Perpatahan Rapuh Keramik (1)

dokumen-dokumen yang mirip
MECHANICAL FAILURE (KERUSAKAN MEKANIS) #2

Asyari D. Yunus - Struktur dan Sifat Material Universitas Darma Persada - Jakarta

TIN107 - Material Teknik #5 - Mechanical Failure #1. TIN107 Material Teknik

MECHANICAL FAILURE (KERUSAKAN MEKANIS)

BAB I PENDAHULUAN. Salah satu material yang sangat penting bagi kebutuhan manusia adalah

DESIGN UNTUK KEKUATAN LELAH

BAB 1. PENGUJIAN MEKANIS

I. PENDAHULUAN. untuk diperkirakan kapan terjadinya, dan tidak dapat dilihat secara kasat mata

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010 TUGAS AKHIR TM091486

BAB III SIFAT MEKANIK MATERIAL TEKNIK

ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO

KONSEP TEGANGAN DAN REGANGAN NORMAL

CREEP. Contoh komponen-komponen yang potensial mengalami creep adalah.

Sifat Sifat Material

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

BAB II TEORI DASAR. Gage length

Pembebanan Batang Secara Aksial. Bahan Ajar Mekanika Bahan Mulyati, MT

KUAT TARIK BAJA 2/4/2015. Assalamualaikum Wr. Wb.

Kategori Sifat Material

Sidang Tugas Akhir (TM091486)

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

I. PENDAHULUAN. A. Latar Belakang

Mengenal Uji Tarik dan Sifat-sifat Mekanik Logam

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MEDAN AREA

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

LAPORAN PRAKTIKUM PRAKTIKUM PENGUJIAN MATERIAL MODUL 3 - PENGUJIAN IMPAK DELIANA RAMDANIAWATI KELOMPOK: 7

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Laporan Praktikum Laboratorium Teknik Material 1 Modul A Uji Tarik

Materi #2 TIN107 Material Teknik 2013 SIFAT MATERIAL

Beberapa sifat mekanis lembaran baja yang mcliputi : pengerasan. regang, anisotropi dan keuletan merupakan parameter-parameter penting

KEKUATAN IMPAK BAJA ST 60 DI BAWAH TEMPERATUR EKSTRIM

bermanfaat. sifat. berubah juga pembebanan siklis,

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

MODUL PRAKTIKUM METALURGI (LOGAM)

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN. masing-masing benda uji, pada pengelasan las listrik dengan variasi arus 80, 90,

Proses Lengkung (Bend Process)

BAB 2. PENGUJIAN TARIK

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. sama yaitu isolator. Struktur amorf pada gelas juga disebut dengan istilah keteraturan

TEGANGAN (YIELD) Gambar 1: Gambaran singkat uji tarik dan datanya. rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan

Proses Annealing terdiri dari beberapa tipe yang diterapkan untuk mencapai sifat-sifat tertentu sebagai berikut :

Laporan Praktikum Laboratorium Teknik Material 1 Modul D Uji Lentur dan Kekakuan

PENGARUH PEREGANGAN TERHADAP PENURUNAN LAJU PERAMBATAN RETAK MATERIAL AL T3 Susilo Adi Widyanto

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. keliatan dan kekuatan yang tinggi. Keliatan atau ductility adalah kemampuan. tarik sebelum terjadi kegagalan (Bowles,1985).

PENGARUH TEMPERATUR YANG DITINGGIKAN TERHADAP KEKUATAN TARIK BAJA KARBON RENDAH

TEGANGAN DAN REGANGAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PENGANTAR TEKNIK MESIN 4 IWAN PONGO,ST,MT

BAB IV PEMBAHASAN. BAB IV Pembahasan 69

ANALISIS KEKUATAN TARIK MATERIAL CAMPURAN SMA (SPLIT MASTIC ASPHALT) GRADING 0/11 MENGGUNAKAN SISTEM PENGUJIAN INDIRECT TENSILE STRENGTH

Hardness testing. Uji kekerasan brinnel dirumuskan dengan : Material Teknik 2 nd session Page 1

Bab II STUDI PUSTAKA

PENGARUH PEMANASAN DAN PERUBAHAN BENTUK PADA KEKUATAN TARIK POLYVINYL CHLORIDE (PVC)

I. PENDAHULUAN. mengalami pembebanan yang terus berulang. Akibatnya suatu poros sering

BAB II PENGUJIAN-PENGUJIAN PADA MATERIAL

KARAKTERISTIK LELAH BAJA POROS DIN 42CrMo4 BERTAKIK U DAN V AKIBAT BEBAN AMPLITUDO KONSTAN DAN BEBAN TIBA-TIBA

Kekuatan tarik komposisi paduan Fe-C eutectoid dapat bervariasi antara MPa tergantung pada proses perlakuan panas yang diterapkan.

