RESOOME METALURGI
FISIK
DISUSUN
OLEH:
NAMA :EGI SEVEN SITUMORANG
NPM :G1C019036
MATA KULIAH
:METALURGI FISIK
DOSEN PENGAMPU
:A.SOFWAN. FA, S,T., M.Tech, Ph.D.
PRODI
TEKNIK MESIN
FAKULTAS
TEKNIK
UNIVERSITAS
BENGKULU
Pemadatan
Logam Murni
Proses pemadatan adalah proses yang bergantung pada
waktu. Ada dua langkah dan ini disebut nukleasi: ketika sejumlah kecil inti
padat yang sangat kecil akan terbentuk di dalam cairan. setelah nukleasi, ada
proses pertumbuhan yang bergantung pada waktu.Bentuk nukleasi ini bersifat probabilistik /
stokastik,dan akan mengikuti aturan pertumbuhan tertentu.
(kurva
pendinginan logam murni)
Katakanlah pada suhu tertentu di atasnya itu adalah titik
leleh, itu cair. Struktur zat cair sangat berbeda dengan zat padat. Kita telah
melihat bahwa padatan adalah kristal. Atom-atom dalam padatan tersusun secara
periodik teratur. Padatan tidak dapat dimampatkan modulus curahnya sangat
tinggi. Dibandingkan dengan ini, cairan mengalir dengan mudah, sedangkan padat:
tidak mengalir, kecuali jika menerapkan tekanan tertentu, cairan tidak akan
mengalir, sedangkan cairan akan mengalir dengan sendirinya dan dapat mengambil
bentuk wadah tempat menyimpannya.
Atom tidak sesak seperti padat, kedua atom bergerak dan
Anda dapat mengatakan bahwa atom tersusun secara tidak teratur, tetapi mungkin
ada beberapa urutan jarak pendek. Menggunakan teknik difraksi sinar-X;
kepadatan pengepakan juga telah diperkirakan. Katakanlah: dalam kasus padat,
kita telah melihat bilangan koordinasi itu.
Ketika, cairan mendingin, suhu-waktu plot,bisa menjadi
kurva halus seperti ini, dan akan ditentukan oleh suhu logam dan sekitarnya,
biasanya mengikuti hukum pendinginan Newton. Selama proses pemadatan, ia akan
melepaskan panas juga dan akan menemukannya di sini, untuk beberapa waktu pendinginan
berhenti begitu saja. Ini mempertahankan suhu konstan sampai proses pemadatan
selesai. Setelah ini selesai, suhu terus turun
(Diagram
Fase)
Apakah diagram fasa? Pada dasarnya,
diagram fasa adalah representasi grafis dari stabilitas fasa dalam sistem
komponen tunggal atau multi pada suatu keadaan tertentu dan suatu keadaan
didefinisikan dalam istilah variabel kontrol.
Ada 3 garis penting dan garis ini
melambangkan kesetimbangan antara padat dan gas. Tidak tertutup kemungkinan,
padatan bisa diubah seluruhnya menjadi gas tanpa melalui jalur cair ini.
Demikian pula, Anda memiliki garis ini, yang melambangkan kesetimbangan antara
padat dan cair dan garis ini melambangkan kesetimbangan dua fasa antara 2 fasa:
cair dan gas dan anggaplah 1 garis atmosfer berpotongan di sini. Dalam hal ini
adalah titik beku logam dan ini adalah titik didih logam. Titik khusus ini
adalah titik kritis, yang mewakili keseimbangan antara ketiganya; Artinya,
dalam kondisi ini semua 3 fasa padat, cair dan gas.
(Energi
bebas Gibbs)
Konsep energi bebas Gibbs, jika kita
analogikan, ini adalah semacam potensi. Katakanlah seperti energi, Anda tahu,
atau katakanlah listrik mengalir dari potensi yang lebih tinggi ke potensi yang
lebih rendah. Demikian pula, setiap transformasi saat itu terjadi; itu akan
berlangsung dalam satu arah: dari energi potensial yang lebih tinggi ke energi
potensial yang lebih rendah. Dan energi bebas Gibbs Anda dapat mengatakan itu
adalah analogi. Analogi itu adalah sesuatu yang mirip dengan potensi kimia. Dan
kita tahu bahwa, dari hukum kedua termodinamika bahwa meskipun keseluruhan
jumlah pekerjaan mekanis dapat diubah secara total menjadi panas, tetapi tidak
mungkin untuk mengubah panas secara total menjadi kerja mekanis.
Artinya, dalam suatu sistem selalu
ada bagian energi, yang tidak dapat diakses, yang tidak dapat diubah. Energi
bebas Gibbs itu adalah parameter termodinamika. Dapat dilihat bahwa itu
menentukan stabilitas suatu fase. Setiap fasa yang memiliki energi bebas lebih
rendah akan lebih stabil dan ini didefinisikan sebagai G adalah energi bebas
Gibbs, H berarti entalpi molar, minus T adalah suhu dalam derajat Kelvin dikali
istilah entropi (S ). Entropi adalah ukuran ketidakteraturan dan jika Anda
mengalikan entropi ini dengan suhu, ini menghasilkan ukuran energi yang tidak
dapat diubah. Ini terkunci. Apapun yang tersisa adalah energi bebas G = H - TS.
