Ternary System Kelompok 9 (Lec - Bu Rindang) [PDF]

Citation preview

KELOMPOK 9



2713100011 - Nafiul Fikri Ahmadi 2713100041 - Farid Rizal 2713100072 - Yosua Rielys Pandapotan L. 2713100133 - Bedry Nurhadi Simanjuntak 2713100505 - Muhammad Ikbal Laisa



Ternary Phase System



Introduction Sistem ternary adalah sistem yang menjelaskan fasa dari 3 komponen. Tidak dimungkinkan untuk menjelaskan komposisi paduan ternary dengan 1 fraksi seperti pada komposisi paduan biner. Contohnya komposisi dari Fe-CrNi alloy dapat sepenuhnya dinyatakan mengandung 18% Cr dan 8% Ni , tidak diperlukan lagi mengatakan kandungan 74% Fe. Tapi persyaratan bahwa dua parameter harus dinyatakan untuk menggambarkan komposisi terner berarti bahwa dua dimensi harus digunakan untuk mewakili komposisi pada diagram fase lengkap. Variabel eksternal yang harus diperhatikan dalam sistem ternary adalah suhu , tekanan , komposisi X , dan komposisi Y. Untuk membangun sebuah diagram lengkap mewakili semua variabel ini akan memerlukan penggunaan ruang empat dimensi. Namun pada kenyataannya, tekanan (atmosfer) dapat dianggap konstan, sehingga dibuatlah tiga dimensi (3-D) diagram yang mewakili variabel suhu dan dua parameter konsentrasi. Oleh karena itu dalam setiap penerapan



Model Ruang Sistem Ternary Model 3D yang digunakan telah merepresentasikan komposisi yang membutuhkan dua dimensi dan dengan penambahan variabel suhu yang membuat model sistem ternary menjadi 3D. Model ruang yang digunakan adalah prisma segitiga, di mana suhu diplot pada sumbu vertikal , dan komposisi paduan diwakili di dasar prisma , yang direpresentasikan sebagai segitiga sama sisi . Sehingga, sisi vertikal prisma mewakili tiga sistem biner , AB , BC , dan AC , yang membentuk sistem ternary ABC. Secara hipotesisnya, diagram fasa ternary terdiri dari logam A , B , dan C. Diagram berisi dua eutectics biner pada dua sisi yang terlihat di diagram , dan eutektik biner ketiga antara elemen B dan C yang tersembunyi di belakang plot diagram.



Model Ruang Sistem Ternary Karena sulit menggunakan/membaca plot ternary 3D secara langsung , maka informasi dari diagram dapat diplot dalam dua dimensi dengan salah satu dari beberapa metode yaitu metode plot liquidus , plot isotermal , dan bagian vertikal disebut isopleth . Plot Liquidus : Temperature di mana beku tergambar di gambar/diagram sebelumnya. Namun tempertatur untuk masing-masing komposisi ditransfer ke sebuah diagram segitiga. Temperatur liquidus diplot sebagai kontur isotermal. Diagram ini sangat membantu dalam memprediksi pembekuan suhu alloy. Pada gambar dibawah, garis cair memiliki panah yang menunjukkan arah pembekuan menuju titik eutektik ternary . Plot Liquidus juga memberikan identitas fase utama yang akan terbentuk selama proses pemadatan (solidification) untuk setiap komposisi paduan diberikan . Plot yang sama , yang dikenal sebagai plot solidus , menunjukkan pembekuan solidus.



Liquidus plot for hypothetical ternary phase diagram



Model Ruang Sistem Ternary Plot Isotermal : Plot isotermal menunjukkan fase yang hadir dalam setiap paduan pada suhu tertentu dan berguna untuk memprediksi fasa dan jumlah komposisi pada suhu tersebut. Plot isotermal adalah yang paling berguna karena memungkinkan analisis komposisi, sementara plot liquidus dan plot isopleth tidak memungkinkan analisis komposisi .



Model Ruang Sistem Ternary Plot Isopleth : Kelompok paduan tertentu dapat diplot sebagai secara vertikal, yang juga biasa disebut isopleths . Bagian ini sering mewakili komposisi tetap salah satu elemen, ketika jumlah dari dua elemen lain diizinkan untuk bervariasi. Plot ini menunjukkan bagaimana fasa dan struktur berubah ketika suhu bervariasi dan ketika dua dari unsur paduannya berubah jumlah komposisinya. Contoh : Plot isopleth melalui diagram disamping pada komposisi 40% C.



Ternary Phase Diagram Diagram ternary mewakili keseimbangan antara berbagai fasa yang terbentuk antara tiga komponen , sebagai fungsi temperatur . Konsentrasi masing-masing tiga Komponen dapat dinyatakan sebagai "berat % " atau " molar % “. Jumlah konsentrasi ketiga komponen harus berjumlah 100 %. The Gibbs Triangle : Sebuah segitiga sama sisi di mana unsur murni diwakili oleh masingmasing sudut yang digunakan untuk menentukan komposisi keseluruhan paduan.



Ternary Phase Diagram



Ternary Phase Diagram Ada tiga cara untuk menentukan keseluruhan komposisi Metode 1: 1. Biarkan komposisi keseluruhan diwakili oleh titik X 2. Gambar garis melewati X , dan sejajar dengan masing-masing sisi, dimana garis A'C ' memotong sisi AB yang menjelaskan konsentrasi komponen B di X. 3. Konsentrasi A dan C di X , dapat ditentukan dengan cara yang sama



Ternary Phase Diagram



Ternary Phase Diagram Metode 2: 1. Gambar garis melalui X dan sejajar dengan Gibbs Triangle 2. A’C’ intersects AB at A’ 3. B’C” intersects AB at B’ 4. Concentration of B = AA’ 5. Concentration of C = A’B’ 6. Concentration of A = B’B



Ternary Phase Diagram



Ternary Phase Diagram Metode 3 (Mengaplikasikan Inverse Lever Rule) 1. Gambar garis lurus dari tiap sudut melalui X 2. %A = AX/AM 3. %B = BX/BN 4. %C = CX/CL Ket: Selalu cek konsentrasi dari tiap komponen hingga benar 100%



Ternary Phase Diagram



example



Ternary Phase Diagram



10 wt % H2O 15 wt % H2O



30 wt % H2O



40 wt % H2O



20 wt % H2O



Ice Golbs