Memahami Austenit, Martensit, dan Pearlit

Austenit:

Larutan padat karbon dan elemen paduan yang terlarut dalam γ-Fe tetap mempertahankan karakteristik kisi kubik pusat muka dari γ-Fe. Struktur ini umumnya ada pada suhu tinggi; austenit mulai terurai pada suhu 200-300°C. Saat suhu pemanasan meningkat, butiran secara bertahap menjadi lebih besar. Pada suhu tertentu, semakin lama waktu tahan, semakin kasar butiran austenit. Batas butiran relatif lurus, membentuk poligon beraturan; bersifat non-magnetik, memiliki plastisitas yang baik, kekuatan rendah, dan ketangguhan tertentu; pada baja yang dikeraskan, austenit sisa tersebar di celah-celah antar jarum martensit.

Austenit superdingin:

Austenit yang ada di bawah suhu A1 dan tidak stabil serta akan mengalami transformasi.

Ferrit:

Suatu larutan padat karbon dan unsur-unsur paduan yang terlarut dalam α-Fe, memiliki kisi berbentuk kubus berpusat badan dan kelarutan karbon yang sangat rendah; Karakteristik: menunjukkan ketangguhan dan plastisitas yang baik; memiliki struktur butiran poligonal yang mengilap; stabil pada suhu tinggi di atas 1400℃, oleh karena itu disebut ferit suhu tinggi atau larutan padat δ, dilambangkan dengan δ; pada baja hipoeutektoid, ferit yang mendingin perlahan-lahan berbentuk butiran blok dengan batas butiran yang relatif halus. Ketika kadar karbon mendekati komposisi eutektoid (kadar karbon 0,77%), ferit mengendap di sepanjang batas butiran. (Eutektoid: Transformasi fasa di mana dua atau lebih fasa baru mengendap bersamaan dari fasa induk.)

Martensit:

Larutan padat supersaturasi dari karbon yang terlarut dalam α-Fe, dengan struktur tetragonal berpusat-badan; morfologi martensit umum termasuk struktur bentuk batang dan lempeng; morfologi martensit terutama bergantung pada suhu pembentukan, yang pada gilirannya bergantung pada kandungan karbon dan unsur paduan dalam austenit; untuk baja karbon, seiring meningkatnya kadar karbon, jumlah martensit bentuk batang relatif menurun, dan jumlah martensit lempeng relatif meningkat; karakteristik: kekuatan tinggi dan kekerasan tinggi; terbentuk melalui pendinginan cepat (quenching) dari austenit, bukan struktur kesetimbangan dan mudah terurai bila dipanaskan pada suhu 80–200°C;

Martensit bentuk batang:

Terbentuk pada baja karbon rendah dan sedang serta baja tahan karat, terdiri dari berkas-berkas batang yang tersusun sejajar. Bentuk ruangnya pipih dan memanjang, serta satu butir austenit dapat berubah menjadi beberapa berkas batang (biasanya 3 hingga 5).

Martensit bentuk batang (martensit jarum):

Ini umumnya ditemukan pada baja karbon tinggi dan sedang serta paduan Fe-Ni ber-nikel tinggi. Ketika pelat martensit terbesar terlalu kecil untuk dapat dilihat dengan mikroskop optik, struktur tersebut disebut martensit kriptokristalin. Martensit yang diperoleh dari pencelupan normal dalam produksi umumnya merupakan martensit kriptokristalin.

Martensit Tempered:

Struktur mikro ini terbentuk melalui tempering suhu rendah (150–250°C) dan terdiri dari martensit dengan tingkat supersaturasi yang lebih rendah serta karbida yang sangat halus. Dekomposisi martensit terjadi antara 80 dan 200°C. Ketika baja dipanaskan hingga sekitar 80°C, aktivitas atom di dalamnya meningkat, dan karbon yang supersaturasi dalam martensit mulai mengendap secara bertahap dalam bentuk karbida. Tingkat supersaturasi karbon dalam martensit terus menurun, sehingga membentuk struktur campuran martensit dengan tingkat supersaturasi yang lebih rendah dan karbida yang sangat halus.

Semenit:

Senyawa karbon dan besi, Fe3C; Karakteristik: Mengandung 6,67% karbon, memiliki struktur kristal ortorhombik yang kompleks; sangat keras, rapuh sekali, dengan ketangguhan dan plastisitas hampir nol;

Pearlite:

Campuran mekanis antara ferit dan sementit dalam lapisan-lapisan lamelar bergantian, terbentuk melalui reaksi eutektoid pada paduan besi-karbon; Karakteristik: Menunjukkan kilap seperti mutiara; sifat mekanisnya berada di antara ferit dan sementit, dengan kekuatan tinggi, kekerasan sedang, serta plastisitas dan ketangguhan yang baik;

Pearlite Lamelar:

Campuran ferit dan sementit yang terbentuk dari tumpang tindih lapisan tipis secara bergantian; Berdasarkan ukuran jarak antar lamel, dapat dibagi menjadi: Pearlite (jarak antar lamel 450–150 nm, kisaran suhu pembentukan A1–650℃, jelas terlihat di bawah mikroskop optik), Sorbite (jarak antar lamel 150–80 nm, kisaran suhu pembentukan 650–600℃, hanya terlihat di bawah mikroskop optik perbesaran tinggi), dan Troostite (jarak antar lamel 80–30 nm, kisaran suhu pembentukan 600–550℃, hanya terlihat dengan mikroskop elektron);

Pearlite Granular:

Campuran di mana sementit berbentuk butiran dalam matriks ferit; Pearlite granular umumnya diperoleh melalui perlakuan panas spheroidizing annealing; (Spheroidizing annealing: Perlakuan panas yang dilakukan untuk mengubah karbida dalam baja menjadi bentuk bulat);

Bainite Atas:

Campuran yang terbentuk dari ferit akusial supersaturasi dan semenit ketika suhu turun ke kisaran 550–350℃, dengan semenit di antara jarum ferit; Karakteristik: tampilan seperti bulu, rapuh, kekerasan tinggi; pada dasarnya dapat diidentifikasi di bawah mikroskop optik 500x. Bainit Atas

Campuran yang terbentuk dari ferit akusial supersaturasi dan semenit ketika suhu turun ke kisaran 350–230℃, tetapi semenit berada di dalam jarum ferit; Karakteristik: tampak sebagai struktur berbentuk jarum hitam atau menyerupai daun bambu;

Bainit Granular:

Campuran yang tersusun dari ferit blok relatif kasar dan austenit kaya karbon;

Bainit Bebas Karbida:

Struktur mikro yang tersusun dari satu fasa ferit berbentuk lath, juga dikenal sebagai ferit bainit; Karakteristik: bainit bebas karbida umumnya muncul pada baja rendah karbon;

Struktur Widmanstätten:

Suatu mikrostruktur multiphase pada baja di mana fase proeutectoid muncul dalam bentuk seperti jarum atau lempeng yang bercampur dengan pearlite berlapis, terjadi ketika butiran austenit relatif kasar dan laju pendinginan sesuai. Karakteristik: Butiran kasar, dengan bentuk berupa lempeng, seperti bulu, atau segitiga.