PENGUJIAN MULUR (CREEP)

DIAGRAM STRESS STRAIN, SIFAT BAHAN, FAKTOR KEAMANAN DAN TEGANGAN KERJA

Laporan Awal Praktikum Karakterisasi Material 1 PENGUJIAN TARIK. Rahmawan Setiaji Kelompok 9

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN. alam dan juga sifat-sifat yang dimiliki oleh tembaga. Tembaga memiliki

04 05 : DEFORMASI DAN REKRISTALISASI

ANALISA KUAT LELAH KUNINGAN YELLOW BRASS C85700 PADA MESIN UJI ROTARY BENDING

III. METODOLOGI PENELITIAN. Universitas Lampung. Sedangkan estimasi waktu penelitian dikisarkan

MATERI/MODUL MATA PRAKTIKUM

Tujuan Pembelajaran:

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Pengaruh Variasi Fraksi Volume, Temperatur, Waktu Curing dan Post-Curing Terhadap Karakteristik Tekan Komposit Polyester - Hollow Glass Microspheres

TIN107 Material Teknik. h t t p : / / t a u f i q u r r a c h m a n. w e b l o g. e s a u n g g u l. a c. i d

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KEKUATAN MATERIAL. Hal kedua Penyebab Kegagalan Elemen Mesin adalah KEKUATAN MATERIAL

I. PENDAHULUAN. rotating bending. Dalam penggunaannya pengaruh suhu terhadap material

HUBUNGAN SIKLUS PUTARAN DAN BEBAN TERHADAP KEKUATAN BAHAN PADA UJI FATIK BENDING

Audio/Video. Metode Evaluasi dan Penilaian. Web. Soal-Tugas. a. Writing exam.skor:0-100(pan) b. Tugas : Jelaskan cara membuat diagram teganganregangan

BAB I PENDAHULUAN. tinggi,menyebabkan pengembangan sifat dan karakteristik aluminium terus

PERENCANAAN ELEMEN MESIN RESUME JURNAL BERKAITAN DENGAN POROS

II. TINJAUAN PUSTAKA. Komponen mesin yang terbuat dari baja ini contohnnya poros, roda gigi dan

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

Impact Toughness Test. Sigit Ngalambang

TUGAS PENYAMBUNGAN MATERIAL 5 RACHYANDI NURCAHYADI ( )

ANALISA PERPATAHAN RODA GIGI TERHADAP MISSLIGNMENT GEAR BOX KILN INDARUNG V PT. SEMEN PADANG

KETANGGUHAN BEBAN IMPAK DAN BEBAN TARIK MAKSIMUM PADA PELAT BAJA BERLAPIS AKIBAT QUENCHING DAN NORMALIZING

BAB I PENDAHULUAN. BAB I Pendahuluan 1

TEORI SAMBUNGAN SUSUT

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

I. PENDAHULUAN. Logam merupakan material kebutuhan manusia yang banyak penggunaannya

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan pelaksanaan percobaan serta analisis sebagai berikut:

BAB 6 SIFAT MEKANIK BAHAN

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II KERANGKA TEORI

HHT 232 SIFAT KEKUATAN KAYU. MK: Sifat Mekanis Kayu (HHT 331)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

BAB II TEORI KEAUSAN. 2.1 Pengertian keausan.

BAB III METODE PENELITIAN. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimen,

III. METODOLOGI PENELITIAN. Universitas Lampung. Sedangkan waktu penelitian dilaksanakan pada rentang

KARAKTERISTIK MEKANIK STATIS BAJA UNS G10450 YANG MENGALAMI PROSES SHOT PEENING. Dini Cahyandari * ) Abstrak

Laporan Praktikum MODUL C UJI PUNTIR

Transkripsi:

#6 - Mechanical Failure #2 1 TIN107 Material Teknik Perpatahan Rapuh Keramik (1) 2 Sebagian besar keramik (pada suhu kamar), perpatahan terjadi sebelum deformasi plastis. Secara umum konfigurasi retakan untuk 4 metode pembebanan umum dapat dilihat pada gambar. 6623 - Taufiqur Rachman 1