(Kurva
ideal)
Dari sini kurva ideal yang awalnya ditunjukkan.
Jika dibiarkan tanpa batas suhu ini, pemadatan tidak akan dimulai, kecuali
memiliki cukup energi untuk membuat permukaan baru. Permukaan, yaitu: permukaan
cairan padat tercipta. Jadi, ini ditunjukkan di sini. Dan begitu pemadatan
dimulai, panas laten akan menaikkan suhu kembali ke titik beku atau suhu leleh.
Dan di sini, cairan dan padatan akan hidup berdampingan sampai seluruh jumlah
cairan diubah menjadi padat dan setelah itu, akan mengikuti hukum normal
pendinginan Newton.
(diagram
fasa ini untuk logam murni atau bahan murni)
Ada 3 fase yang melibatkan es, air,
dan uap. Sekarang disini lihat lereng ini. Apa itu? Lihat kebanyakan kasus,
kemiringan ini positif. Kapanpun transformasi dikaitkan dengan peningkatan
volume. Katakanlah es menjadi uap, air cair menjadi uap atau uap, itu disertai
dengan peningkatan volume. Jadi, kemiringan garis ini, apakah itu di sini, di
sini positif. Sekarang, apa yang terjadi dalam kasus ini? Mungkin untuk pergi
ke: menggunakan konsep energi bebas untuk mendapatkan hubungan, yang akan
menentukan, yang akan mengatakan, apa efek tekanan pada titik beku air atau
untuk logam apa pun.
(kurva
pendinginan)
Kurva pendinginan akan terlihat
seperti ini. Memiliki, satu langkah di sini, ketika zat cair berubah menjadi
delta, lagi-lagi akan ada, ini adalah transformasi keadaan padat, di sini dua
fase pada suhu ini; delta dan gamma bisa hidup berdampingan. Kemudian lagi pada
910 gamma dan alpha, transformasi gamma menjadi alpha, transformasi FCC ke BCC
sedang berlangsung, di sini juga, ini adalah suhu tetap di mana kedua fase ini
dapat hidup berdampingan.
(energi
permukaan)
Energi permukaan: bahwa pemadatan
untuk melanjutkan sejumlah pendinginan di bawah adalah suatu keharusan.
Sekarang, apakah mungkin untuk membuat perkiraan kasar, berapa urutan
pendinginan bawah? Dan bagaimana hal itu bergantung pada besarnya energi
permukaan? Ini ditunjukkan secara bergambar di sini. Misalkan dalam cairan inti
bentuk padat. Untuk kesederhanaan, kita asumsikan, ia memiliki bentuk bola,
inti bola, nanti kita akan melihat ini adalah bentuk paling stabil karena bola
memiliki energi minimum.
(ukuran
inti kritis)
Energi total yaitu transformasi dan
ini adalah fungsi yang kuat dari dimensi inti. Jadi, bagian ini sebanding
dengan r 3 dan bagian kedua adalah proposisional untuk r 2 yang ditampilkan di
sini. Ini adalah energi permukaan: meningkat seperti ini, sedangkan, energi
bebas ini per satuan volume, berkurang dan karena kekuatannya berbentuk
kubus,menurun jauh lebih cepat.
Mengetahui
laju nukleasi dan bagaimana nukleasi homogen itu; di sini inti yang telah terbentuk, telah terbentuk di dalam cairan,
bukan di permukaan apa pun. Oleh karena
itu, jenis nukleasi
ini, kita sebut sebagai nukleasi
homogen. Laju nukleasi; mudah saja, maksud
saya, Anda dapat menggunakan ini, teori laju reaksi itu, laju terjadinya
nukleasi, ini adalah suku frekuensi, yaitu kT, energi Boltzmann yang Anda bagi dengan konstanta
Plank. Ini adalah
faktor frekuensi dan ini adalah faktor frekuensi total,
tetapi frekuensi sukses pembentukan jumlah inti, dari ini, ini adalah jumlah percobaan
yang dilakukan.
(nukleasi
heterogen dan homogen)
Nukleasi heterogen dan homogen,
sekarang dalam kasus nukleasi yang heterogen dan homogen ini, kita berbicara
tentang nukleasi homogen ini. Dalam hal ini, bentuk inti berbentuk bola,
terjadi di dalam cairan, dan ada yang berbeda antarmuka antara padat dan cair,
dan tidak ada substrat di sini. Misalkan kita meletakkan substrat maka
tergantung pada sifat substrat jika bentuk padat, maka akan terjadi interaksi
energi permukaan. Jadi, energi permukaan; seperti yang kami katakan • adalah
energi permukaan antara zat cair dan padat. Katakanlah, misalkan di sini, ini
adalah padatan dan sekitarnya adalah cairan. Jadi ini dia • dan ini
menghasilkan sudut yang berkaitan dengan substrat
(pemadatan
terarah)
Konsep pemadatan terarah, ketika
Anda membiarkan logam mengeras dalam wadah, jadi, pengaturan pendinginan
eksternal akan menentukan bagaimana struktur atau evolusi struktur terjadi
dalam padatan ini. Dan ini secara skematis ditunjukkan di sini dalam diagram
ini. Anda memiliki wadah. Misalkan, kita dapat mengekstraksi panas dari satu
permukaan saja, jadi inilah padatan; bagian dari padatan, yang telah terbentuk.
