mekanisme penguatan dan pengerasankaryatulisilmiah.com/wp-content/uploads/2011/12/... · web...

25
MEKANISME PENGUATAN DAN PENGERASAN A. Pengerasan Cacat Titik Telah dibahas bahwa kekosongan hasil kuens menghasilkan klaster cacat kekosongan yang menimbulkan kekerasan pada material. Informasi mengenai mekanisme pengerasan diperoleh dari pengamatan kebergantungan batas bawah tegangan luluh pada ukuran butir. Hasil yang diperoleh pada Gambar 1 menunjukkan bahwa hubungan y = i + k y d -1/2 , yang merupakan persamaan umum propagasi luluh dalam material memang berlaku. Kebergantungan tegangan luluh, y ini, pada ukuran butir menunjukkan bahwa kekerasan yang ditimbulkan oleh cacat titik hasil kuens atau iradiasi, terdiri dari dua tipe: (1) pengerasan oleh sumber dislokasi awal dan (2) pengerasan kisi umum yang tetap bertahan setelah luluh awal. Suku k y menunjukkan bahwa pengucian dislokasi disebabkan cacat titik berbentuk jog yang tersebar, dan pengamatan dislokasi jog dengan bantuan mikroskop elektron mendukung hal ini. 1

Upload: vanliem

Post on 28-Jul-2019

237 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

MEKANISME PENGUATAN DAN PENGERASAN

A. Pengerasan Cacat Titik

Telah dibahas bahwa kekosongan hasil kuens menghasilkan klaster

cacat kekosongan yang menimbulkan kekerasan pada material. Informasi

mengenai mekanisme pengerasan diperoleh dari pengamatan kebergantungan

batas bawah tegangan luluh pada ukuran butir. Hasil yang diperoleh pada

Gambar 1 menunjukkan bahwa hubungan y = i + kyd-1/2, yang merupakan

persamaan umum propagasi luluh dalam material memang berlaku.

Kebergantungan tegangan luluh, y ini, pada ukuran butir menunjukkan

bahwa kekerasan yang ditimbulkan oleh cacat titik hasil kuens atau iradiasi,

terdiri dari dua tipe: (1) pengerasan oleh sumber dislokasi awal dan (2)

pengerasan kisi umum yang tetap bertahan setelah luluh awal. Suku k y

menunjukkan bahwa pengucian dislokasi disebabkan cacat titik berbentuk jog

yang tersebar, dan pengamatan dislokasi jog dengan bantuan mikroskop

elektron mendukung hal ini.

Gambar 1. (a) Kurva tegangan-regangan untuk tembaga polikristalin butir-butir yang tidak mengalami dan yang telah diiradiasi, diuji pada 20 oC; (b) variasi tegangan luluh terhadap besar butir dan dosis neutron (dari Adams and Higgins, 1959)

Suku gesekan kisi i, jelas bertanggung jawab atas level umum dari

kurva tegangan-regangan setelah luluh dan timbul adri kerapatan yang tinggi

1

dari cacat dislokasi. Namun, mekanisme yang menjelaskan peran loop dan

tetrahedra dalam meningkatkan tegangan alir maish diperdebatkan. Klaster

kekosongan terbentuk in situ akibat tumbukan primer, oleh karena itu tidak

mengherankan bahwa iradiasi neutron pada 4 K mengeraskan material, dan

tidak diperlukan aktivasi termal.

Penghapusan loop prismatik yang cacat maupun tak cacat dan tertrahedra

terjadi karena interaksi koalesen yang kuat dengan ulir untuk membentuk

konfigurasi heliks dan dislokasi jog terjadi kontak antara dislokasi luncur dan

cacat. Tahanan terhadap luncur berasal dari jog yang tidak terletak di bidang

slip dan dari pembentukan jog sesile (misalnya dislokasi Lomer-Cottrell dalam

kirstal fcc).

B. Pengerasan-Kerja

1. Tinjauan teori

Sifat material berubah karena pengerjaan-dingin, yaitu deformasi yang

dilakukan pada temperatur yang relatif rendah dibanding titik leleh material.

