Page 29 - TEKNOLOGI MATERIAL DAN MEKANIK

Gambar 3.3. Perubahan komposisi dan fasa pada paduan Cu-Ni dengan laju pendinginan
sangat lambat (keadaan setimbang).
Proses pembekuan dalam fasa padat + cair terjadi secara bertahap sepanjang garis liquidus.
Komposisi dari fasa padat dan cair berubah bertahap selama terjadinya pendinginan (seperti
ditentukan dengan metode garis keseimbangan). Inti dari fasa padat terbentuk dan tumbuh
dengan mengkonsumsi semua cairan di garis solidus.
Berbeda dengan perkembangan struktur mikro pada paduan isomorf yang mengalami
pendinginan cepat (keadaan tidak setimbang). Perubahan komposisi dalam suatu paduan
memerlukan proses difusi baik dalam fasa cair dan fasa padat. Difusi dalam keadaan padat
(solid state) berlangsung
sangat lambat. Lapisan baru yang mengeraskan di atas butir yang ada memiliki komposisi
yang setimbangan pada suhu itu, tetapi saat mereka mulai menjadi padat maka komposisinya
akan tidak berubah. Sehingga akan terjadi perbedaan komposisi ditiap lapisannya. Akibatnya
metoda garis keseimbangan dalam menentukan komposisi dari fasa padat tidak dapat
dipakai dalam kondisi seperti ini karena adanya perbedaan formasi dari lapisan inti dengan
lapisan selanjutnya.
Metode garis keseimbangan masih dapat digunakan untuk fasa cair, dimana difusi terjadi
dengan cepat dan kandungan rata-rata Ni pada butiran padat lebih tinggi. Penerapan aturan
pengukit memberi kita proporsi yang lebih besar pada fasa cair dibandingkan dengan saat
pendinginan saat kesetimbangan pada suhu yang sama. Garis solidus akan bergeser ke kanan
(kearah Ni yang lebih tinggi), pembekuan akan selesai pada T yang rendah dengan
menghasilkan bagian luar butir lebih kaya dengan komponen bertitik leleh rendah (Cu). Hal
ini dapat menjadikan paduan Cu-Ni akan mengalami kegagalan mekanis awal karena pada
saat dipanaskan, batas butir akan melebur pertama, sehingga pada saat diberi beban
mekanik otomatis hanya mengandalkan kekuatan butiran saja.

19