Tugas Failure Analysis 3 M.Ekaditya Albar / 1106154305

1

1. Jelaskan jenis-jenis perpatahan!

Berdasarkan jejak perpatahannya (fracture path), maka perpatahan dibagi menjadi 4 bagian:

Perpatahan ulet (dimple rupture)

Perpatahan akibat deformasi plastis dimana permukaannya kusam, buram dan

berserat. Pada perpatahan ini, tegangan geser lebih dominan dengan bentuk patahan

“cup & cone” 45o.

Gambar 1. Perpatahan ulet pada material tool steel martempered 234

Perpatahan getas (cleavage rupture)

Perpatahan tanpa adanya deformasi plastis dengan permukaan patahan yang terang

dan kristalin. Permukaan patahan umumnya tegak lurus dengan arah pembebanan dan

ada “chevron marks”.

Gambar 2. Perpatahan getas pada Armco iron

Tugas Failure Analysis 3 M.Ekaditya Albar / 1106154305

2

Perpatahan fatik (fatigue rupture)

Perpatahan akibat adanya pembebanan fatik (berulang) sehingga material mengalami

kelelahan dengan ciri-ciri: memiliki deformasi plastis yang sedikit sekali atau hampir

tidak ada, perpatahannya bersifat progresif (berawal dari retak halus yang merambat

akibat beban ber-fluktuatif) dan adanya “beach marks” atau “rachet marks”.

Gambar 3. Perpatahan fatik pada baja AISI 1040

Perpatahan dekohesif (decohesive rupture)

Perpatahan ini biasanya tidak mengalami deformasi plastis dan merupakan hasil dari

lingkungan yang reaktif atau mikrostruktur yang unik sehingga terjadi perpatahan di

batas butir karena batas butir merupakan sumber cacat pada material.

Gambar 4. Mekanisme perpatahan dekohesif pada batas butir yang equiaxed

Tugas Failure Analysis 3 M.Ekaditya Albar / 1106154305

3

2. Jelaskan perbedaan klasifikasi “inter dan trans crystalline”!

Perpatahan intercrystalline merupakan jenis perpatahan dimana retak (crack) merambat

melalui batas butir sedangkan pada transcrystalline, retak merambat menembus batas butir.

Gambar 5. Perpatahan intercrystalline (kiri) dan transcrystalline (kanan)

3. Jelaskan perbedaan ciri-ciri patah ulet dan patah getas!

Patah Ulet Patah Getas

Ada deformasi plastis Tidak ada deformasi plastis

Permukaannya buram, kusam dan berserat Permukaannya terang dan kristalin

Bentuk patahan “cup & cone” 45o Permukaan patahan umumnya tegak lurus

dengan arah pembebanan

Ada dimple (lubang-lubang kecil) Ada “chevron marks”

Tugas Failure Analysis 3 M.Ekaditya Albar / 1106154305

4

4. Jelaskan perbedaan dari striasi dan beach marks!

Striasi Beach Marks

Karakteristik utama fatik pada tahap 2

dimana retak merambat dan meninggalkan

tonjolan (ridge, striation) pada permukaan

Merupakan deformasi plastis di ujung

retakan

Aspek ukuran: kecil dan hanya dapat dilihat

dengan SEM

Aspek ukuran: cukup besar dan dapat

diamati dengan kasat mata

Aspek penyebab: kemajuan rambatan retak

akibat sekali pembebanan

Aspek penyebab: lokasi posisi front retak

setelah terhenti

5. Jelaskan mekanisme tahapan perpatahan akibat fatik berikut gambar!

Tahapan mekanisme fatik:

Inisiasi (crack initiation): adanya cacat / stress concentration di permukaan yang

memicu fatik saat mengalami pembebanan.

Perambatan (crack propagation): mekanisme menjalarnya crack pada permukaan

akibat pembebanan fatik.

Patahan akhir (final rupture): deformasi plastis dimana material akhirnya mengalami

kegagalan akibat fatik.

Tugas Failure Analysis 3 M.Ekaditya Albar / 1106154305

5

Gambar 6. Mekanisme tahapan perpatahan fatik

6. Jelaskan beberapa pencegahan agar terhindar dari patah fatik!

Menghilangkan atau mengurangi tegangan sisa pada permukaan komponen akibat

manufaktur

Menghindari permukaan dengan ujung yang tajam

Mencegah adanya discontinuity selama proses pembuatan komponen

Meningkatkan ketelitian dalam fabrikasi dan prosedur saat fastening.

Menghindari proses surface treatments seperti plating.

Melakukan proses shot peening pada komponen sehingga meninggalkan residual

stress berupa compression yang beguna untuk ketahanan fatik.

Gambar 7. Mekanisme shot peening pada material tahan fatik

Tugas Failure Analysis 3 M.Ekaditya Albar / 1106154305

6

7. Jelaskan mekanisme patahan akibat perapuhan (embrittleness) dan beri beberapa

contoh yang saudara ketahui!

Mekanisme intergranular (oleh faktor temperatur)

Strain age embrittlement -> aging

Quench age embrittlement -> presipitat karbida

Blue brittleness -> penguatan presipitat (temp 230-370oC)

Tempered embrittlement -> pengotor (Sb, Sn, As) pada temp 370-575oC

Sigma-phase embrittlement -> pada SS di temp 560-980oC

HAZ graphitization -> pada Carbon Steel weld di temp 425oC dan waktu lama

Inter-metallic compound embrittlement -> galvanized steel pada temp 420oC,

waktu lama -> senyawa intermetalik Fe-Zn

Mekanisme intergranular (oleh faktor lingkungan)

Neutron embrittlement -> radiasi meutron pada reaktor nuklir

Hydrogen embrittlement -> karena pickling, electroplating, welding, H2S

exposure

Stress corrosion embrittlement -> karena lingkungan korosif

Liquid metal embrittlement -> salt-bath process (pada proses pembuatan glass)

8. Apakah setiap jenis perpatahan material disebabkan oleh hanya satu jenis perpatahan?

Jelaskan menurut saudara dengan memberikan contoh!

Menurut saya, perpatahan material yang terjadi tidak

hanya melibatkan satu jenis mekanisme perpatahan.

Contohnya saja pada kasus pengujian komponen

kendaraan yang kadang tidak hanya memiliki satu

jenis perpatahan saja, melainkan perpatahan campuran

(ductile dan brittle) secara bersamaan. Hal ini

dimungkinkan karena faktor komposisi material dan

proses pembebanan serta kondisi lingkungan atau

kondisi operasinya.