KRISTAL LOGAM DAN STRUKTUR FERRO

1. Kristal Logam

Kristal logam ialah kumpulan dari atom-atom logam yang membentuk suatu susunan yang teratur.

Kristal logam terdiri dari beberapa macam bentuk tetapi dalam hal ini akan dibahas khusus kristal logam ferro.

Atom besi tersusun di dalam sebuah kristal yang berbentuk kubus ruang, yang artinya sebuah bentuk garis ruang yang titik potongnya diduduki atom-atom besi

Kristal logam terdiri dari :

     1.      Kubus pusat ruang ( Body Centered Cubic) = BCC = dalam

     2.      Kubus pusat bidang ( Face Centered Cubic) = FCC = muka

     3.      Kubus pusat tetragonal ( Body Centered Tetragonal) = BCT = hexagonal

A. KUBUS PUSAT RUANG (DALAM)

            Kristal logam atau ferro kubus pusat ruang adalah susunan atom-atom besi pada suhu dibawah 723^oC, rusuk-rusuknya sama panjang a=b=c atom-atom berada pada setiap sudut kubus serta satu atom berada pada ruang sudut, jumlah atomnya 9.

B. KUBUS PUSAT RUANG (MUKA)

            Kubus pusat bidang adalah kubus pusat ruang yang berubah pada suhu 723^oC dimana atom-atomnya bergerak akibat pemanasan yang membentuk kristal baru, dimana atom-atom berada pada setiap sudut kubus dan juga setiap pusat bidang, jumlah atomnya 14.

C KUBUS PUSAT TETRAGONA (HEXAGONAL)

            Kubus pusat tetragonal adalah kubus pusat bidang yang berubah akibat pendinginan yang cepat. Rusuk-rusuknya tidak sama panjang a=c≠b. Atom-atom pada setiap sudut kubus, jumlahatomnya 14.

2. Struktur ferro

            Struktur logam ferro ialah susunan-susunan yang terdapat di dalam logam tersebut (bagun dalam dari suatu macam zat).

Struktur-struktur logam ferro adalah :

A.  STRUKTUR FERRIT

            Ferrit berasal dari bahasa latin yang artinya besi(Fe). Struktur ini disebut besi murni. Struktur ini dapat berubah sifat apabila dipanaskan. Perubahan terrsebut adalah :

a.Besi murni / besi alpha (α)

Struktur besi murni dibawah suhu 723^oC, sifatnya magnetis dan lunak. Susunan kristalnya berbentuk kubus pusat ruang.

b. Besi beta (β)

Struktur ferrit pada suhu 768^o-910^oC mulai berubah sifat dari magnetis mennjadi non magnetis yang disebut besi beta, susunan kristalnya mulai berubah dari kubus pusat ruang menjadi kubus pusat bidang.

c. Besi gamma (γ)

Struktur ferrit pada suhu 910^oC-1391^oC berubah menjadi struktur besi gamma yang mempunyai sifat tidak magnetis, susunan kristalnya berbentuk kubus pusat bidang.

d. Besi delta (δ)

Struktur ferrit yang sudah menjadi Austenit pada suhu 1392^oC sampai mencair suhu 1539^oC berubah menjadi besi delta, susunan kristalnya sama dengan besi dalam bentuk kubus pusat ruan tetapi jarak atomnya lebih besar

B. STRUKTUR PERLIT

            Struktur ini adalah struktur yang terbentuk dari persenyawaan antara FERRIT dan struktur SEMENTITT yang seimbang. Semua struktur ferrit saling mengikat dengan struktur sementitt dalam lapisan tipis yang menunjukkan jalur hitam (Fe₃C) dan terang (Fe) dengan warna yang mengkilap seperti induk mutiara. Jika suatu logam ferro mengandung kadar Karbon 0,8% maka struktur logam tersebut terdiri dari 100% perlit. Struktur ini jika dianaskan sampai suhu 723^oC akan berubah struktur austenit.

C. STRUKTUR SEMENTIT

            Struktur ini adalah suatu senyawa kimia  antara besi (Fe) dengan zat arang (C). Struktur ini degan rumus kkimia Fe₃C artinya 3 atom besi mengikat sebuah atom karbon menjadi sebuah molekul. Struktur ini sangat kersas, bila zat arang pada suatu logam tidak bersenyawa dengan besi disebut zat bebas(grafit) 6,67%C.

D. STRUKTUR AUSTENIT

            Struktur Austenit berasal dari strutur ferrit yang dipanaskan pada suhu 910^o-1391^oC atau struktur perlit yang dipanaskan pada suhu 723^oC -1391^oC. Struktur ini disebut besi gamma, sifatnya tidak magnetis, kristalnya berbentuk kubus pusat bidang, lunak dan dapat ditempa.

E. STRUKTUR MARTENSIT

            Struktur ini berasal dari struktur austenit yang didinginkan secara cepat. Jika struktur austenit didinginkan lambat cenderung akan kembali ke struktur ferrit, perlit, sementit. Struktur ini sifatnya sangat keras, kristalnya berbentuk kubus pusat tetragonal tetapii rusuknya panjang.

F. STRUKTUR BAINIT (PERLIT HALUS)

            Struktur bainit adalah perubahan dari struktur austenit yang pendinginannya lambat, tetapi sifatnya lebih keras dari perlit dan lebih lunak dari martensit.