
=
R
APF
π
%. CC ( Face Centered Cubic)
Satuan yang memiliki - atom dimana
$&' disudut kubus dan ½ disisi kubus.Contoh nsur dengan sel satuan BCC : Al, Cu, 4i, Au.
Gambar A.1.2 sel satuan CC
*umlah atom (n) + $&' # (') 5 # (2) + -
- + a/%
a + -&/% #
A" ( Atomic Packing Factor )
( )
16-
6-.32
%
.%-&
.&0-.-
satuansel)olume
atom)olume.n
0
0
=
==
=
=
R
APF
π
Kelompok 11 %
8/16/2019 9. Teori Dasar
3/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
0. !C" ( Hexagonal Closed Package)
Gambar A.1.3 sel satuan !C"
*umlah atom (n) + (0#$) ($% # $&2) (% # 5) + 2
Tinggi + $,200 a
7uas alas + 2 # luas segitiga
+ 2 # ($&% a # a sin 23)
+ 0a% sin 23
olume sel satuan + a # t
+ 0a% sin 23 # $,200 a
+ -,%- a0 8 a + %
+ -,%- (%)0
+ 00,9- 0
A" ( Atomic Packing Factor)
16-6-.3
9-,00
.&0-.2
satuansel)olume
atom)olume.n
0
0
=
=
=
=
R
APF
π
Kelompok 11 0
8/16/2019 9. Teori Dasar
4/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
Adapun bentuk sel satuan yang lainnya dapat kita lihat melalui tabel
dibaah ini :
Tabel A.1.1 Bentuk Sel Satuan
c. Butir
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan
orientasi sama dalam % dimensi.
Kelompok 11 -
8/16/2019 9. Teori Dasar
5/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
Gambar A.1.4 ;ambar batas butir
d.
8/16/2019 9. Teori Dasar
6/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
Gambar A.1.# cacat titik pada material
%. Cacat ;aris&islokasi
Cacat garis adalah ketidaksempurnaan pada material akibat
kekosongan pada sebaris atom. islokasi terbagi atas dislokasi sisi
dan dislokasi ulir.
a. islokasi sisi, adalah cacat garis yang arah pergerakan atomnya
tegak lurus terhadap garis dislokasi. ( "islocation line).
Gambar A.1.$ dislokasi sisi
b. islokasi lir, yaitu cacat gais yang arah pergerakan atomnya
se=a=ar terhadap arah garis dislokasi ( "islocation line).
Gambar A.1.% dislokasi ulir
Kelompok 11 2
8/16/2019 9. Teori Dasar
7/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
0. Cacat Bidang
Cacat bidang yaitu ketidak sempurnaan material pada sebidang
struktur atom.Contohnya8
• #$inning (kembaran): orientasi dari butir yang searah dibatas
butir.• Batas butir : adanya perbedaan orientasi antar butir yang
mengakibatkan adanya celah diantara perbedaan orintasi tersebut.
Gambar A.1.& cacat bidang
-. Cacat uang
Cacat ruang adalah ketidaksempurnaan kristal pada seruang
atom yaitu timbulnya rongga antara batas butir karena orientasi
butir dan dapat dilihat secara langsung.
Contohnya : "orisitas, retak, dan rongga
etak
Gambar A.1.1' cacat ruang
Kelompok 11 6
8/16/2019 9. Teori Dasar
8/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
I.3 Dia(ram )a*a
Titik i+,aria+t
eaksi inariant adalah reaksi yang melibatkan tiga ?asa dimana dua
?asa men=adi satu ?asa atau sebaliknya.
Terdapat tiga titik inarian yang penting yaitu :
$. Titik eutektoiderrit mangandung 3,%%1C dan sementit 2,26 1C. Campuran ?errit
dan sementit disebut pearlit.
eaksi masingmasing ?asa dapat dihitung :
eaksi ?errit :3%%,326,2
66,326,2
−
−
D $331 + '',61
%. Titik eutektik
"ada kadar C -,01 dan suhu $$-'oC ter=adi reaksi eutektik yaitu
pembentukan ?asa austenit (%,$$1 C) dan sementiti (2,261 C) dari ?asa
cair (-,01 C) Campuran antara austenit dengan sementit disebut
ledeburit.
0. Titik peritik
"embentukan besidendrit dan liEuid dari ?asa austenit. Selubility
limit merupakan batas karbon maksimum didalam paduan e0C yaitu
2,261, =ika tidak larut maka akan timbul gra?hit (karbon bebas, tidak
berikatan dengan e)
Kelompok 11 '
8/16/2019 9. Teori Dasar
9/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
4ilai tersebut berasal dari :
1 C +C %rFe
ArC
0 D $331
+$'3
$% D $331 + 2,26 1
-e+i*-e+i* )a*a
asa terbagi dua, yaitu :
1. asa tunggal
a. 7iEuid"ada ?asa ini semua karbon larut padat dalam ?e.
b. errit
$. mempunyai kelarutan C maks 3.3%@ 1 pada 6%6o C
%. mempunyai sel satuan BCC
0. terbentuk pada temperature ruang sampai 9$3oC
c. Austenit
$.
8/16/2019 9. Teori Dasar
10/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
I.4 Siat*iat Material
Si?at material secara umum dapat diklasi?ikasikan seperti di baah ini :
$. Si?at isik
Si?at yang telah ada pada material.
contoh : arna, massa =enis, dimensi, bau, dan lainlain.
%. Si?at
8/16/2019 9. Teori Dasar
11/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
b.
8/16/2019 9. Teori Dasar
12/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
Gambar A.1.13 kura kelentingan
e.
8/16/2019 9. Teori Dasar
13/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
"enguatan dengan cara menambahkan se=umlah atom lain (atom
asing) ke dalam sebuah gugusan atom induk. "emaduan dalam =umlah
tertentu dimana semua unsur pemadu terlarut padat dalam logam induk.
Atom atom asing tersebut dapat larut padat intertisi atau substitusi
tergantung pada ukurannya. Bila atom asing berukuran besar (d H 3.$@),
maka larut padat substitusi.
8/16/2019 9. Teori Dasar
14/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
Gambar A.1.1$ roda gigi dengan penguatan ?asa kedua
3. "enguatan "resipitat
Merupakan penambahan atom asing ke material utama.
8/16/2019 9. Teori Dasar
15/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
Batas butir adalah penghalang dislokasi atau disebut =uga
penghalang ter=adinya slip.
8/16/2019 9. Teori Dasar
16/16
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2015/2016
TeoriDasar
kristalogra?is. engan adanya orientasi yang tertentu tersebut, maka
logam tidak lagi bersi?at isotrop melainkan =ustru bersi?at anisotrop
khususnya dalam hal kekuatannya
Gambar A.1.22 penguatan dengan tekstur
%. "engerasan Martensit
Martensit memiliki susunan atom BCT sehingga dislokasi
men=adi susah untuk bergerak. Ba=a dipanaskan sampai ?asa austenit
lalu dilakukan pendinginan cepat sehingga atomatom karbon pada
austenit tidak sempat berdi?usi keluar, akibatnya austenit akan
bertrans?ormasi men=adi martensit yang memiliki sel satuan BCT.