Tidak semua sifat mengalami peningkatan, meskipun kekuatan tarik, kekuatan

luluh, dan kekerasan meningkat, plastisitas dan kemampuan berdeformasi

turun. Selain itu, sifat fisik seperti konduktivitas listrik, kerapatan dan lainnya

menurun. Dari semua perubahan sifat ini, yang paling menonjol adalah

perubahan sifat mekanik; tegangan luluh dari baja-karbon-sedang misalnya,

akibat pengerjaan-dingin mengalami kenaikan dari 170 menjadi 1050 MN/m 2.

Karena aliran plastis terjadi akibat mekanisme dislokasi, fakta bahwa

terjadi pengerasan-kerja berarti bahwa pergerakan dislokasi semakin sulit

dengan meningkatnya regangan.

Interaksi elastis merupakan salah satu cara sederhana dimana dua

dislokasi terhenti. Jadi, dua dislokasi sisi sejajar denag ntanda yang berlawanan

yang bergerak pada bidang yang sejajar dalam suatu subbutir terhenti karena

terjadi interaksi.

2

Gambar 2. Kebergantungan tegangan alir pada (kerapatan dislokasi) 1/2 untuk Cu, Ag, dan Cu-Al

Tegangan alir adalah tegangan yang diperlukan untuk menggerakkan

dislokasi dalam medan gaya dari dislokasi yang mengelilinginya. Tegangan

ini ditentukan oleh rumus berikut:

= b/l (1)

dimana adalah modulus geser, b adalah vektor Burgers, l adalah jarak rata-

rata antar dislokasi yaitu -1/2, dan adalah konstanta (pada model Taylor

= 1/8 (1 – v). Gambar 2 memperlihatkan hubunagn ini untuk kristal tunggal

Cu-Al dan polikristalin Ag dan Cu.

Teori Taylor hanya menggunakan model dua-dimensional dari logam

pengerjaan-dingin. Akan tetapi, karena deformasi plastis timbul akibat gerakan

loop dislokasi dari sumber, maka apbila regangan plastis adalah , telah

dilepas N loop dislokasi dengan sisi L (demi kemudahan dimisalkan terjadi

loop persegi) per satuan volume. Regangan plastis yang dihasilkan adalah:

= N L2 b (2)

dan l adalah:

l = [1/1/2] = [1/4LN]1/2 (3)

Kombinasi kedua persamaan menghasilkan hubungan tegangan-regangan:

= konst. (b/L)1/2 1/2 (4)

3

Taylor mengasumsikan L, yaitu panjang garis slip adalah konstan, dan

dihasilkan suatu hubungan parabolik antara dan .

Hasil percobaan terhadap kristal menunjukkan, bahwa kurva pengerasan

kerja atau pengerasan-regangan mengalami deviasi yang besar dari perilaku

yang besar dari perilaku parabolik, dan selain bergantung pada variabel lain

seperti orientasi kristal, kemurnian dan kondisi permukaan (lihat Gambar 3

dan 4).

Gambar 3. Kurva tegangan-regangan kristal tunggal (dari Hirsch and Mitchell, 1967; seizin National Research Council of Canada)

Gambar 4. Kurva tegangan-regangan dengan tiga tahapan pengerasan-kerja

4

Peran struktur kristal penting (lihat Gambar 3) karena pada kristal-

tunggal-logam heksagonal slip hanya terjadi pada satu kelompok bidang slip,

yang sejajar dengan bidang basal, dan jenis logam ini mempunyai laju

pengerasan-kerja yang rendah. Bagian plastis dari kurva tegangan-regangan

hampir linear dengan kemirinagn yang sangat kecil; kemiringan (d/d)

tersebut makin kecil dengan meningkatnya temperatur deformasi. Sebaliknya,

kristal kubik berdeformasi dengan cara yang kompleks pada beberapa sistem

slip, dan logam ini biasanya mempunyai perilaku pengerasan-kerja yang kuat.

