Fasa-fasa yang terjadi pada Fe – Fe3C

Austenit (γ)

 

Fasa ini disebut gamma (γ) dan merupakan larutan padat interstisi karbon dengan sel satuan berupa kubik pemusatan sisi. Ruang antar atomnya lebih besar dibandingkan ferit dan fasa ini stabil pada temperatur tinggi, yaitu antara 912°C, pada besi murni. Kadar karbon maksimum gamma sebesar 2,14% pada temperatur 1147°C. Pada temperatur stabil austenit bersifat lunak dan liat sehingga mudah dibentuk. Austenit merupakan fasa penting sebagai dasar pembentuk fasa-fasa lainnya dalam proses perlakuan panas termasuk perlakuan panas pada permukaan baja.

b)   Ferit (α)

Fasa ini disebut alpha (α) dan merupakan larutan padat interstisi karbon dengan sel satuan berupa kubik pemusatan ruang. Ruang antar atomnya kecil dan rapat sehingga kelarutan karbon sangat kecil. Pada temperatur ruang, kadar karbonnya hanya 0,008% sehingga dapat dianggap besi murni. Kadar maksimum karbon sebesar 0,02% pada temperatur 727°C, lunak dan liat. Dibawah mikroskop ferlit terlihat berwarna putih. Kekerasan dari ferit berkisar antara 140-180 HVN.

 

c)   Sementit (Fe3C)

Fasa ini disebut karbida besi yang merupakan senyawa kimia dengan rumus (Fe3C). sel satuan sementit berbentuk orthorombik. Kadar karbon dalam sementit 6,7% dan senyawa ini bersifat keras tetapi getas. Pada baja, fasa ini dapat meningkatkan kekuatan dan kekerasan. Kekerasan sementit adalah lebih kurang berkisar antara 800 HVN.

 

d)      Perlit

Perlit adalah campuran sementit dan ferit yang tersebar meratapada seluruh penampang. Struktur inibarasal dari perubahan austensit pada pendinginan normal udara setelah melewati temperature kritis (700°C sampai 900°C). Kekerasan dari perlit kurang lebih 180-250 HVN.

 

 

 

e)      Martensit

Martensit merupakan fasa dimana ferit dan sementit bercampur. Tetapi bukan dalam lamellar. Fasa ini terbentuk dari austensit metastabil didinginkan dengan laju pendinginan cepat. Terjadi hanya presipitasi Fe3C unsur paduan lainnya tetapi larut transformasi isothermal pada 260°C untuk membentuk dispersi karbida yang halus dalam matriks ferit.  Martensit bilah terbentuk jika kadar C dalam baja sampai 0,6% sedangkan di atas 1% akan terbentuk martensit pelat. Perubahan dari bilah ke pelat 18 terjadi pada interval 0,6% < C < 1,08%. Kekerasan dari martensit lebih dari 500 HVN.

 

f)       Bainit

6

Bainit merupakan fasa yang terjadi akibat transformasi pendinginan yang sangat cepat dimana semua unsur paduan masih larut dalam keadaan padat dan atom karbon tidak sempat berdifusi keluar. Pada proses pembentukan bainit, austenit dibiarkan bertransformasi secara isothermal menjadi ferit dan karbida diatas temperatur MS (temperatur permulaan reaksi martensit). Untuk ini diperlukan celup pada air garam untuk mencegah terbentuknya perlit pada temperatur yang lebih tinggi. Sehingga akan membentuk sifat bainit yang kuat dan tangguh. Kekerasan bainit kurang lebih berkisar antara 300 – 400 HVN.