#6 - Mechanical Failure #2 Perpatahan Rapuh Keramik (2) 3 Ciri perpatahan pada keramik: Titik asal (origin point) Daerah awal (initial region /mirror) adalah rata dan halus. Setelah mencapai kecepatan kritis retakan, akan muncul: Mist (berkabut) Hackle (mematahkan) Perpatahan Polimer 4 Kekuatan perpatahan relatif lebih rendah dibandingkan keramik dan logam. Perpatahan pada polimer thermosetting (jaringan berikatan silang) biasanya yang rapuh (brittle). Untuk polimer thermoplastic, kedua perpatahan (elastis dan rapuh) sangat mungkin. Penurunan suhu, laju regangan meningkat, lekukan tajam, peningkatan ketebalan spesimen adalah beberapa faktor yang dapat mempengaruhi perpatahan rapuh (brittle). Salah satu fenomena yang terjadi pada thermoplastics adalah crazing (deformasi plastis setempat dan membentuk celah kecil dan menjembatani fibrillar /urat saraf). 6623 - Taufiqur Rachman 2

#6 - Mechanical Failure #2 Hubungan Suhu, Dampak Energy Charpy (A) dan % Perpatahan Geser (B) Pengujian Tumbukan 5 Pembebanan tumbukan: Untuk kasus pengujian yang berat. Membuat material lebih rapuh (brittle). Mengurangi ketangguhan (Charpy) final height initial height Tabel Hubungan 6 6623 - Taufiqur Rachman 3

Impact Energy #6 - Mechanical Failure #2 Contoh Baja Charpy 7 Permukaan perpatahan setelah tumbukan memperlihatkan variasi elastisitas (ductility) terhadap temperatur pengujian ( ). Temperatur/Suhu 8 Peningkatan suhu Meningkatkan %EL dan Kc Ductile-to-Brittle Transition Temperature (DBTT). FCC metals (e.g., Cu, Ni) BCC metals polymers ( e.g., iron at T < 914 C) Brittle More Ductile High strength materials ( y > E/150) Temperature DBTT 6623 - Taufiqur Rachman 4

#6 - Mechanical Failure #2 Kelelahan (Fatigue) 9 Kelelahan adalah suatu bentuk kerusakan yang terjadi pada struktur terhadap tekanan dinamis pada waktu tertentu. Dengan kondisi tersebut adalah mungkin untuk gagal pada level tekanan yang jauh lebih rendah dari kekuatan tarik atau kekuatan luluh pada beban statis. Penyebab terbesar kerusakan pada logam; juga berpengaruh terhadap polimer dan keramik. Biasanya merupakan kerusakan pada jembatan, pesawat terbang dan komponen mesin. Alat pengujian kelelahan untuk pengujian kelenturan yang berputar Siklus Tekanan Kelelahan 10 Variasi tekanan terhadap waktu menyebabkan kerusakan karena kelelahan. Sifat tekanan mungkin axsial (kompresi tegangan), lentur (flexural/bending) atau puntir/memutar (torsion). Ada 3 jenis fluktuasi tekanan terhadap waktu yang terlihat pada gambar: a) Siklus tekanan berbalik amplitudo simetris terhadap tingkat tekanan bernilai nol, b) Siklus tekanan berulang relatif tidak simetris maksimum dan minimum ke tingkat tekanan nol, c) Tingkat tekanan bervariasi (acak) 6623 - Taufiqur Rachman 5

#6 - Mechanical Failure #2 Mekanisme Kelelahan 11 Kerusakan kelelahan Permulaan retakan Rambatan retakan Kerusakan akhir Persamaan pertumbuhan retakan: Dengan Dimana: da = Peningkatan panjang retakan dn = Peningkatan siklus pembebanan m = Kontanta kelelahan dengan angka 1 hingga 6 a = Panjang retakan σ = Tekanan Laju Pertumbuhan Retakan 12 Awalnya, laju pertumbuhan kecil, tetapi meningkat dengan meningkatnya panjang retakan. Tingkat pertumbuhan meningkat dengan tingkat tekanan yg diterapkan untuk panjang retakan yg diberikan (a1). 6623 - Taufiqur Rachman 6

