MODUL 8 Deformasi Logam 1. Deformasi elastis logam

Presentasi berjudul: "MODUL 8 Deformasi Logam 1. Deformasi elastis logam"— Transcript presentasi:

1 MODUL 8 Deformasi Logam 1. Deformasi elastis logam
Deformasi elastis terjadi pada tegangan rendah, dan mempunya 3 karakteristik : 1. bersifat mampu balik (reversible) 2. antara tegangan dan regangan terdapat hubungan linier sesuai hukum Hooke 3. deformasi elastis umumnya kecil (yaitu < 1 % regangan elastis) Tegangan di suatu titik dalam benda didefinisikan dengan memperhatikan kubus yang tak terhingga kecilnya yang mengelilingi titik tersebut dan gaya yang bekerja pada permukaan kubus tersebut berasal dari material sekitarnya. Gaya tersebut dapat diuraikan menjadi komponen yang sejajar sisi kubus dan bila dibagi dengan luas permukaan kubus menghasilkan sembilan komponen tegangan, lihat Gambar Komponen ij. adalah gaya yang bekerja dalam arah-j per satuan luas permukaan yang tegak lurus terhadap arah-i. Jelas, bahwa apabila i = j maka diperoleh komponen tegangan normal (misalnya ) yang bersifat tarik (positif) atau tekan (negatif), dan apabila i tidak sama dengan j xx (misalnya xy ) didapatkan komponen tegangan geser. Tegangan geser tersebut menghasilkan kopel pada kubus; dan untuk mencegah terjadinya rotasi kubus maka

2 mengindikasikan kekuatan tarik maksimum dari logam
mengindikasikan kekuatan tarik maksimum dari logam. Setelah melewati titik UTS tegangan kembali turun karena luas penampang turun secara drastis, sedangkan pengaruh dari pengerasan regangan pada daerah ini tidak lebih dominan dibanding akibat pengecilan luas penampang. 3. Perilaku dislokasi selama deformasi Fakta bahwa kristal dapat dideformasi plastis dengan mudah pada tegangan yang jauh lebih rendah daripada kekuatan teoretis (r, = yb127ra) cukup mencengangkan. Hal ini mungkin terjadi berkat mobilitas dislokasi. Gambar berikut memperlihatkan bahwa ketika sebuah dislokasi meluncur pada kisi, dislokasi tersebut bergerak dari posisi kisi simetris ke posisi lain, dan pada setiap posisi dislokasi berada dalam posisi kese- timbangan netral, karena gaya atom yang bekerja padanya dari setiap sisi berimbang. Ketika dislokasi bergerak dari posisi kisi simetris tersebut terjadi ketidakseimbangan gaya atomik, dan tegangan yang bekerja harus mengatasi gesekan kisi. Seperti diperlihatkan, perpindahan dislokasi intermediat dari dislokasi jugs akan menghasilkan keseimbangan sistem gaya. Adanya mobilitas dislokasi yang tinggi menyebabkan logam lebih mudah mengalami deformasi plastis. Adanya hambatan terhadap dislokasi mengakibatkan dislokasi makin susah bergerak sehingga logam makin silit untuk mengalami deformasi plastis. Atom terlarut maupun batas butir merupakan sarana untuk menghambat gerakan dislokasi sehingga kekuatan logam makin meningkat. Mobilitas dislokasi juga dipengaruhi oleh temperatur.Makin tinggi temperatur dislokasi makin mobil sehingga kekuatan logam makin turun dengan meningkatnya temperatur.

3 temperatur atau peningkatan laju-regangan
temperatur atau peningkatan laju-regangan. Logam dan paduan umumnya mengalami pengerasan akibat pengerjaan-dingin atau dengan menempatkan penghambat (presipitat) pada jalur pergerakan dislokasi untuk menghambat pergerakan. Mekanisme penguatan seperti ini meningkatkan tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan kecepatan tertentu pada dislokasi dengan care yang sama yang dihasilkan oleh penurunan temperatur. Variasi tegangan luluh dengan temperatur dan laju regangan Tegangan Peierls-Nabarro yang tinggi, yang dikaitkan dengan material yang memiliki dislokasi yang sempit, menghasilkan penghalang rentang-dekat untuk pergerakan dislokasi. Penghalang seperti ini hanya efektif pada beberapa jarak atomik, sehingga aktivasi termal membantu tegangan yang diterapkan untuk mengatasinya. Aktivasi termal membantu menggerakkan sebagian dislokasi untuk melewati peng- halang dan setelah itu peluncuran berlanjut dengan pergerakan ke sisi dari kink. (Proses ini diperlihatkan pada Gambar 7.29, Subbab ). Material dengan dislokasi yang sempit memiliki sifat yang peka temperatur; dan material yang secara intrinsik- keras cepat kehilangan kekuatannya dengan meningkatnya temperatur, seperti diperlihatkan pada skema Gambar 7.18a. Pada diagram ini rasio (tegangan luluh/modulus) digambarkan terhadap, TI T untuk menghilangkan efek modulus yang berkurang dengan turunnya temperatur. Gambar memperlihatkan bahwa material yang memiliki tegangan luluh yang sangat bergantung temperatur juga memiliki kepekaan laju-regangan tinggi, berarti makin tinggi laju regangan, makin tinggi tegangan luluh. Hal ini terjadi karena aktivasi termal kurang efektif dengan percepatan laju deformasi. Pada logam bcc dapat timbul gesekan kisi yang tinggi terhadap pergerakan dislokasi yang berasal dari disosiasi-dislokasi pada beberapa bidang. Sesuai dengan pembahasan dalam Bab 4, jika dislokasi ulir dengan vektor Burgers a/2[1 1 1] terletak dalam arah simetri maka dislokasi tersebut dapat berdisosiasi pada tiga bidang yang ekivalen secara, kristalografi. Apabila terjadi disosiasi seperti ini, maka dislokasi perlu dibatasi sebelum meluncur pada salah satu bidang slip. Pembatasan ini akan lebih sulit bila temperatur diturunkan sehingga, kebergantungan tegangan luluh yang besar pada temperatur dalam logam bcc, yang diperlihatkan pada gambar dibawah