Perilaku pengerasan-kerja pada logam berstruktur kubik lebih kompleks

dibandingkan struktur lainnya karena keberadaan beragam sistem slip, sehingga

terdapat banyak bukti eksperimen berkaitan dengan logam ini, khususnya

dengan struktur fcc.

2. Pengerasan tiga-tahap

Kurva tegangan-regangan kristal tunggal fcc tampak pada Gambar 4

dan dari hasil percobaan dapat dibedakan tiga-tahap pengerasan. Tahap I, atau

daerah luncur-mudah, berada sesudah titik luluh dan memiliki karakteristik

laju pengerasan-kerja 1 yang rendah; daerah dengan panjang beberapa persen

luncuran ini bergantung pada orientasi, kemurnian dan ukuran kristal. Besar

laju pengerasan (1/) ~ 10-4 dan memiliki orde yan gsama dengan logam

heksagonal. Tahap II, atau daerah penguasaan-linear, memperlihatkan peningkatan

laju pengerasan-kerja yang cepat. Rasio (11/) = (d/d)/ memiliki besar

orde yang sama untuk semua jenis logam fcc, yaitu 1/300 meskipun untuk

orientasi pada sudut segitiga stereografik adalah 1/150. Pada tahap ini tiba-

tiba terbentuk garis slip yang pendek selama peregangan, yaitu peningkatan

tegangan yang singkat, dan sesudah itu tidak bertambah panjang atau

meningkat intesitasnya. Awal tahap III, atau daerah pengerasan-parabolik,

sangat bergantung pada temperatur. Tahap ini mempunyai laju pengerasan-

kerja 111, yang rendah dan memiliki wujud pita slip yang kasar. Tahap ini

mulai terbentuk pada regangan yang bertambah dengan berkurangnya temperatur

dan mungkin berkaitan dengan lenyapnya dislokasi akibat slip-silang.

5

Karena tegangan alir logam dapat dipengaruhi oleh perubahan temperatur

atau laju regangan, untuk kemudahan dianggap bahwa tegangan terdiri dari dua

bagian sesuai hubungan berikut:

= s + g

dimana s adalah bagian dari tegangan alir yang bergantung pada temperatur

selain variasi modulus elastisitas dengan temperatur, dan g adalah kontribusi

yang yang tidak bergantung pada temperatur. Peran penting s dan g dapat

dipelajari dengan cermat dengan mengukur kebergantungan tegangan alir pada

temperatur atau laju regangan.

Daerah luncur-mudah atau tahap I pada kristal kubik, dengan pengerasan-

linear yang kecil, mirip dengan pengerasan kristal cph dimana hanya beroperasi

satu bidang luncur. Di sini jarak slip besar, ordenya setingkat denagn diameter

spesimen, dengan kemungkinan bahwa dislokasi slip keluar meinggalkan kristal.

Selain itu diperkirakan bahwa tegangan alir pada luncur-mudah ditentukan

oleh mudah-tidaknya sumber beroperasi.

Karakteristik deformasi pada tahap II adalah terjadinya slip baik pada

sistem slip primer maupun sekunder. Hasilnya, terbentuk beberapa ketidak-

teraturan kisi baru mencakup: (1) dislokasi hutan, (2) hambatan Lomer-Cottrell,

dan (3) jog yang dihasilkan dislokasi yang bergerak memotong dislokasi-hutan

atau jog yang dihasilkan dislokasi hutan yang memotong sumber dislokasi.

Oleh karena itu, tegangan alir dapat diidentifikasi, sebagai tegangan yang

cukup besar untuk mengoperasikan sumber dan kemudian menggerakkan

dislokasi menentang (1) tegangan elastis internal dari dislokasi hutan, (2)

tegangan rentang-jauh dari kelompok tumpukan dislokasi di belakang hambatan,

dan (3) tahanan gesekan akibat jog. Semua faktor ini terdapat dalam logam

pengerjaan-dingin, akan tetapi karena hukum pengerasan liniear dapat diturunkan

dengan menggunakan berbagai faktor pendukung, terdapat beberapa teori

mengenai pengerasan-tahap II. Teori tersebut adalah, (1) teori penumpukan,

(2) teori dislokasi hutan dan (3) teori jog.