Ini adalah cairan, dan panas hanya dapat mengalir sepanjang ini, dan seperti
yang kita ketahui bahwa, saat pemadatan terjadi, panas harus diekstra.
struktur 2D
Struktur 2D, struktur butir dua dimensi, misalkan kita
menggambar seperti ini, segi enam. Mengatakan; dengan membangun segi enam ini
Anda dapat mengisi ruang ini. Sekarang intinya adalah Anda dapat mengisi ruang
ini dengan menyusun persegi juga: tetapi mana yang akan mewakili struktur mikro
yang tepat? Sekarang di sini, kita telah melihat batas ini memiliki beberapa
energi yang terkait, masing-masing batas ini memiliki beberapa energi yang
terkait, yang disebut tegangan permukaan. Jadi, harus ada kesetimbangan antara
energi atau tegangan permukaan yang ditunjukkan di sini.
Jadi, jenis oktahedron terpotong ini, jika Anda bungkus,
yang hampir akan memenuhi kedua kondisi ini; Artinya, ruang mengisi dan
menyeimbangkan energi permukaan. (tidak ada audio dari 48:01 hingga 48:07) dan
akan menarik juga untuk melihat susunan ini sedikit lebih cermat; array 2D,
jika Anda mencoba dan mengisi. Dan berikut adalah contoh yang ditunjukkan di
sini, saya mencoba meletakkan beberapa poligon yang saling bersentuhan, jadi
ini adalah ruang yang mengisi dua diagram D; ruang mengisi dua larik D.
Sekarang, beberapa memiliki 5 sisi (tepi); satu memiliki 6, 4 lainnya di sini.
Sekarang, ketika Anda mengemasnya, Anda menghasilkan sejumlah tepi, mereka
bertemu satu sama lain. Ini disebut batas butir
Ini
disebut konsep kisi situs kebetulan, saya telah menggambar hal yang sama. Ini
adalah satu butir di mana atom-atom ini disusun seperti ini, sedangkan dalam
butir ini, atom-atom disusun dengan cara ini, bidang yang sama, tetapi berbeda, ia diputar. Sekarang, apa yang
terjadi di batas butir? Dekat batas butir beberapa lapisan 2 atau 3 lapisan apa
yang terjadi? Ini adalah lapisannya, ini adalah butir satu; ini adalah
biji-bijian lainnya, dan Anda dapat mengatakan ini adalah batas biji-bijian.
Jika Anda memperpanjang kisi, Anda akan menemukan bahwa beberapa titik ini
bertepatan dengan titik kisi ini, yang ditandai di sini.
Solidifikasi paduan Biner
Kebanyakan logam; mereka larut
satu sama lain dalam semua proporsi. Tapi dalam keadaan padat hanya logam yang
larut dalam semua proporsi, di mana kondisi tertentu terpenuhi; seperti kedua
logam memiliki struktur kristal yang sama, valensi yang sama, ukuran atom yang
hampir serupa. saat mulai mendinginkan
pemadatan dimulai pada suhu ini dan setelah waktu tertentu pemadatan selesai lagi,
pemadatan mulai mendingin. Tetapi ketika pemadatan berlanjut suhu hampir tetap
tidak berubah dan ini adalah titik leleh A.Jadi, katakanlah kita menuliskannya
sebagai T SEBUAH. Demikian pula, logam B jika Anda dingin, ia juga
akan memiliki kurva
semua paduan dibuat dengan melelehkan
dan mencampur dan bila Anda mencampur selain difusiPemadatan kemungkinan akan
dimulai pada paduan ini pada suhu yang sedikit lebih rendah dari; tergantung
komposisinya; lebih rendah dari titik leleh A dan itu akan selesai; bahwa
proses pemadatan akan selesai pada suhu yang sedikit lebih tinggi dari titik
leleh B.
Tl adalah suhu di mana pemadatan dimulai, ketika
kristal dari suatu paduan. Cairan dan padat dapat hidup berdampingan pada
kisaran suhu dan setelah pemadatan selesai, ia mulai mendingin hampir; mungkin
tingkat yang hampir sama seperti ini. ; itu artinya T L ini adalah fungsi
komposisi; begitu juga, T S adalah fungsi komposisi. T L dimana pemadatan
dimulai ini adalah T S, dimana pema
datan selesai
diagram fase memberi kita; Anda
bisa berkata; kisaran solidifikasi; menjelaskan kisaran pemadatan suatu paduan.
Dalam hal ini sistem isomorf biner; ini adalah diagram fase tipikal. T itu L
garis yang menunjukkan suhu di mana pemadatan dimulai disebut liquidus; Garis
ini disebut liquidus dan garis yang mewakili suhu di mana proses pemadatan
selesai disebut solidus
komposisi padatan dari zat cair
sebagian zat padat akan mengendap dan garis padatan ini sebenarnya; jika Anda
menggambar garis horizontal, ini menandakan kemudian: paduan: X ini 1 ini
mewakili komposisi padatan yang mengendap dari cairan dan menandai ini.
