Mengapa beberapa baja dapat melengkung sementara yang lain patah? Rahasianya terletak pada struktur kristalnya. Artikel ini mengeksplorasi perbedaan menarik antara baja austenitik, feritik, sementit, dan martensitik. Anda akan menemukan bagaimana susunan atom yang unik memengaruhi kekuatan, fleksibilitas, dan kekerasannya, serta memberikan wawasan yang dapat mengubah pemahaman Anda tentang ilmu dan teknik material. Bersiaplah untuk menyelami dunia mikroskopis yang membentuk alat dan struktur yang kita andalkan setiap hari.
Materi padat di alam dapat diklasifikasikan ke dalam dua kategori: kristal dan amorf.
Kristal adalah benda padat dengan bentuk geometris yang teratur yang terbentuk melalui proses kristalisasi. Dalam kristal, atom atau molekul tersusun secara berkala dan berulang-ulang di dalam ruang menurut aturan tertentu.
Sebaliknya, padatan amorf berhubungan dengan kristal dengan atom atau molekul yang tersusun tidak teratur, tanpa periodisitas atau simetri. Kaca adalah contoh benda padat amorf.
Logam dan paduan padat sebagian besar berupa kristal. Struktur kristal logam dan paduan merupakan salah satu faktor fundamental yang menentukan sifat fisik, kimia, dan mekanisnya.
Besi dan baja adalah sistem paduan dengan besi dan karbon sebagai elemen dasar.
Bacaan terkait: Baja vs Besi
Dalam sistem Fe-C, ketika kandungan karbon di bawah 0,02%, material tersebut diklasifikasikan sebagai besi murni. Jika kandungan karbon melebihi 2,0%, material tersebut disebut sebagai besi kasar, sedangkan kisaran antara kedua batas ini diklasifikasikan sebagai baja.
Besi murni, atau besi tempa, dicirikan oleh empat struktur kristal: α, β, γ, dan δ. Tiga dari struktur ini, yaitu α, β, dan δ, menunjukkan struktur pusat kubik, sedangkan struktur keempat, c, memiliki struktur pusat muka kubik.
Unsur besi murni mengkristal pada suhu 1538 °C untuk membentuk struktur inti kubik yang dikenal sebagai δ-besi. Saat mendingin hingga 1394 °C, ia berubah menjadi struktur berpusat pada permukaan kubik yang disebut γ-besi. Pendinginan lebih lanjut hingga 912 ℃ menghasilkan pembentukan struktur inti kubik yang dikenal sebagai α-besi.
Baja memiliki empat fase utama: austenitferit, ferit, sementit, dan martensit.
Bacaan terkait: Besi Babi vs Besi Tempa
Austenit adalah senyawa interstisial karbon dalam γ-Fe. Rasio atom Fe terhadap atom C adalah 27:1, yang berarti hanya ada satu atom C dalam setiap 6-7 sel berpusat muka kubik. Konsentrasi karbon yang terlarut dalam γ-Fe adalah 2,11% pada 1148 ℃ dan 0,77% pada 727 ℃.
Karakteristik austenit adalah kekuatan dan kekerasan lebih tinggi dibandingkan dengan ferit, sementara plastisitas dan ketangguhannya lebih baik. Selain itu, butirannya berbentuk poligonal, dan batas butirannya lebih lurus daripada ferit.
Ferit adalah larutan padat karbon dalam α-Fe, dengan kandungan karbon yang mendekati besi murni, yaitu sekitar 0,02%.
Ferit memiliki karakteristik yang mirip dengan besi murni, termasuk kekuatan dan kekerasan yang rendah, serta plastisitas dan ketangguhan yang baik. Struktur mikronya dicirikan oleh butiran poligonal yang cerah.
Cementite adalah senyawa yang terdiri dari besi dan karbon dengan rasio 3:1, yang dikenal sebagai Fe3C. Ini termasuk dalam sistem kristal ortogonal dan memiliki struktur kristal yang kompleks. Setiap sel sementit terdiri dari 12 atom Fe dan 4 atom C.
Karakteristik sementit termasuk kekerasan yang tinggi, plastisitas yang buruk, dan ketangguhan. Nilai δ dan Akk mendekati nol, dan menunjukkan kerapuhan yang hebat.
Ketika baja austenitik dipadamkan hingga suhu di bawah 150°C, baja tersebut berubah menjadi martensityang sangat keras. Martensit dapat dianggap sebagai larutan padat jenuh yang terdiri dari 1,6% karbon dalam α-Fe, dan memiliki struktur kristal tetragonal.
Ada dua jenis martensit: martensit karbon tinggi (martensit reng) dan martensit karbon rendah (martensit lamelar).
Martensit dicirikan dengan keras dan rapuh, memiliki ketangguhan yang buruk, besar stres internaldan rentan terhadap keretakan.
Kestabilan keempat fasa bervariasi. Ferit dan sementit adalah bentuk kristal yang stabil pada suhu kamar, sedangkan austenit stabil pada suhu tinggi.
Ketika baja karbon dipadamkan, baja ini terutama memperoleh martensit, yang merupakan bentuk kristal yang tidak stabil. Baja paduan dengan komposisi yang berbeda seperti Mn, Ni, dan Cr dapat dibuat untuk tujuan yang berbeda.
Non-peneliti dalam industri baja tahan karat terutama terpapar austenit, ferit, dan martensit, dengan sementit yang lebih jarang ditemui.
Baja tahan karat adalah paduan khas dengan sifat khusus yang dicapai dengan menambahkan komponen paduan ke fase dasar.
Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.
ID 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR