PenGuJian Creep

8/10/2019 PenGuJian Creep

1/11

PENGUJIAN MULUR (CREEP)

Definisi creepadalah aliran plastis yang dialami material pada tegangan

tetap. Meskipun sebagian besar pengujian dilakukan dengan kondisi beban

tetap, tersedia peralatan yang mampu mengurangi pembebanan selama

pengujian sebagai kompensasi terhadap pengurangan penampang benda uji.

Pada temperatur relatif tinggi, creepterhadi pada semua level tegangan, tetapi

pada temperatur ter tentu laju creepbertambah dengan meningkatnya tegangan.

Pengukuran dimensi memerlukan kehati-hatian, karena dengan peningkatan

temperatur beberapa per sepuluh derajat sudah terjadi penggandaan laju creep.

Kurva a pada Gambar 1 menampilkan karakteristik kurva creep dan setelah

regangan seketika akibat pembebanan tiba-tiba, proses creep dapat dibagi

menjadi tiga tahapan, yaitu creepprimer atau creep transien, creep sekunder

atau creepkeadaan-stasioner dan creeptersier atau creepdiperepat.

Gambar 1. Kurva creepyang la!im dijumpai

KURVA MULUR

"ntuk menentukan kurva mulur rekayasa suatu logam, maka pada benda

tarik dikenakan beban tetap sedang suhu benda uji dijaga tetap, regangan

#perpanjangan$ yang terjadi ditentukan sebagai fungsi %aktu. &aktu yang

diperlukan dapat berbulan-bulan, bahkan beberapa pengujian memerlukan %aktu

lebih dari 1' tahun.

Kurva ( pada Gambar ) merupakan bentuk kurva mulur ideal. Kemiringan

pada kurva #d*dt atau $ tersebut dinyatakan sebagai laju mulur. Mula-mula

1


2/11

benda uji mengalami perpanjangan sangat epat, ', kemudian laju mulur akan

turun terhadap %aktu hingga menapai keadaan hampir seimbang, dimana laju

mulurnya mengalami perubahan yang keil terhadap %aktu.

Dalam melakukan uji mulur rekayasa, biasanya beban uji dipertahankan

konstan. +adi sejalan dengan memanjangnya benda uji serta mengeilnya luas

penampang lintang, maka tegangan sesumbu #uniaial$ bertambah besar.

Gambar ). Kurva mulur tipikal yang menggambarkan tahapan mulur.

Kurva (, uji beban tetap, kurva uji tegangan tetap

(ndrade menyatakan bah%a kurva mulur tegangan tetap merupakan

superposisi dua buah proses mulur yang berbeda yang terjadi setelah regangan

mendadak yang dihasilkan oleh beban yang dikenakan. Komponen pertama

kurva mulur adalah kurva transien, dimana laju mulurnya turun terhadap

%aktu. Komponen yang kedua adalah mulur viskos dengan laju mulur tetap.

(ndrade mengajukan suatu persamaan empiris untuk menyatakan kurva mulur/

0 '#1 t1*$ e #kt$ #1$

dimana adalah regangan selama %aktu t dan serta k merupakan konstanta.

Mulur transien yang dinyatakan oleh dan persamaan #1$ akan mempunyai

harga sama bila k 0 '. Konstanta k menggambarkan perpanjangan tiap satuan

panjang yang terjadi pada laju tetap. 2uatu persamaan yang lebih sesuai

dibandingkan persamaan (ndrade, %alaupun pengujiannya dilakukan pada

jumlah bahan yang terbatas, dikemukakan oleh Garafalo.

0 ' t#1 3 e3 rt$ st #)$

dimana ' 0 regangan yang terjadi segera setelah pembebanan

t 0 batas mulur transien

)


3/11

r 0 perbandingan antara laju mulur transien terhadap regangan mulur

transien

s 0 laju mulur keadaan tunak #steady-state$

Gambar memperlihatkan efek tegangan yang dikenakan terhadap

kurva mulur pada suhu tetap. +elas kelihatan bah%a kurva mulur dengan tahap

dengan jelas pada kombinasi tegangan dan suhu tertentu saja. 2ekumpulan

kurva yang serupa didapatkan untuk mulur pada tegangan tetap dan suhu yang

berbeda. Makin besar suhu, makin besar pula laju mulurnya.

Gambar . Penggambaran seara skematik dari efek

tegangan terhadap kurva mulur pada suhu tetap

parameter ranangan yang paling penting yang dijabarkan dari kurva

mulur adalah laju mulur minimum. iasanya digunakan ) buah standar, yakni/

#1$ tegangan untuk menghasilkan laju mulur ','''1 persen tiap jam atau 1 4

tiap 1'.''' jam5 atau #)$ tegangan untuk menghasilkan laju, mulur ',''''1

persen tiap jam atau 1 4 tiap 1''.''' jam #kira-kira 11 6 tahun$. Kriteria

yang pertama ook untuk paduan yang digunakan pada mesin jet, sedangkan

kriteria yang kedua digunakan bagi bahan untuk turbin-turbin uap dan peralatanyang sejenis.

PERUBAHAN STRUKTUR SELAMA MULUR

+ika gradien kurva mulur #Gambar )$ dipetakan terhadap regangan,

akan diperoleh kurva yang menghubungkan laju mulur terhadap regangan total

#Gambar 7$. Kurva ini seara dramatis menggambarkan perubahan laju mulur


4/11

besar yang terjadi selama uji mulur. Karena tegangan dan suhu tetap, maka

variasi laju mulur tersebut ditimbulkan oleh perubahan struktur internal bahan

dengan adanya regangan mulur dan %aktu.