SOLIDIFIKASI PADUAN BINER
kasus kelarutan
terbatas dalam keadaan padat. Kami mempertimbangkan dua logam; A dan B
yang larut dalam semua proporsi dalam
cairan, tetapi sebagian larut dalam keadaan padat. Sekarang, kapan ini terjadi?
Ada beberapa kasus. Hal ini dapat
disebabkan oleh struktur kristal yang berbeda, valensi yang berbeda atau ukuran
atom dan dalam kasus seperti itu, kita akan memiliki larutan padat terminal.
Dalam kasus ekstrim, kita dapat memiliki beberapa fase perantara yang juga terbentuk. Pertama, mari kita ambil
kasus di mana kita memiliki dua solusi padat terminal dan mari kita
pertimbangkan bahwa titik lebur A lebih besar daripada titik B. Sekarang, dalam
kasus ini ada dua kemungkinan yang jelas. Sekarang, kasus pertama, di mana larutan
padat terminal mengeras pada suhu yang lebih rendah daripada A dan B
masing-masing dan kasus kedua, di mana larutan padat terminal memadat pada suhu
yang lebih tinggi dari suhu B.
proses
pemadatan dapat berlangsung pada suhu tetap; yaitu T SEBUAH. Dan
jika Anda menggambar kurva pendinginan yang ideal, ia akan memiliki perilaku
seperti ini. Dalam kasus B, itu seperti
ini
dan di sini T SEBUAH lebih besar dari T B. Sekarang, mari
kita ambil kasus dua terminal solusi padat; yang satu kaya akan A; lain yang
kaya akan B. Kami melihat sistem isomorf dan paduan larutan padat; mereka
memiliki kurva pendinginan karakteristik, yang ditunjukkan di sini. Sekarang,
ini
adalah kasus di mana Anda memiliki solusi padat terminal; bahwa B in A disebut • dan di sini pemadatan terjadi dalam
rentang tertentu. Jadi, Anda tidak mendapatkan isoterm di sini.
emikian
pula, larutan padat kaya B; itu adalah •;
jadi, perilaku pemadatannya diberikan oleh jenis plot ini. Sekarang, kedua kasus ini; di sini pemadatan selesai;
lihat dalam kasus ini ini terjadi lebih rendah dari {T SEBUAH}. Pemadatan selesai
pada suhu katakanlah, di sini ia dimulai pada {suhu} lebih tinggi dari T B;
tapi itu selesai sebelum T B. Dalam hal ini, T B berada di tengah-tengah sini
Sekarang,
kami memiliki kasus lain yang seperti ini. Di sini, titik leleh B ada di suatu
tempat di sini; titik leleh B ada di suatu tempat di sini. Jadi, dalam hal ini
ini membeku pada suhu di atas titik leleh B; sedangkan, ini juga mengeras di
atas titik leleh B. Jadi, dalam hal ini larutan padat terminal; mereka
mengeras; yang ini: Orang kaya membeku di
suhu
lebih rendah dari A. Si kaya B membeku pada suhu lebih rendah dari B;
sedangkan, dalam hal ini A mengeras: Larutan padat yang kaya mengeras pada suhu
yang lebih rendah dari T SEBUAH. Tapi beta larutan padat kaya B
mengeras di atas T B. Jadi, ini adalah dua kasus dan mari kita coba
dan pahami apa yang akan terjadi atau bagaimana kita dapat membuat diagram fase
dalam dua kasus ini. Mari kita pertimbangkan yang satu ini.
 |
Diagram fase
untuk kasus I: di sini kurva pendinginan larutan padat terminal seperti ini.
Sekarang, di sini Anda dapat menggambar pada diagram fase; di sini Anda
memiliki suhu pada sumbu ini; komposisi di sini. Sekarang, ambil beberapa
paduan; cari tahu suhu liquidus dan solidus. Dan mari kita pertimbangkan porsi
kaya ini { •}; di sini ini solidus;
ini adalah liquidus. Demikian pula, solusi padat terminal •; ini adalah liquidus; ini adalah solidus. (Lihat Waktu Slide:
08:14)
Sekarang, jika Anda
lihat di sini; ini suhunya; inilah komposisi. Katakanlah persentase
B. Ini adalah nol B; ini 100 B. Sekarang, bagian ini di atas ini; itu cair dan dalam bentuk cair, mereka bercampur
dalam semua proporsi.
Sekarang, bagian ini: ini adalah solusi padat terminal •; bagian ini
•. Sekarang, jika Anda menerapkan aturan fase; mari kita
kembali ke aturan fase; Aturan fase Gibb menyatakan bahwa jumlah fase {P} ditambah
derajat kebebasan {F}: P + F = C {jumlah komponen} + 1. Sekarang, ini adalah
solusi padat biner. Ini adalah paduan biner; disini jumlah C = 2; C: ini adalah
2. Jadi, oleh karena itu derajat kebebasan adalah (3 - P). Sekarang, jika
banyaknya fasa adalah 2; jika ini adalah 2, maka ini sama dengan 1.
berada
dalam kesetimbangan dengan • dan • dan bila ini terjadi, maka derajat
kebebasannya adalah 0. Jadi, itu artinya bisa terjadi; 3 fase dapat hidup
berdampingan pada suhu tertentu dan kumpulan komposisi tertentu: untuk
komposisi tertentu • dan •.
