Patahan Ductile [PDF]

Citation preview

APLIED FAILURE ANALYSIS ( Jenis Patahan )



Nama



: Usep Soepuddin



NIM



: 12 610 006



DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA



Jenis Perpatahan Secara umum sebagaimana analisis perpatahan pada benda hasil uji tarik maka perpatahan impak digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu:



1. Perpatahan berserat (fibrous fracture), yang melibatkan mekanisme



pergeseran bidang bidang kristal di dalam bahan (logam) yang ulet (ductile). Ditandai dengan permukaan patahan berserat yang berbentuk dimpel yang menyerap cahaya dan berpenampilan buram.



2. Perpatahan granular/kristalin, yang dihasilkan oleh mekanisme pembelahan



(cleavage) pada butir-butir dari bahan (logam) yang rapuh (brittle). Ditandai dengan permukaan patahan yang datar yang mampu memberikan daya pantul cahaya yang tinggi (mengkilat).



3. Perpatahan campuran (berserat dan granular). Merupakan kombinasi dua jenis perpatahan di atas.



Pada kedua patahan ini termasuk kedalam patahan Ductile yang mana ditandai



dengan permukaan patahan berserat yang berbentuk dimpel yang menyerap cahaya dan berpenampilan buram.



DBT (Ductile to Brittle Tension) Beberapa bahan tiba-tiba menjadi getas dan patah karena perubahan temperatur dan laju reaksi, walaupun pada dasarnya logam tersebut ulet. Gejala ini disebut transisi ulet-getas, yang merupakan hal penting ditinjau dari penggunaan praktis bahan. Bahan yang dapat



memberikan patahan getas adalah bcc seperti Fe, W, Mo, Nb, Ta, dan logam hcp seperti Znserta paduannya, sedangkan fcc tidak bisa sama sekali. gejala ini juga mudah terjadi pada plastik. faktor – faktor penyebab DBT (Ductile to Brittle Tension) 



tegangan 3 sumbu : karena keadaan tegangan menjadi rumit terhadap dua atau tiga sumbu disebabkan oleh pangkal takikan, maka terjadi peningkatan yang menyolok dari tegangan mulur dan patah getas mudah terjadi.







laju regangan : peningkatan tegangan mulur yang sangat ditandai oleh peningkatan laju regangan yang mengakibatkan patah getas.







temperatur : makin rendah temperatur maka semakin mudah terjadi patah getas.



Patah Getas (Brittle Fracture) Merupakan fenomena patah pada material yang diawali terjadinya retakan secara cepat dibandingkan patah ulet tanpa deformasi plastis terlebih dahulu dan dalam waktu yang singkat. Dalam kehidupan nyata, peristiwa patah getas dinilai lebih berbahaya daripada patah ulet, karena terjadi tanpa disadari begitu saja. Biasanya patah getas terjadi pada material berstruktur martensit, atau material yang memiliki komposisi karbon yang sangat tinggi sehingga sangat kuat namun rapuh.



Gambar Martensite Structure Ciri-cirinya: o



Permukaannya terlihat berbentuk granular, berkilat dan memantulkan cahaya.



o



Terjadi secara tiba-tiba tanpa ada deformasi plastis terlebih dahulu sehingga tidak tampak gejala-gejala material tersebut akan patah.



o



Tempo terjadinya patah lebih cepat



o



Bidang patahan relatif tegak lurus terhadap tegangan tarik.



o



Tidak ada reduksi luas penampang patahan, akibat adanya tegangan multiaksial.



Gambar Spesimen Patah Getas



Patah Ulet (Ductile Fracture) Patah ulet merupakan patah yang diakibatkan oleh beban statis yang diberikan pada



material, jika beban dihilangkan maka penjalaran retak akan berhenti. Patah ulet ini ditandai dengan penyerapan energi disertai adanya deformasi plastis yang cukup besar di sekitar patahan, sehingga permukaan patahan nampak kasar, berserabut (fibrous), dan berwarna



kelabu. Selain itu komposisi material juga mempengaruhi jenis patahan yang dihasilkan, jadi bukan karena pengaruh beban saja. Biasanya patah ulet terjadi pada material berstruktur bainit yang merupakan baja dengan kandungan karbon rendah.



Gambar Bainite Structure Ciri-ciri patah ulet: o



Ada reduksi luas penampang patahan, akibat tegangan uniaksial



o



Tempo terjadinya patah lebih lama.



o



Pertumbuhan retak lambat, tergantung pada beban



o



Permukaan patahannya terdapat garis-garis benang serabut (fibrosa), berserat, menyerap cahaya, pempilannya buram



Gambar Spesimen Patah Ulet Ductile to Brittle Tension Adalah fenomena perubahan sifat yang disebabkan faktor-faktor tertentu di mana pada



saat suatu material mengalami patah mengalami pergeseran sifat, awalnya merupakan material ulet tetapi mengalami patah getas. Berikut adalah factor-faktor yang menyebabkan Ductile to Brittle Tension: o



Temperatur



Material pada temperature tinggi sifatnya ulet, molekul dan ikatannya dapat meregang dan bergerak, tetapi pada temperatur rendah sifatnya menjadi brittle (getas). o



Kecepatan regangan kecepatan pembebanan



Jika material ulet mengalami kenaikan laju pembebanan maka energi yang diserap semakin kecil sehingga mengakibatkan terjadinya patah getas.



o



Kandungan air



Material yang memiliki kandungan air tinggi / basah cenderung memiliki sifat ulet, apabila material menjadi kering mska cenderung memiliki sifat getas. o



Perbedaan jenis ikatan kimia



Kwarsa, olifin, dan feldspar cenderung brittle, sedangkan mineral lempung, mika, dan kalsit cenderung memiliki sifat ductile.