#6 - Mechanical Failure #2 Kurva S-N 13 Merupakan kurva/grafik yang menggambarkan siklus kelelahan ketika diberikan tekanan maksimum Sebuah benda uji dikenai siklus tekanan pada amplitudo dg tekanan maksimum, jumlah siklus untuk kerusakan ditentukan. Prosedur ini diulang pada benda uji lainnya dengan menurunkan amplitudo tekanan. Data diplot sebagai tekanan S dibandingkan dengan jumlah siklus N untuk kerusakan semua benda uji. Sifat umum S N: semakin tinggi tingkat tekanan, semakin sedikit jumlah siklus. Batas Kelelahan 14 Untuk beberapa paduan besi dan titanium, kurva S N menjadi horizontal pada jumlah yang lebih tinggi dari siklus N. Pada dasarnya telah mencapai batas kelelahan, dan di bawah tingkat tekanan material tersebut tidak akan kelelahan. Batas kelelahan merupakan nilai terbesar dari fluktuasi tekanan yang tidak akan menyebabkan kerusakan bagi jumlah siklus yang tak terbatas. 6623 - Taufiqur Rachman 7

#6 - Mechanical Failure #2 Perawatan Permukaan 15 Memperbaiki penyelesaian permukaan dengan pemolesan akan meningkatkan umur kelelahan secara signifikan. Salah satu metode yang paling efektif untuk meningkatkan kinerja kelelahan adalah dengan menerapkan kekuatan tekan sisa dalam lapisan tipis terluar permukaan. Sebuah tegangan tarik permukaan akan diimbangi oleh tegangan tekan. Selama pengoperasian mesin, goresan kecil dan alur dapat ditemui, ini dapat membatasi umur kelelahan. Shot peening (deformasi plastis setempat yang kecil dengan diameter mulai dari 0,1 hingga 1,0 mm), partikel keras (shot) diterapkan pada kecepatan tinggi ke permukaan. Deformasi yang dihasilkan menyebabkan kekuatan tekan hingga kedalaman sekitar ¼ hingga ½ dari diameter shot. Grafik perbandingan pengaruh shot peening. Metode Meningkatkan Umur Kelelahan 16 Penerapan tekanan tegangan permukaan (untuk menekan pertumbuhan retakan permukaan) Shot Peening Carburizing Menghilangkan konsentrator tekanan. 6623 - Taufiqur Rachman 8

#6 - Mechanical Failure #2 Creep (Mulur) 17 Creep (mulur) adalah deformasi permanen dari material ketika mengalami beban konstan atau tekanan pada waktu tertentu. Umumnya terjadi pada material yang ditempatkan pada suhu yang ditinggikan (> 0,4 Tm) dan terkena tekanan mekanis statis. Contoh: turbin rotor dalam mesin jet dan generator uap yang mengalami tekanan sentrifugal dan tekanan uap yang tinggi. Uji Creep (Mulur) 18 Umumnya dengan memperlakukan benda uji pada beban konstan atau tekanan tetap dan menjaga suhu secara konstan. Setelah pembebanan, terjadi deformasi elastis secara instan. Perbandingan regangan mulur dengan waktu pada beban konstan dan suhu yang ditinggikan secara konstan. Tingkat mulur minimum (pada kondisi stabil laju mulur), adalah kemiringan dari garis linear di wilayah sekunder. Pecahnya masa pakai t r adalah total waktu untuk pecah. 6623 - Taufiqur Rachman 9

#6 - Mechanical Failure #2 Daerah Creep (Mulur) 19 1) Mulur utama atau sementara (primary atau transient creep) Menyesuaikan dengan tingkat mulur (laju mulur dapat dikurangi). 2) Mulur kedua atau tambahan (secondary creep) Kondisi stabil, laju creep konstan, wilayah cukup linear (pengerasan regangan dan tahap pemulihan). 3) Mulur ketiga (tertiary creep) Terjadi percepatan laju regangan sampai pecah (pemisahan batas butir, pembentukan retakan internal, rongga dan celah). Perbandingan Daerah Mulur 20 Contoh deformasi pada tekanan konstan (s) dibandingkan dengan waktu Primary Creep : kemiringan (laju mulur) menurun terhadap waktu. Secondary Creep : kondisi stabil, contoh: kemiringan konstan. Tertiary Creep : kemiringan (laju mulur) meningkat terhadap waktu, contoh: laju percepatan. 6623 - Taufiqur Rachman 10

#6 - Mechanical Failure #2 Daftar Pustaka 21 http://www.csun.edu http://web.utk.edu http://www.virginia.edu http://www.photonics.com 6623 - Taufiqur Rachman 11