Jadi,
itu berarti Anda tidak memiliki derajat kebebasan apa pun; satu-satunya
variabel adalah tekanan. Karena ketika kita
berbicara tentang diagram fase ini, kita mengasumsikan bahwa tekanan
adalah 1 atmosfer; konstruksi ini untuk tekanan
adalah dimana komposisi
• dan • harus diperbaiki. Jadi, sebenarnya jika Anda memperpanjang ini,
ini bertemu di sini; jika Anda memperpanjang ini, ini bertemu di sini. Jadi,
diagram Anda; ini terlihat seperti ini.
Jadi,
ini kasusnya; itu berarti di sini ada paduan, yang mengeras, yang kurva
pendinginannya akan
 |
inilah
persentase B; di sini ini 0 B; ini adalah 100% B. Ini adalah titik leleh A; ini
adalah titik leleh B. Dan jika Anda dapat memberi label pada diagram di sini,
fase yang stabil adalah cair; di sini fase stabilnya •; ini dia •
dan
wilayah ini • • L dan wilayah ini, L
+ •. Jadi, di sini struktur Anda akan
berada dalam kasus ini, ini adalah eutektik; garis ini mewakili paduan
eutektik. Jadi, ini: Saya akan menggambarnya dengan garis putus-putus. Ini
adalah paduan eutektik dan struktur mikro dari bagian ini akan menjadi • ditambah eutektik. Eutektik yang
[sebenarnya akan kita bahas nanti] terdiri dari keduanya • dan •; campuran • dan •.
Dan bagian ini
akan Anda miliki •; utama • ditambah Anda akan memiliki eutektik
yang terdiri dari • dan •.
pemadatan eutektik. Sekarang, ini adalah kurva pendinginan
dari paduan eutektik; ini waktunya; sumbu ini adalah suhu. Anda telah
memanaskan paduan hingga mencapai suhu tertentu;
dimana itu cair dan disini dia cair. Jadi, bagian ini: cair dan pemadatan
dimulai di sini. Setelah waktu tertentu, saat Anda mendingin hingga
mencapai suhu, suhu ini disebut suhu eutektik;
ini adalah suhu, suhu eutektik.
Dan saat pemadatan
dimulai, sebenarnya suhu tidak turun;
itu tetap konstan. Dan setelah pemadatan selesai, maka suhu turun.
Jadi, seluruh struktur akan menjadi campuran dua fase yang
intim • dan • dan jumlah ini, Anda dapat mengetahuinya dari diagram fasa
menggunakan aturan tuas.
Katakanlah, misalkan kita mengatakan bahwa pada titik
eutektik ini, [pada titik ini] berapakah jumlah alfa? Bagaimana Anda akan
mengetahuinya? Mari kita sebutkan poin-poin ini; katakan mari kita katakan; ini
P; titik eutektik ini adalah Q; titik ini adalah R. Lalu persentase alpha dalam
eutektik? Kami menerapkan aturan tuas; ini adalah komposisi paduan dan ini
adalah suhu eutektik. Sekarang, di sini persentase alfa akan sebanding dengan
{QR}. (Tidak ada audio dari 18:32 sampai 18:44) Katakanlah, Anda akan menerapkan
aturan tuas dengan cara yang sama seperti di sini. Kami melakukannya kelas
terakhir untuk sistem isomorfus itu. Aturan pengungkit: persentase alfa
sebanding dengan bagian ini; ini secara keseluruhan. Anda menyampaikan hal yang
sama di sini; jumlah alpha ini sama dengan QR atas total PR. Demikian pula,
persentase beta dalam eutektik akan sama dengan PQ di atas PR.
adalah alfa dan inti dari alfa ini akan terbentuk dan tumbuh seperti
ini. Jadi, di sini, pada suhu ini jumlah
akan sangat sedikit; saat Anda turun, jumlah alfa akan meningkat, dan ketika mencapai
suhu eutektik tersebut, Anda akan mendapatkan jumlah
alfa primer yang maksimum. Ini disebut alfa primer dan sekarang, apa yang
terjadi pada suhu ini? Anda memiliki alfa primer ini; ini adalah alfa primer.
Sekarang, di sini baik alfa dan beta mulai mempercepat bersama. Jadi, ini
alpha; bagian ini beta; ini adalah titik leleh A. Sekarang, dalam kasus khusus ini ketika alfa mengendap; Alfa pertama yang mengendap akan memiliki komposisi ini.
Tapi seiring
turunnya, komposisi alfa dan cairan terus berubah;
perubahan alpha di sepanjang garis ini;
perubahan cairan di sepanjang garis ini. Dan ketika mencapai suhu eutektik,
komposisi alfa diberikan oleh titik P ini; komposisi
eutektik diberikan oleh ini, titik eutektik adalah Q; titik ini adalah R; PQ R. Jadi, cairan sekarang mencapai komposisi
eutektik. Sekarang, di sini ketika pemadatan dimulai, suhu akan turun
tetap
konstan; suhu eutektik tetap konstan sampai seluruh jumlah cairan ini berubah
atau menjadi padat. Jadi, disinilah tempatnya. Porsi ini; ini adalah
batas-batasnya; daerah-daerah ini mereka akan diubah total menjadi eutektik.
