Dislokasi Dan Penguatan Logam

Dislokasi

Konsep Dislokasi Pengertian dislokasi Dislokasi adalah suatu pergeseran atau pegerakan atom-atom di dalam sistem kristal logam akibat tegangan mekanik yang dapat menciptakan deformasi plastis (perubahan dimensi secara permanen). •

Proses dimana deformasi plastis terjadi karena gerakan dislokasi disebut slip. Bidangnya disebut bidang slip.

Konsep Dislokasi Macam-macam Dislokasi Dislokasi Sisi (Edge Dislocation) Dislokasi Ulir (Screw Dislocation) Dislokasi Campuran (Mixed  Dislocation) •

•

•

Dislokasi sisi 

Dislokasi Sisi adalah dislokasi yang memiliki Vektor burger yang tegak lurus dengan garis dislokasi tetapi searah dengan gerakan garis dislokasi

Mekanisme dislokasi sisi

Mekanisme dislokasi sisi

Analogi antara gerakan Ulat dengan Gerakan Dislokasi

Dislokasi ulir 

Dislokasi Ulir adalah dislokasi yang memiliki vektor burger yang sejajar dengan garis dislokasi tetapi tegak lurus dengan arah gerakan garis dislokasi

Mekanisme dislokasi ulir

Dislokasi campuran 

Sesuai namanya, dislokasi ini merupakan kombinasi dari dislokasi sisi dan dislokasi ulir

Dislokasi campuran

Mekanisme dislokasi Gambar disamping menunjukan langkahterbentuknya deformasi plastis pada permukaan kristal oleh gerakan (a) dislokasi sisi dan (b) dislokasi ulir. Perhatikan bahwa untuk sebuah dislokasi sisi, garis dislokasi (r) bergerak ke arah tegangan geser yang diterapkan. Untuk ulir, gerakan garis dislokasi (r) tegak lurus terhadap arah tegangan.

Karakteristik Dislokasi 

Dislokasi berpengaruh kepada sifat mekanik material, Termasuk medan regangan yang berada disekitar dislokasi yang akan menentukan pergerakan dislokasi, kemudian kekuatan logam akan menurun



Jika logam mengalami deformasi , 5% energi deformasi tetap berada pada material , sisanya menjadi panas

Karakteristik Dislokasi Gambardisamping menunjukan: Daerah

tegangan

tekan

didaerah yang berwarna hijau dan

daerah

yang

berwarna

kuning daerah tegangan tarik. Ditempatkan dislokasi sisi.

sekitar

sebuah

Karakteristik Dislokasi

(a)Dua dislokasi dengan tanda yang sama pada sebuah bidang slip saling mendesak dan akhirnya terjadi gaya tolak-menolak. C menunjukan tegangan tekan dan T menyatakan menyatakan tegangan tarik (b)Sebuah dislokasi sisi dengan tanda yang berlawanan pada bidang slip saling mendesak dan terjadi gaya tarik-menarik, dan keduanya bertemu dan memusnahkan dislokasi hingga akhirnya membentuk

Sistem slip 

Gerakan dislokasi pada suatu bahan tidak sama kesetiap arah ada bidang yang disukai (prefer plane) untuk terjadi gerakan dislokasi . Bidang ini disebut bidang sli p Sedangkan arah gerakan disebut arah slip. Gabungan dari keduanya disebut sistem slip



Sistem Slip tergantung pada struktur kristal logam



Slip terjadi pada bidang yang terpadat



Pada FCC sistem slip terjadi pada Bidang {111} dan arah <110>

Sistem slip

Figure 7.6 (a) A {111} <110> slip system shown within an FCC unit cell. (b) The (111) plane from (a) and three <110> slip directions (as indicated by arrows) within that plane comprise possible slip systems.

Sistem slip

penguatan logam

Prinsip penguatan logam menghambat gerak dislokasi agar logam lebih kuat dan keras

Tujuan penguat penguatan an logam logam a. Menambah daya dukung beban b. Meningkatkan ketahanan dan umur pakai komponen c. Mengurangi volume/tonase bahan (membuat komponen lebih ringan) d. Mereduksi biaya bahan e. Memenuhi sifat produksi industri

Mekanisme Penguatan Penguatan pada logam log am



Kemampuan metal berdeformasi plastis tergantung pada Kemampuan kemampuan dislokasi bergerak.



Kekerasan dan kekuatan berhubungan dengan Kekerasan berkurangnya berkurangny a deformasi plastis yang terjadi.

Teknik pengua penguatan tan logam a. Pengurangan ukuran butir b. Pemaduan solid – solution c. Pengerasan regangan ( strain hardening )

Teknik penguatan logam a. Pengurangan ukuran butir Batas butir sebagai penghalang karena: 1)

Kare rena na dua bu buttir me memp mpu unyai orientasi yang berbeda

2)

Ket etid idak ak ter erat atur uran an su susu suna nan n atom didalam butir akan membuat bidang yang lain putus

Teknik penguatan logam Material yang mempunyai butir yang halus atau kecil akan lebih kuat dan keras dibandingkan dengan yang mempunyai butir besar. Dapat diturunkan dengan rumus:

sy = s0 + ky d-1/2 

d = diameter butir rata – rata



s0, ky = Konstanta



sy = tingkat kekerasan material

Teknik penguat penguatan an logam b. Pengerasan larutan padat (solid solution) Salah satu teknik pengerasan bahan adalah dengan metode solid solution yaitu memadukan atau mencampurkan atom – atom asing / pengotor. Logam dengan kemurnian tinggi umumnya lebih lunak dan lebih lemah, dengan menaikkan bahan pengotor akan menaikkan kekuatan tarik dan kekerasan.. Atom pengotor / paduan akan memasuki area di kekerasan dekat dislokasi sehingga akan menurunkan regangan tarik (atau tekan). Hal ini akan mengakibatkan dislokasi akan lebih sulit bergerak.

Teknik penguat penguatan an logam

Teknik penguat penguatan an logam c. Pengerasan regangan Adalah fenomena dimana logam ulet menjadi lebih keras dan lebih kuat. Disebut juga work hardening atau disebut  juga cold working. karena deformasi mudah terjadi saat suhu rendah (jauh dibawah titik leleh). Ketika logam mengalami pengerjaan dingin, maka kerapatan dislokasi naik dan jarak antar dislokasi menjadi lebih dekat. Regangan antar dislokasi –dislokasi tolak menolak, akibatnya gerakan dislokasi terhambat.

Teknik penguat penguatan an logam



%CW = persen pengerjaan

  A0

= luas penampang mula-mula

  Ad =

luas penampang

“

Niscaya Allah akan meninggikan orang-orang orang-o rang yang beriman diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat  (Q.S. Al-Mujadilah: 11) ”  ”