Struktur mikro utama dari besi dan baja adalah sebagai berikut:
1. Austenite
2. Ferit
3. Cementite
4. Pearlite

Paragraf berikutnya akan mengurai secara singkat satu persatu:

Austenit (Austenite)

Austenit adalah larutan padat karbon bebas (ferit) dan besi dalam besi gamma. Pada pemanasan baja, setelah suhu kritis atas, pembentukan struktur selesai menjadi austenit yang keras, ulet dan non-magnetik. Ia mampu melarutkan karbon dalam jumlah besar. Hal ini terjadi di antara rentang kritis atau transfer selama pemanasan dan pendinginan baja. Austenit terbentuk ketika baja mengandung karbon hingga 1,8% pada 1130 ° C. Pada pendinginan di bawah 723 ° C, ia mulai berubah
menjadi perlit dan ferit. Baja Austenitik tidak dapat dikeraskan dengan metode perlakuan panas yang biasa dan non-magnetik.

Ferit (Ferrite)

Ferit mengandung sangat sedikit (atau tidak ada) karbon dalam zat besi. Ferit adalah nama yang diberikan untuk kristal besi murni yang lunak dan ulet. Pendinginan lambat dari baja karbon rendah di bawah suhu kritis menghasilkan struktur ferit. Ferit tidak mengeras bila didinginkan dengan cepat. Ferit sangat lembut dan sangat magnetik.

Sementit (Cementite)
Cementite adalah senyawa kimia karbon dengan besi dan dikenal sebagai besi karbida (Fe3C). Besi cor yang memiliki 6,67% karbon memiliki struktur sementit yang lengkap. Sementit bebas, ditemukan di semua baja yang mengandung lebih dari 0,83% karbon. Sementit meningkat dengan meningkatnya kadar karbon sebagaimana tercermin dalam diagram Keseimbangan Fe-C. Kekerasan dan kerapuhan dari besi cor diyakini karena adanya sementit. Sementit mengurangi kekuatan tarik. Sementit terbentuk ketika karbon membentuk kombinasi yang pasti dengan besi dalam bentuk besi karbida yang sangat keras di alam. Kerapuhan dan kekerasan besi cor terutama dikontrol oleh keberadaan sementit di dalamnya. Sementit bersifat magnetik di bawah temperatur 200 ° C.

Perlit (Perlite)
Pearlit adalah paduan eutektoid dari ferit dan sementit. Perlit terjadi terutama pada baja karbon rendah dalam bentuk campuran mekanik ferit dan sementit dalam perbandingan 87:13. Kekerasannya meningkat dengan proporsi perlit dalam bahan besi. Pearlite relatif kuat, keras dan ulet, sedangkan ferit lemah, lunak dan ulet. Perlit dibangun dari pelat terang dan gelap alternatif. Lapisan-lapisan ini bergantian ferit dan sementit. Ketika dilihat dengan bantuan mikroskop, permukaan memiliki penampilan seperti pearl (mutiara) mutiara, karenanya disebut perlit. Baja keras adalah campuran dari perlit dan sementit sedangkan baja lunak adalah campuran dari ferit dan perlit.

Karena kandungan karbon meningkat melebihi 0,2% pada suhu di mana ferit pertama kali ditolak dari penurunan austenit sampai, pada atau di atas 0,8% karbon, tidak ada ferit bebas, yang ditolak dari austenit. Baja ini disebut baja eutektoid, dan merupakan struktur perlit di dalam komposisinya. Karena besi yang memiliki berbagai persentase kadar karbon (hingga 6%) dipanaskan dan didinginkan.

Kesimpulan:

Gambar dibawah (kiri) menunjukkan struktur mikro baja ringan (0,2 - 0,3% C). Permukaan putih dalam gambar ini merupakan besi murni atau memiliki karbon bebas sangat rendah pada besi dalam bentuk ferit. Adapun bercak hitam yang mengandung karbon dalam besi adalah bentuk gabungan kimia yang dikenal sebagai karbida (sementit). Sementite sangat keras dan rapuh.

Sekarang jika bercak-bercak hitam/gelap dari gambar tersebut diamati lebih lanjut, maka akan terlihat suatu zat yang berbentuk lapisan bergantian antara bercak terang dan gelap yang berupa ferit (terang) dan sementit (gelap) sebagaimana terlihat pada Gambar (tengah). Zat inilah yang disebut sebagai perlit dan terdiri dari 87 % ferit dan 13 % sementit. Namun dengan meningkatnya kandungan karbon pada baja, maka perlit meningkat hingga 0,8 % C. Struktur baja dengan kadar karbon 0,8% C seluruhnya adalah perlit. Namun jika kandungan karbon dalam baja semakin meningkat hingga 1,5 % C, maka baja tersebut akan disebut sebagai baja karbon tinggi. Struktur mikro baja karbon tinggi digambarkan pada Gambar (kanan).

strukturmikro

Referensi: Introduction to Basic Manufacturing Process and Workshop Technology, Rajender Singh