Post on 12-Dec-2014
description
Dislokasi dan penguatan logam
- Risfina Bebi- Rifky Iqbal Yuriandi- Argari Alpharianto
Dislokasi
Konsep Dislokasi
Pengertian dislokasi•Dislokasi adalah suatu pergeseran atau pegerakan atom-atom di dalam sistem kristal logam akibat tegangan mekanik yang dapat menciptakan deformasi plastis (perubahan dimensi secara permanen).
Proses dimana deformasi plastis terjadi karena gerakan dislokasi disebut slip. Bidangnya disebut bidang slip.
Konsep Dislokasi
Macam-macam Dislokasi
•Dislokasi Sisi (Edge Dislocation)•Dislokasi Ulir (Screw Dislocation)•Dislokasi Campuran (Mixed Dislocation)
Dislokasi sisi
Dislokasi Sisi adalah dislokasi yang memiliki Vektor burger yang tegak lurus dengan garis dislokasi tetapi searah dengan gerakan garis dislokasi
Mekanisme dislokasi sisi
Mekanisme dislokasi sisi
Analogi antara gerakan Ulat dengan Gerakan Dislokasi
Dislokasi ulir
Dislokasi Ulir adalah dislokasi yang memiliki vektor burger yang sejajar dengan garis dislokasi tetapi tegak lurus dengan arah gerakan garis dislokasi
Mekanisme dislokasi ulir
Dislokasi campuran
Sesuai namanya, dislokasi ini merupakan kombinasi dari dislokasi sisi dan dislokasi ulir
Dislokasi campuran
Mekanisme dislokasi
Gambar disamping menunjukan langkahterbentuknya deformasi plastis pada permukaan kristal oleh gerakan (a) dislokasi sisi dan (b) dislokasi ulir. Perhatikan bahwa untuk sebuah dislokasi sisi, garis dislokasi (r) bergerak ke arah tegangan geser yang diterapkan. Untuk ulir, gerakan garis dislokasi (r) tegak lurus terhadap arah tegangan.
Karakteristik Dislokasi
Dislokasi berpengaruh kepada sifat mekanik material, Termasuk
medan regangan yang berada disekitar dislokasi yang akan
menentukan pergerakan dislokasi, kemudian kekuatan logam akan
menurun
Jika logam mengalami deformasi , 5% energi deformasi tetap berada
pada material , sisanya menjadi panas
Karakteristik Dislokasi Gambardisamping menunjukan:
Daerah tegangan tekan
didaerah yang berwarna hijau
dan daerah yang berwarna
kuning daerah tegangan tarik.
Ditempatkan sekitar sebuah
dislokasi sisi.
Karakteristik Dislokasi
(a)Dua dislokasi dengan tanda yang sama pada sebuah bidang slip saling mendesak dan akhirnya terjadi gaya tolak-menolak. C menunjukan tegangan tekan dan T menyatakan tegangan tarik
(b)Sebuah dislokasi sisi dengan tanda yang berlawanan pada bidang slip saling mendesak dan terjadi gaya tarik-menarik, dan keduanya bertemu dan memusnahkan dislokasi hingga akhirnya membentuk kristal yang sempurna
Sistem slip
Gerakan dislokasi pada suatu bahan tidak sama kesetiap arah ada
bidang yang disukai (prefer plane) untuk terjadi gerakan dislokasi .
Bidang ini disebut bidang slip Sedangkan arah gerakan disebut arah
slip. Gabungan dari keduanya disebut sistem slip
Sistem Slip tergantung pada struktur kristal logam
Slip terjadi pada bidang yang terpadat
Pada FCC sistem slip terjadi pada Bidang {111} dan arah <110>
Sistem slip
Figure 7.6 (a) A {111} <110> slip system shown within an FCC unit cell. (b) The (111) plane from (a) and three <110> slip directions (as indicated by arrows) within that plane comprise possible slip systems.
Sistem slip
penguatan logam
Prinsip penguatan logam
menghambat gerak dislokasi agar logam lebih kuat dan keras
Tujuan penguatan logam
a. Menambah daya dukung beban
b. Meningkatkan ketahanan dan umur pakai komponen
c. Mengurangi volume/tonase bahan (membuat komponen lebih ringan)
d. Mereduksi biaya bahan
e. Memenuhi sifat produksi industri
Mekanisme Penguatan pada logam
Kemampuan metal berdeformasi plastis tergantung pada kemampuan dislokasi bergerak.
Kekerasan dan kekuatan berhubungan dengan berkurangnya deformasi plastis yang terjadi.
Teknik penguatan logam
a. Pengurangan ukuran butir
b. Pemaduan solid – solution
c. Pengerasan regangan ( strain hardening )
a. Pengurangan ukuran butir
Batas butir sebagai penghalang karena:
1) Karena dua butir mempunyai orientasi yang berbeda
2) Ketidak teraturan susunan atom didalam butir akan membuat bidang yang lain putus
Teknik penguatan logam
Material yang mempunyai butir yang halus atau kecil akan lebih kuat dan keras dibandingkan dengan yang mempunyai butir besar. Dapat diturunkan dengan rumus:
sy = s0 + ky d-1/2
d = diameter butir rata – rata
s0, ky = Konstanta
sy = tingkat kekerasan material
Teknik penguatan logam
b. Pengerasan larutan padat (solid solution)
Salah satu teknik pengerasan bahan adalah dengan metode solid solution yaitu memadukan atau mencampurkan atom – atom asing / pengotor. Logam dengan kemurnian tinggi umumnya lebih lunak dan lebih lemah, dengan menaikkan bahan pengotor akan menaikkan kekuatan tarik dan kekerasan. Atom pengotor / paduan akan memasuki area di dekat dislokasi sehingga akan menurunkan regangan tarik (atau tekan). Hal ini akan mengakibatkan dislokasi akan lebih sulit bergerak.
Teknik penguatan logam
Teknik penguatan logam
c. Pengerasan regangan
Adalah fenomena dimana logam ulet menjadi lebih keras dan lebih kuat. Disebut juga work hardening atau disebut juga cold working. karena deformasi mudah terjadi saat suhu rendah (jauh dibawah titik leleh). Ketika logam mengalami pengerjaan dingin, maka kerapatan dislokasi naik dan jarak antar dislokasi menjadi lebih dekat. Regangan antar dislokasi–dislokasi tolak menolak, akibatnya gerakan dislokasi terhambat.
Teknik penguatan logam
%CW = persen pengerjaan
A0 = luas penampang mula-mula
Ad = luas penampang
Teknik penguatan logam
Terima kasih
“ Niscaya Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan
beberapa derajat”(Q.S. Al-Mujadilah: 11)