Strukturnya akan terlihat
seperti ini. Jadi, di sini Anda akan mendapatkan alpha primer. Ini adalah alfa primer dan ini
eutektik dan dalam eutektik, daerah putih ini adalah alfa. Mari kita lihat
wilayah hitam; ini beta. Nah, salah satu cara untuk merepresentasikan eutektik
adalah strukturnya yang terlihat di bawah mikroskop, adalah seperti ini;
struktur pipih. Tetapi ada cara lain yang mungkin juga. Mungkin ada beberapa
kasus; mereka mungkin partikulat dan campuran
intim yang terdiri
dari partikel beta seperti ini. Meskipun demikian,
eutektik adalah campuran
yang erat dari dua
fase; alfa dan beta dalam paduan biner.
Sekarang, di sini jika Anda ingin mengetahui, berapa jumlah alfa primer
pada suhu eutektik?
Ini aalah suhu
eutektik. Anda juga dapat menerapkan aturan tuas di sini. Komposisi eutektik
diberikan oleh titik Q ini dan komposisi paduan ini adalah; mari kita katakan
diberikan oleh titik X; X adalah titik ini; komposisi ini X. Apa yang perlu
Anda lakukan? Anda membaca koordinat P dari sumbu komposisi ini; persentase B;
yaitu 0; Ini adalah 100 dan ini adalah komposisi eutektik. Jumlah eutektik
dalam paduan akan sebanding dengan lengan
tuas ini. Yang berlawanan, ini adalah komposisi eutektik; PX adalah
jumlah eutektik. Jadi, ini adalah PX by PQ dan jika Anda ingin mengetahui alpha
primer, maka persentase alpha primer ini akan sama dengan?
Alfa primer sebanding dengan lengan tuas yang berlawanan yaitu XQ; XQ atas PQ. Sekarang lihat ini. Anda memiliki alfa di dua tempat; satu
sebagai alfa primer; Anda juga memiliki alfa dalam eutektik dan jika Anda ingin
mengetahui persentase alfa total; persentase total alpha yang akan sebanding
dengan? Jadi, inilah komposisi alpha; ini adalah komposisi beta. Jadi, oleh
karena itu total alpha akan sebanding dengan QR daripada maaf; alpha total ini sebanding dengan XR. X adalah komposisinya; XR, ini lengannya; atas PR; PR adalah totalnya. Ini adalah jumlah beta. Jumlah beta sebanding dengan PX; jumlah alpha sebanding
dengan XR.
Sekarang,
dengan cara yang persis sama Anda akan dapat mengetahuinya atau Anda akan dapat
menjelaskan perilaku pemadatan paduan yang memiliki komposisi X, yang terletak
di sisi kanan titik eutektik ini; yaitu antara eutektik ini dan titik ini, yang
merupakan kelarutan maksimum A dalam B. Paduan ini disebut paduan
hiper-eutektik dan di
sini juga, Anda dapat memberi label pada diagram. Ini alfa; ini beta; ini cair
ditambah alfa; ini cair plus beta dan ini alfa plus eutektik; di sini Anda
memiliki beta primer plus eutektik. Sekarang, saya serahkan kepada Anda untuk
menyelesaikan evolusi struktur di sini.
Satu-satunya hal yang ada di sini dari cairan, di sini di dalam cairan,
Anda akan mendapatkan beta yang mengendap. Jadi, beta saya akan
menggambarnya seperti ini. Beta adalah fase utama; ini beta fase utama; ini
masih cair. Dan begitu suhu eutektik dilintasi, seluruh cairan akan berubah
menjadi eutektik dan di sini juga, Anda mencoba dan mencari tahu. Ambil
komposisi; mencoba dan mencari tahu; terapkan aturan tuas. Cari tahu jumlah
beta primer, jumlah eutektik dan jumlah total beta. Sekarang, apa yang terjadi
jika suhu lebih rendah daripada eutektik? Di sini, yang akan terjadi adalah
jika Anda kembali ke sini (Lihat Waktu Slide: 19:48) dalam hal ini, Anda memiliki
sejumlah alpha di sini.
Sekarang, alpha; kelarutan
menurun; kelarutan B dalam alfa menurun. Jadi, saat Anda turun dari alfa,
sejumlah beta akan mengendap. Jadi, inilah itu; sejumlah beta akan mengendap.
Jadi, beta akan mengendap; kemungkinan luas adalah batas butir. Jadi, pada
batas butir sejumlah beta akan mengendap dan jumlah alfa akan berkurang.
Demikian pula, di sini {dalam eutektik} juga akan ada pnyesuaian kembali
Beberapa alfa; sejumlah beta akan mengendap. Demikian pula, dari beta sejumlah
alfa akan mengendap.