Gambar 7. 8aju regangan pada uji mulur

sebagai fungsi regangan total

8ogam-logam yang berada pada suhu tinggi mengalami sejumlah proses

deformasi sekunder. Proses ini terdiri atas pergeliniran ganda, pembentukan

pita gelinir yang sangat kasar, pita-pita ter tekuk, pembentukan lipatan pada

batas-batas butir, dan migrasi batas butir.

MEKANISME DEFORMASI MULUR

Mekanisme deformasi mulur utama dapat dikelompokkan sebagai

berikut/

- Pergeliniran dislokasi 3 menakup pergerakan dislokasi sepanjang bidang

slip dan melintasi hambatan oleh aktivasi termal. Mekanisme ini terjadi

pada tegangan tinggi, *G 9 1'-).

- Mulur dislokasi 3 menakup pergerakan dislokasi yang dapat melampaui

habatan oleh mekanisme termal meliputi difusi kekosongan atau interstisi.

:erjadi pada 1'-7; *G ; 1'-).

- Mulur difusi 3 menakup aliran kekosongan dan interstisi melalui kristal di

ba%ah pengaruh tegangan luar. :erjadi pada *G ; 1'-7. Mulur oble termasuk dalam kelompok ini.

- Gelinir batas butir 3 menakup pergeliniran dari butir yang satu terhadap

butir lainnya.

7


5/11

2eringkali, lebih dari satu mekanisme bekerja pada %aktu yang bersamaan.

ila beberapa mekanisme beroperasi seara paralel, yaitu mereka tidak tergantung

satu dengan lainnya, maka laju mulur tunak #steady state$ adalah/

.

=i

.

i #$

dimanai

.

adalah laju mulur untuk mekanisme i. ila mekanisme beroperasi

seara paralel, maka mekanisme terepat akan mendominasi perilaku mulur.

ila beberapa mekanisme beroperasi seara seri, maka mekanisme tersebut

beroperasi seara berurutan,

=i

.

.$*1#

1i

#7$

dan mekanisme yang paling lambat akan mengendalikan deformasi mulur.

Pergelinciran Dil!"ai

Mekanisme pergeliniran dislokasi bekerja pada level tegangan yang

relatif tinggi untuk deformasi mulur biasa. 8aju mulur ditentukan oleh keepatan

gerak dislokasi melampaui rintangan seperti endapan, atom larut dan dislokasi

lainnya.

M#l#r Dil!"ai

Mulur dislokasi terjadi akibat pergeliniran dislokasi yang terjadi akibat

pengaruh difusi kekosongan. Kerangka dasar berbagai teori dietuskan oleh

?ra%an dan ailey yang menyatakan bah%a laju mulur tunak menerminkan

antara faktor yang saling bersaingan yaitu/ lau pergeseran regangan h 0 *

dan laju pemulihan termal hasil pengaturan kembali dan peniadaan dislokasi, r 0

-*t. Keadaan tunak terapai bila laju pemulihan ukup besar dan laju

pergeseran regang ukup rendah sehingga terapai keseimbangan antara kedua

faktor ini.

==*

t*

h

rs

.

#@$

@


6/11

Model fisis untuk mulur dislokasi harus dapat menentukan h dan r. Mekanisme

yang dikemukakan oleh Gituus memberikan hasil yang sesuai dengan

perobaan. Gagasannya didasarkan pada model pergerakan dislokasi oleh pengaruh

tegangan dan difusi dalam jaringan tiga dimensi #substruktur$.

-

vj-

s

.

G

k:

GbD1A

=

#A$

dimana/ j 0 konsentrasi jog

Dv 0 koefisien difusi-sendiri kisi atau bahan

G 0 modulus geser

b 0 vektor urgers dislokasi

0 tegangan luar

k 0 konstanta olt!mann

: 0 temperatur mutlak

M#l#r Di$#i

Pada suhu tinggi dan tegangan yang relatif rendah, *G ; 1'-7 mulur

difusi merupakan mekanisme pengendali.


7/11

-

gb

7

s

.

k:d

Db@'

#C$

dimana d adalah diameter butir dan D gbadalah koefisien difusi batas butir.

Pergelinciran Ba%a&B#%ir

Meskipun pergeliniran batas-butir tidak begitu besar pengaruhnya

terhadap mulur tunak, pergeliniran batas-butir penting memegang peran

penting dalam tahap a%al kepatahan intergranular.


8/11

DAFTAR PUSTAKA

George . Dieter, 1EE), Me%al#rgi Me"ani",+ilid ), +akarta/ rlangga.

Gere, :imoshenko, 1EEA, Me"ani" Ba'an, +ilid ), +akarta/ rlangga.

M.+. 2mith, 1EC@, Ba'an K!n%r#"i an S%r#"%#r Te"ni", +akarta/

rlangga.

Popov, .P., 1EEA, Me"ani"a Ba'an, disi ), rlangga, +akarta.

C


9/11

KATA PENGANTAR

F

(lhamdulillah, puji dan syukur kepada (llah 2&:., yang mana (llah

telah memberikan kepada kami umur, kesehatan sehingga kami dapat

menyelesaikan makalah yang sederhana ini. 2ela%at dan salam ke pangkuan

alam


10/11

DAFTAR ISI

=alaman

K(:( P


11/11

P E N G U J I A N M U L U R (CREEP )

Di##n Ole'*

JURUSAN TEKNI K PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS S+IAH KUALA

DARUSSALAM, BANDA A-EH

.//0

PenGuJian Creep

Documents

Transcript of PenGuJian Creep