DISLOKASI DAN DEFORMASI PLASTIS

FAKULTAS TEKNIKUniversitas IndonesiaDepok

DISLOKASI DAN DEFORMASI PLASTIS

Dalam ilmu material, dislokasi adalah kristalografi cacat, atau ketidakteraturan, dalam struktur kristal. Teori ini awalnya dikembangkan oleh Vito Volterra pada tahun 1905, akan tetapi istilah dislokasi baru digunakan Sir Frederick Charles Frank dari departemen Fisika Universitas Bristol.Teori DasarDislokasi adalah suatu pergeseran atau pegerakan atom-atom di dalam sistem kristal logam akibat tegangan mekanik yang dapat menciptakan deformasi plastis (perubahan dimensi secara permanen). Kekuatan (strength) dan keuletan (ductility) atom di dalam melalui tingkat kesulitan atau kemudahan gerakan dislokasi di dalam sistem kristal logam. Misalya pada proses pengerjaan dingin (cold work) terjhadi peningkatan dislokasi di dalam kristal logam sehingga kekuatan logam meningkat, namun keuletan menurun. Ada dua tipe utama: dislokasi tepi, dislokasi ulir, dan dislokasi campuran. Jenis-jenis dislokasi :1. Dislokasi pinggir atau dislokasi garis/sisiDimana terdapat sebuah bidang atom extra atau setengah bidang atom, dan sisinya berakhir ditengah-tengah (di dalam) kristal. Skema Diagram (kisi pesawat) menunjukkan dislokasi sisi. Vektor Burgers hitam, garis dislokasi dengan warna biru.

2. Dislokasi sekrup (screw) atau ulirAdalah dislokasi yang terjadi karena gaya geser dimana bagian atas depan kristal bergeser ke kanan sebesar satu atom terhadap bagian bawah Skema Diagram (kisi pesawat) menunjukkan Dislokasi Ulir. 3. Dislokasi campuranAdalah dislokasi pada material dimana terdapat kedua jenis dislokasi diatas. Dalam banyak bahan, dislokasi dapat ditemukan di mana garis arah dan Burgers vektor yang tidak tegak lurus atau paralel dan dislokasi ini disebut dislokasi campuran, yang terdiri dari karakter ulir dan karakter tepi.

Pengaamatan DislokasiPengaruh pengerjaan dingin terhadap sifat logam adalah, deformasi akan menyebabkan naiknya kekerasan, naiknya kekuatan, tatapi disertai dengan turunyanya keuletan. Untuk mengembalikan logam kesifat semula (lunak dan ulet) perlu dilakukan proses pemanasan terhadap benda kerja yang telah mengalami pengerjaan dingin.Pengaruh pemanasan setalah pegerjaan dingin, perubahan sifat akibat pemanasan tergantung pada temperatur dan waktu pemanasan. Prinsip dasarnya ialah bahawa pemanasan terhadap benda kerja yang telah mengalami deformasi akan menurunkan kerapatan dislokasinya. Pemanasan pada daerah yang dibawah temperatur rekristalisi akan menyebabkan dua hal:1. Terjadinya gerakan dislokasi difusi yang disebut gerakan memanjat (climb).2. Adanya pengaturan kembali susunan dislokasi yang tadinya kurang teratur menajdi lebih teratur. Peristiwa ini disebut poligonisasi. Hubungan deformasi dengan dislokasi :a. Akibat adanya tegangan, maka dislokasi akan bergerak menuju permukaan luar, sehingga terjadi deformasi.b. Selama bergerak, dislokasi dislokasi tersebut bereaksi satu dengan yang lainnya. Hasil reaksinya ada yang mudah bergerak dan ada pula yang sukar bergerak.c. Hasil reaksi yang sukar bergerak justru akan berfungsi sebagai sumber dislokasi baru, sehingga kecepatan dislokasi akan bertambah (dari 106 : 108 dislokasi per cm2 dapat naik menjadi 1010 :1011 dislokasi per cm2).d. Akibat naiknya kerapatan dislokasi, maka gerakan dislokasi akan lebih sulit akibat makin banyaknya hasil reaksi yang sukar bergerak.e. Akibat nyata dari sukarnya gerakan dislokasi adalah naiknya kekuatan logam.

Mikroskopi elektron transmisi dapat digunakan untuk mengamati dislokasi dalam pengamatan mikrostruktur material. Foil tipis digunakan untuk membuat berkas elektron mikroskop transparan. Elektron-elektron yang mengalami berkas difraksi relatif berbeda sudut antara balok dan bidang kisi. Struktur atom yang kurang teratur antara batas butir dan medan regangan di sekitar garis dislokasi berbeda sifat. dislokasi dipandang sebagai garis gelap dalam terang. Transmisi mikrograf elektron dislokasi biasanya memanfaatkan magnifications dari 50.000 sampai 300.000 kali.

Sumber Dislokasi

Kerapatan dislokasi dalam suatu material dapat ditingkatkan oleh deformasi plastik. Karena kerapatan dislokasi meningkat dengan deformasi plastik, sebuah mekanisme untuk menciptakan dislokasi harus diaktifkan dalam materi. Tiga mekanisme untuk pembentukan dislokasi dibentuk oleh homogen nukleasi, inisiasi batas butir, dan interface kisi dan permukaan, presipitat, tersebar fase, atau memperkuat serat. Penciptaan dislokasi oleh nukleasi homogen adalah hasil dari pecahnya ikatan atom sepanjang garis dalam kisi. Dalam homogen nukleasi bentuk kristal dislokasi dari sempurna dan melewati simultan dari banyak ikatan, energi yang diperlukan untuk nukleasi homogen tinggi.Langkah-langkah dan tepian di batas butir merupakan sumber penting dislokasi pada tahap awal deformasi plastik, permukaan kristal dapat menghasilkan dislokasi di dalam kristal. Dislokasi kemudian disebarkan ke kisi dengan cara yang sama seperti dalam batas butir inisiasi. Dalam monocrystals, mayoritas dislokasi terbentuk di permukaan. Kerapatan dislokasi 200 mikrometer ke permukaan material, telah terbukti menjadi enam kali lebih tinggi daripada kepadatan dalam massal. Namun, dalam bahan polikristalin sumber permukaan tidak dapat memiliki pengaruh yang besar karena sebagian besar butir tidak berhubungan dengan permukaan. Batas antara logam dan oksida dapat sangat meningkatkan jumlah dislokasi yang terjadi. Lapisan oksida menempatkan permukaan logam dalam ketegangan karena memeras atom oksigen ke dalam kisi, dan atom oksigen di bawah kompresi. Hal ini sangat meningkatkan tekanan pada permukaan logam dan akibatnya sejumlah dislokasi terbentuk pada permukaan. Tekanan yang dihasilkan oleh sumber dislokasi dapat divisualisasikan dengan photoelasticity dalam Lif iradiasi gamma-kristal tunggal. Tegangan tarik sepanjang bidang luncur merah. Stres kompresi hijau gelap.

Daftar PustakaBarret, S.C. 1952, Structure of Metal.2nd Edition. Mc.Graw Hill Book Company. New York.Merica,P.D, Waltenberg, R.G. dan Sccot, H.1920, Trans ASME, Volume 64, Mc.Graw HillBook Company .New York.Surdia.T,. Saito, S, 2000, Pengetahuan Bahan Teknik., Cetakan ke-5 Pradnya ParamitaJakarta.

E-Pustakahttp://en.wikipedia.org/wiki/Dislocationhttp://hieronimusirwanto.blogspot.com/2010/02/teori-dislokasi.html