Dan karenanya, persentase dari fase-fase ini; apa yang
Anda tentukan, akan menjadi fungsi suhu. Jadi, dalam hal ini katakan mungkin
ini adalah P prime; ini Q prime; ini R prime. Katakanlah ini pada suhu kamar;
dalam hal ini, Anda harus mencari tahu {what}? Jika Anda harus mengetahui
persentase eutektik dalam paduan pada suhu kamar, maka Anda harus mempertimbangkan
poin-poin ini. Dan saya akan menyerahkan kepada Anda untuk melakukan ini dan
mencari tahu apa perubahan yang terjadi dari sini ke sini dan hal yang sama
akan berlaku di sini juga. Dari beta, saat Anda turun, sejumlah alfa akan
mengendap. (Lihat Waktu Slide: 31:54)
 |
Sekarang, mari kita bahas kasus II. Dalam hal ini, larutan
padat kaya B; di sini ia memadat pada suhu yang lebih tinggi dari titik leleh
B. Dan di sini katakanlah, ini adalah kurva pemadatan untuk larutan padat
terminal alpha. Ini adalah kurva solidifikasi untuk terminal solid solution
beta dan dalam hal ini, Anda menggambar liquidus T ini L. Misalkan ini adalah komposisinya; jadi, ini T L; ini T S. Demikian pula, di sini juga ini adalah liquidus;
ini adalah solidus dan bagian ini, ini cair dan ini adalah komposisi B; ini adalah
0 B; ini 100 persen
diagram
akan terlihat seperti ini. Jadi, bagian ini adalah alfa; ini beta; porsi ini
cair; di sini Anda memiliki alpha; di sini Anda memiliki beta. Jadi, di sini
juga Anda dapat melihat tiga fase; ketika mereka hidup berdampingan, derajat
kebebasan adalah
0. Jadi, itu berarti tiga fase dapat hidup berdampingan
pada suhu tetap dan ini disebut sistem peritektik.
Jenis
diagram ini disebut sistem peritectic; jenis kesetimbangan tiga fase ini. Jadi,
apa yang terjadi disini? Anda memiliki
cairan ditambah alfa [Anda memiliki cairan ditambah alfa] dan pada titik ini,
cairan ditambah alfa mereka bergabung, mereka bereaksi, dan menghasilkan beta
larutan padat. Jadi, itu berarti saat transformasi ini selesai, seluruh jumlah alpha menghilang dan diganti
sebagai beta. Jadi, ini disebut {peritectic}. Jadi, lihat perbedaannya dengan eutektik; ini peritectic. Dalam
eutektik, itu adalah cairan yang terurai secara bersamaan menjadi campuran dua
fase, alfa dan beta; ini eutektik; Sedangkan, secara perarsitektur bahwa cairan
bereaksi dengan alfa primer dan menghasilkan
beta.
 |
padat terminal.
Jadi, porsi ini persis sama dengan eutektik; ini adalah alfa dan kelarutan
alfa; B dalam alfa adalah fungsi
kelarutan suhu menurun
dengan suhu; itulah
kenapa kamu punya
plot seperti ini. Jika kelarutan tidak bergantung pada
suhu, itu akan menjadi garis vertikal
 |
tiga fasa dapat hidup berdampingan.
Di sini, Anda tidak punya kebebasan. Komposisi alfa ditetapkan; ini adalah
komposisi alfa; Ini adalah komposisi beta yang terbentuk dan ini adalah
komposisi cairan dan di sini Anda memiliki alfa dan cairan yang berdampingan.
Di sini Anda memiliki mikrostruktur alfa plus beta; di sini Anda memiliki beta
plus liquid.
DaN ini adalah suhu liquidus; suhu ini; ini disebut
solidus dan garis-garis ini, yang menunjukkan bahwa kelarutan berubah dengan
suhu. Garis ini disebut garis solvus. Jadi, ini garis solvus; ini solidus; ini
adalah liquidus. Nah, di sini Anda akan menarik untuk mengikuti proses
pemadatan. Ini benar-benar cair; ini suhu; inilah waktunya
dan kurva pendinginan akan terlihat seperti
ini. Ini mendingin pada tingkat tertentu. Begitu alpha mulai mengendap, laju pendinginan menurun;
berjalan seperti ini dan pada suhu
perarsitektur, Anda mendapatkan isoterm. Temperatur tetap konstan sampai proses pemadatan
selesai dan selanjutnya mulai menurun
lag
Dan pada akhirnya, ini akan terdiri dari dua fase, alfa
dan beta dan di sini Anda dapat mencoba untuk mencari tahu dengan cara yang persis sama berapa
jumlah alfa dan beta di sini dalam paduan. Jadi, di sini jika komposisi
ini X dan di sini jika Anda mengatakan P; titik ini adalah X; titik ini adalah Q; katakanlah titik ini adalah R. Lalu di sini persentase
alfa pada suhu peritektik sebelum pemadatan; sebelum pemadatan, jumlah cairan
sebanding dengan PX; jumlah alpha sebanding dengan
XR. Jadi, ini XR atas PR. Jadi, ini persentase; jadi, ini menjadi
100 akan menjadi
persentase. Jadi, ini akan menjadi persentase alpha pada temperatur
peritektik; XR di atas PR dan ini sebelum transformasi perarsitektur.
Dan
setelah transformasi per arsitektur, jumlah alfa akan menjadi {berapa banyak}?