3. Pengerasan-kerja pada polikristal

6

Struktur dislokasi yang terjadi pada deformasi logam polikristalin fcc

dan bcc mengikuti pola umum yang sama dengan kristal tunggal; dislokasi

primer menghasilkan dipol dan loop melalui interaksi dengan dislokasi sekunder,

yang membentuk gumpalan dislokasi lokal yang secara bertahap berubah

menjadi jaringan subbatas tiga-dimensional.

Perubahan pada temperatur deformasi juga mempengaruhi perubahan

distribusi dislokasi; penurunan temperatur deformasi menurunkan kecenderungan

pembentukan sel, seperti tampak pada Gambar 5. Untuk distribusi dislokasi

tertentu, kerapatan dislokasi mempunyai hubungan yang sederhana dengan

tegangan alir mengikuti rumus:

= 0 + b1/2 (5)

dimana adalah suatu konstanta pada temperatur tertentu 0,5; 0 sama

dengan nol untuk logam fcc (lihat Gambar 2). Laju pengerasan-kerja ditentukan

oleh mudah-tidaknya gumpalan dislokasi mengatur diri kembali.

Gambar 5. Pengaruh regangan deformasi dan temperatur terhadap pembentukan struktur sel dalam besi-.

Batas butir mempengaruhi pengerasan-kerja dan merupakan hambatan

slip dari butir yang satu ke butir lainnya. Selain itu, kriteria kontinuitas dari

polikristal memaksakan terjadinya slip kompleks di daerah sekitar batas yang

menyebar ke butir denagn meningkatnya deformasi. Hal ini menyebabkan

7

ketergantungan laju pengerasan-kerja pada besar butir hingga mencapai

beberapa persen elongasi. Namun setelah tahap ini, laju pengerasan-kerja tidak

lagi bergantung pada ukuran butir dan untuk polikristal fcc nilainya sekitar

/40. Dengan mempertimbangkan faktor orientasi, secara kasar nilai tersebut

dapat dibandingkan dengan nilai kristal tunggal yang berdeformasi dengan

slip-ganda. Jadi dari hubungan = m dan = /m maka tegangan geser

terurai rata-rata kurang dari setengah tegangan tarik yang diterapkan. Jadi

hubungan antara laju pengerasan-kerja polikristal dan laju pengerasan-kerja

kristal tunggal adalah:

d/d = m2d/d (6)

Untuk logam bcc dengan sistem slip-ganda dan slip-silang yang mudah dinilai m

mendekati 2, sehingga laju pengerasan-kerja rendah. Pada logam cph polikristalin,

deformasi dipersulit oleh kembaran, akan tetapi tanpa kembaran m 6,5,

sehingga laju pengerasan-kerja diperkirakan satu orde lebih besar dibandingkan

dengan nilai m kristal tunggal, dan juga lebih tinggi daripada laju yang terdapat

pada polikristal fcc dimana m 3.

4. Paduan pengerasan-dispersi

Pada deformasi paduan yang mengandung partikel inkoheren yang tidak

dapat dideformasi, laju pengerasan-kerja jauh lebih besar daripada dalam matriks

itu sendiri. Gumpalan dislokasi yang rapat terjadi dalam partikel dan terbentuk

struktur sel dengan partikel yang terutama berada di dinding sel.

Pada regangan yang kecil (< 1 %) pengerasan-kerja mungkin timbul

akibat tegangan balik yang berasal dari beberapa loop Orowan di sekeliling

partikel, seperti diuraikan oleh Fisher, Hart, dan Pry. Kurva tegangan-regangan

hampir linear dengan regangan sesuai dengan rumus:

= i + f3/2

dan pengerasan-kerja hanya bergantung pada f, fraksi volume partikel.