Karena setelah ini selesai, maka persentase alpha Anda tepat di bawah temperatur peritectic ini akan sebanding
dengan? Karena di sini Anda hanya akan mendapatkan alpha dan
beta. Jadi, ini akan menjadi XQ di atas PQ dikalikan 100. Dalam arsitektur, apa
yang terjadi di sini? Jumlah cairan apapun yang ada yaitu PX di atas PR; ini
bereaksi dengan alfa yang mengendap dan menghasilkan beta. Dan di sini karena
jumlah alfa cukup besar, ia tidak dapat mengonsumsi seluruh jumlah alfa dan
sejumlah sisa alfa.
 |
ini
adalah persentase B; ini 0; ini 100 persen B; ini alfa; ini cair; ini adalah
bidang beta; ini adalah bidang 2 fase. Dan perhatikan dengan cermat diagram
ini, jika Anda memperluas yang satu ini, titik-titik ini di wilayah dua fase.
Jika Anda memperpanjang ini, poin ini di sini; jika Anda memperpanjang ini,
jika Anda memperpanjang ini, mereka menunjuk ke wilayah dua fase dan setiap
wilayah satu fase antara dua wilayah fase tunggal, jika Anda memiliki wilayah
dua fase. Di sini Anda memiliki alpha plus beta; di sini Anda memiliki beta
plus liquid; ini adalah titik leleh A; ini adlah titik leleh B.
Sekarang, Anda
juga dapat mempertimbangkan kasus di sini, yang berada di luar poin per
arsitektur ini. Ini alfa; ini beta; ini cair; ini adalah titik leleh A; ini
adalah titik leleh
B. Sekarang, di sini
pemadatan berlangsung dari sini; ini suhunya. Ketika mencapai titik peritektik,
Anda mendapatkan isoterm pada kurva pendinginan dan di sini setelah reaksi
perarsitektik, solidifikasi tidak selesai. Jadi, Anda masih memiliki beberapa
cairan dan pemadatan selesai pada suhu ini. Jadi, Anda akan mendapatkan 1, 2,
3, 4; empat titik ini, dari kurva pendinginan, empat titik ini mewakili, satu:
ini adalah awal; ini adalah akhir dan ini adalah suhu ketiga.
Sekarang, di sini Anda memiliki cairan;
di sini Anda memiliki cairan
plus alfa dan pada garis titik khusus
ini, Anda memiliki cairan ditambah alfa yang bereaksi dan membentuk beta. Sekarang, di sini alfa apa pun yang ada; katakan ini alfa.
Sekarang, di sini apa yang terjadi
jika Anda mencoba
dan menggambar struktur
di zona khusus ini di mana Anda memiliki
liquid plus beta? Jadi, itu berarti seluruh
jumlah ini bereaksi
dan membentuk beta; ini beta; seluruh jumlah di sini; itu adalah alfa primer alfa; ini cair; di sini alfa primer, seluruh
jumlah diubah menjadi
beta dan Anda masih memiliki
cairan di sini. Dan
saat suhu turun di sini; itu berarti
di sini, Anda akan memiliki
struktur beta sepenuhnya. Jadi, itu berarti
Anda akan memiliki butiran beta. Jadi, semuanya
akan seperti ini, ini beta; ini akan menjadi seratus
persen beta.
 |
konsep energi bebas dan energi
bebas dari larutan padat dan kita tahu bahwa energi bebas merupakan
indikator stabilitas fasa. Sekarang, akan baik untuk melihat seperti apa sifat
diagram komposisi energi bebas dalam paduan yang termasuk dalam sistem
tersebut, di mana Anda memiliki kesetimbangan 3 fase. Katakanlah mari kita
ambil kasus; lihat sistem eutektik itu. Ini adalah diagram fase eutektik; bagian
ini adalah alfa; ini beta. Mari kita coba dan buat diagram
komposisi energi bebas untuk
suhu tertentu, yang ditunjukkan di sini untuk suhu ini.
 |
energi bebas.
Terkadang, itu ditulis
sebagai G • SEBUAH : energi
bebas molal parsial
dari {A dalam alfa}. Ini
adalah
sumbu A; ini adalah 0 B; ini 100 persen B.
Jadi, A dalam alfa dan ini adalah
energi bebas molal parsial {dari B dalam beta} dan faktanya, ini juga sama dengan energi bebas molal parsial dari A dalam
cairan; karena keduanya berpotongan. Ini adalah garis singgung yang sama. Jadi,
penyadapan ini biasa terjadi. Jadi, dalam hal ini, bagian
ini adalah
energi bebas molal parsial
B dalam cairan
dan juga sama dengan energi
bebas molal parsial
B dalam beta alfa. Dengan
cara yang sama, Anda
memiliki kesetimbangan untuk beta dan alfa. Jadi, ini adalah
energi bebas molal parsial dari A dalam
cairan sama dengan energi bebas molal parsial dari A dalam beta alfa.
Demikian pula, di sini ini adalah energi bebas molal parsial cairan, B dalam cairan
sama dengan energi
bebas molal parsial
B dalam beta; ini adalah fase beta.
Kami
juga menerapkan aturan fase untuk menghitung persentase fase pada suhu yang
berbeda. Dan barusan, kita juga melihat diagram komposisi energi bebas dan
dimungkinkan untuk memperkirakan atau menghitung dimanapun, maksud saya, dari
sifat termodinamika, dimungkinkan untuk menghitung diagram fasa, dan prinsipnya
baru saja diilustrasikan. Terima kasih.
0 komentar:
Posting Komentar