Penentuan kerapatan dislokasi rata-rata sekeliling partikel yang berinteraksi

dengan dislokasi primer memungkinkan pembuatan perkiraan mengenai laju

8

pengerasan-kerja, sesuai gagasan Ashby. Jadi, untuk regangan dan diameter

partikel d tertentu maka jumlah loop per partikel adalah:

n ~ d/b

dan jumlah partikel pe rsatuan volume adalah:

NV = 3f/4r2, atau 6f/d3

Jumlah total loop per satuan volume adalah nN V, sehingga kerapatan dislokasi

= nNV d = 6f/db. Maka hubungan tegangan-regangan berdasarkan

persamaan (5) adalah:

= i + (fb/d)1/2 1/2 (7)

dan laju pengerasan-kerja

d/d = ' (f/d)1/2 (b/)1/2 (8)

Gambar 6. Diagram skematik (a) superdislokasi dengan jog yang tidak sebaris, yang setelah meluncur, menghasilkan tabung-APB dan (b) slip silang superdislokasi pada bidang kubus yang membentuk kunci Kear-Wilsdorf (K-W)

Telah dijabarkan model alternatif dengan mempertimbangkan detail

struktur dari susunan dislokasi (seperti Orowan, loop prismatik, dan loop

sekunder) untuk menjelaskan detail lebih halus dari material pengerasan-

dispersi.

5. Pengerasan-kerja pada paduan tertata

9

Karakteristik dari paduan dengan tatanan rentang-jauh adalah bahwa

paduan ini mengalami pengerasan-kerja yang lebih cepat dibandingkan dalam

keadaan-tertata. Pada temperatur ruang 11 untuk Fe-Al dengan struktur B2

tertata adalah /50, beberapa kali lebih besar daripada nilai untuk loga fcc

atau bcc tipikal. Bentuk geometri yang mungkin terjadi diperlihatkan pada

Gambar 7.a; superdislokasi parsial yang tampak masing-masing mengandung

jog yang dihasilkan. Apabila dislokasi meluncur dan jog bergerak secara

nonkonservatif maka dihasilkan tabung APB. Bukti langsung hadirnya tabung

yang terlihat dengan bantuan mikroskop elektro berkas-lemah pertama kali

ditemukan pada Fe-30 % atom Al. Mikrograf menampakkan garis selebar

sekitar 3 nm yang samar-samar denagn arah (1 1 1), yaitu arah vektor Burgers.

Teori menyatakan bahwa jog pada superdislokasi dengan orientasi ulir

menghasilkan mekanisme pengerasan yang baik, dan diperkirakan sekitar

delapan kali lebih kuat dibandingkan dengan hasil pencabutan tabung APB

pada jog yang tidak sebaris pada dislokasi sisi. Kontribusi utama bagi tegangan

untuk menggerakkan dislokasi adalah (1) s, tegangan untuk menghasilkan cacat

titik atau tabung, dan (2) tegangan interaksi i dengan dislokasi pada bidang

slip bertetangga, dan s + i = ¾ s (f/p) . Jadi, dengan s = 1,3 dan apabila

f/p konstan dan kecil, maka diperoleh pergeseran-linear dengan laju

terobservasi.

Untuk paduan dengan struktur L12, slip-silang dari superparsial ulir

dengan b = ½ [1 0 1] dari bidang (1 1 1) primer ke bidang (0 1 0) pertam-tama

diajukan oleh Kear dan Wilsdorf. Kedua superparsial ½ [1 0 1], satu di bidang

(1 1 1) dan satu lagi di bidang (0 1 0), dengan sendirinya berdisosiasi menjadi

parsial tipe 1 1 2 dan seluruh konfigurasi bersifat sesile. Susunan dislokasi

ini disebut kunci Kear-Wilsdorf (K-W) dan dapat dilihat pada gambar 6.b.

Karena slip-silang teraktivasi secara termal, jumlah kunci, dan dengan demikian

tahanan terhadap luncuran (1 1 1) meningkat dengan naiknya temperatur.

10

Gambar 7. Gambar kutub (1 1 1) untuk (a) tembaga, (b) kuningan- setelah deformasi 95 % (satuan intensitas sebarang)

Slip-silang kubus dan slip kubus kini dapat diamati pada sejumlah

seyawa L12, dengan bantuan TEM. Selain itu ada bukti TEM bahwa energi

APB pada bidang kubus lebih rendah darip[ada yang terdapat pada bidang (1 1 1)

sehingga terjadi slip-silang yang dibantu oleh momen yang terdapat antara

komponen pasangan dislokasi ulir akibat anisotropi elastis.

C. Pengembangan Orientasi yang Diutamakan

1. Aspek kristalografi

Apabila logam polikristalin mengalami deformasi plastis, maka butir

individu cenderung berorientasi mengarah membentuk orientasi bersama.

Derajat tekstur yang dihasilkan oleh deformasi tertentu dapat dilihat pada foto

transmisi sinar-X monokromatik, karena butir tidak lagi merefleksikan sinar-X

ke cincin diraksi secara merata tetapi hanya membentuk segmen tertentu saja.

Hasilnya dinyatakan sebagai suku orientasi ideal, seperti [u, v, w] untuk

tekstur serat dan terbentuk karena penarikan atau swage, dan {hkl} uvw

untuk tekstur pengerolan dimana bidang (hkl) sejajar dengan bidang pengerolan,

dan arah tipe uvw sejajar dengan arah pengerolan. Akan tetapi, hamburan

terharap orientasi ideal hanya dapat diwakili dengan gambar-kutub yang

11

menguraikan sebaran orientasi di skeitar orientasi ideal untuk suatu set kutub

(hkl) khusus (lihat Gambar 7).

Ketika ditarik, butir berputar sedemikian sehingga pergerakan sumbu

tegangan yang bekerja mengarah ke slip operasional dan untuk kompresi,

tegangan yang bekerja bergerak mengarah ke normal bidang slip.

Untuk logam fcc dihasilkan transisi tekstur deformasi yang menonjol,

baik dengan menurunkan temperatur deformasi atau dengan menambahkan

elemen paduan larutan padat yang menurunkan energi salah susun. Transisi

tekstur ini dapat dicapai pada sebagian besar logam fcc dengan penambahan

paduan atau dengan mengubah temperatur pengerolan. Namun, Al mempunyai

energi salah-susun yang tinggi dan karena keterbatasan pelarutan padat, sulit

untuk menurunkan energi salah susun melalui perpaduan. Tipe ekstrem tekstur

pengerolan, yang dialami tembaga dan kuningan 70/30, diperlihatkan pada

Gambar 7.a dan 7.b.

Tekstur deformasi umumnya tidak dapat dihilangkan dengan operasi

anil meskipun perlakuan seperti ini menimbulkan rekristalisasi. Sebaliknya,

biasanya terbentuk tekstur anil yang baru, yang terkait dengan tekstur deformasi

dengan rotasi kisi standar.

2. Pengerasan-tekstur

Tegangan alir pada kristal tunggal bervariasi dengan orientasi sesuai

hukum Schmid, oleh karena itu material dengan orientasi-yang-diutamakan

juga memiliki anisotropi plastis serupa, bergantung pada kesempurnaan tekstur.

Pentingnya hubungan ini digambarkan dengan jelas oleh kristal berilium yang

mempunyai struktur cph dan hanya mengalami slip di bidang basal. Pengerasan-

tekstur diterapkan pada lembaran untuk bejana-tekan, ketahanan terhadap

penyolok, dan sebagainya yang memerlukan lembaran bertekstur yang memiliki

kekuatan biaksial tinggi. Pembahasan deformasi kristal tunggal memberikan

petunjuk; pada kristal heksagonal m bervariasi dari 2 (bidang basal membentuk

sudut 45 o dengan sumbu tegangan) hingga tak terbatas (jika bidang basal tegak

12

lurus), pada kristal fcc m hanya bervariasi dengan faktor 2 terhadap orientasi,

dan pada kristal bcc variasnya kurang dari itu.

Variasi kekuatan pada bidang lembaran dapat dengan mudah diketahui

dengan uji tarik yang dilakukan dalam berbagai arah, relatif terhadap arah

pengerolan. Namun, pada berbagai aplikasi lembaran, dipersyaratkan kekuatan

dalam arah tebal (yaitu ketahanan terhadap penipisan selama operasi pengepresan).

Hal ini lebih sulit untuk diukur dan seringkali diases dari pengujian tarik

uniaksial dengan mengukur rasio regangan dalam arah lebar terhadap regangan

dalam arah tebal pada benda uji. Rasio

R = w/t = ln (w0/w)/ln(t0/t)

= ln (w0/w)/ln (wL/w0L) (9)

dimana w0, L0, t0 adalah dimensi awal untuk lebar, panjang dan tebal dan w, L,

dan t adalah dimensi setelah peregangan, yang diturunkan dengan asumsi

bahwa tidak ada perubahan volume.

Gambar 8. Diagaram skematik operasi penarikan-dalam memperlihatkan sistem tegangan yang beroperasi dalam flens dan dinding mangkuk. Rasio limit penarikan (limiting drawing ratio) didefinisikan sebagai rasio diameter bakalan terbesar yang mampu menghasilkan penarikan lengkap dengan baik (Dmaks) terhadap diameter pons (d) (dari Dillamore, Smallman dan Wilson, 1969; seizin the Canadian Institute of Mining and Metallurgy)

Pada penarikan-dalam, lihat skema pada Gambar 8, sistem tegangan

yang dominan adalah tegangan radial dikombinasikan dengan kompresi melingkar

di zona penarikan. Kegagalan pada penarikan terjadi apabila zona pembentukan-

13

penarikan tengah tidak mampu menahan beban yang diperlukan untuk menarik

bagian luar bakalan melewati die. Jelas bahwa level kekuatan diferensial di

dua daerah ini, memudahkan deformasi di zona penarikan dibandingkan di

zona perentangan, akan memungkinkan penarikan yang lebih dalam. Ini adalah

efek dari peningkatan nilai R , yaitu kekuatan dalam arah tebal yang relatif

tinggi dibandingkan kekuatan dalam bidang lembaran akan meningkatkan

kemampuan penarikan. Hal ini dibuktikan pada Gambar 9, dimana kemampuan

penarikan-dalam yang ditentukan oleh limit rasio penarikan (yaitu rasio

diameter maksimum bakalan yang ditarik terhadap diameter mangkuk akhir)

ternyata tidak peka terhadap keuletan dan level kekuatan absolut dengan

mengacu berbagai material yang terdapat dalam gambar.

Gambar 9. Rasio limit penarikan (LDR) sebagai fungsi dari nilai R rata-rata dan dari regangan hingga perpatahan diukur dengan uji tarik dalam arah 0 o, 45 o

dan 90 o dengan arah pengerolan (dari Wilson, 1966; seizin the Institute of Metals)

Pada logam kubik pengerasan-tekstur agak kurang, tetapi material fcc

dengan sistem slip {1 1 1} 1 1 0 dan bcc dengan {1 1 0} 1 1 1 mengalami

peningkatan R apabila tekstur mempunyai komponen {1 1 1} dan {1 1 0}

sejajar dengan bidang lembaran.

14

Pada kebanyakan kasus yang dijumpai diketahui bahwa nilai R bervariasi

dengan arah pengujian dan ini mempunyai relevansi dengan distribusi

regangan pada pembentukan lembaran logam.

15

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI.................................................................................................. i

MEKANISME PENGUATAN DAN PENGERASAN.............................. 1A. Pengerasan Cacat Titik..................................................................... 1B. Pengerasan-Kerja.............................................................................. 2

1. Tinjauan teori............................................................................... 22. Pengerasan tiga-tahap................................................................. 53. Pengerasan-kerja pada polikristal............................................. 74. Paduan pengerasan-dispersi....................................................... 85. Pengerasan-kerja pada paduan tertata....................................... 10

C. Pengembangan Orientasi yang Diutamakan................................... 111. Aspek kristalografi...................................................................... 112. Pengerasan-tekstur...................................................................... 12

i

Tugas

MEKANISME PENGUATAN DAN PENGERASAN

Disusun Oleh:

NAJMUDDI N 0351610061

JURUSAN TEKNIK PERTANIANFAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA

DARUSSALAM, BANDA ACEH2006