MEKANISME STRAIN HARDENING
(PENGERASAN REGANGAN)
Strain
hardening (pengerasan regangan) adalah penguatan logam untuk deformasi plastik
(perubahan bentuk secara permanen atau tidak dapat kembali seperti semula). Penguatan
ini terjadi karena dislokasi
gerakan dalam struktur kristal
dari material. Deformasi bahan disebabkan oleh slip (pergeseran) pada bidang
kristal tertentu. Jika gaya yang menyebabkan slip ditentukan dengan pengandaian
bahwa seluruh atom pada bidang slip kristal serempak bergeser, maka gaya
tersebut akan besar sekali. Dalam kristal terdapat cacat kisi yang dinamakan
dislokasi. Dengan pergerakan dislokasi pada bidang slip yang menyebabkan
deformasi dengan memerlukan tegangan yang sangat kecil.
Kalau
kristal dipotong menjadi pelat tipis dan dipoles secara elektrolisa, maka akan
terlihat di bawah mikroskop elektron, sejumlah cacat yang disebut dislokasi.
Dislokasi merupakan cacat kisi yang menentukan kekuatan bahan berkristal.
Karena adanya tegangan dari luars, dislokasi
akan bergerak kepermukaan luar, sehingga terjadi deformasi. Selama bergerak dislokasi
bereaksi satu sama lain. Hasil reaksi ada yang mudah bergerak dan ada yang
sulit bergerak. Yang sulit bergerak berfungsi sebagai sumber dislokasi baru (multiplikasi
dislokasi). Sehingga kerapatan dislokasi semakin tinggi. Semakin tinggi
kerapatan dislokasi, maka semakin sulit dislokasi bergerak sehingga kekuatan
logam akan naik.
Strain
hardening (pengerasan regangan) terjadi selama pengujian tarik. Pada proses uji
tarik regangan akan bertambah sehingga kekuatan tarik, kekuatan mulur dan
kekerasannya akan meningkat pula sedangkan massa jenis dan hantaran listriknya
menurun. Hal ini juga mengakibatkan menurunnya keuletan.
Kristal
logam mempunyai kekhasan dalam keliatan yang lebih besar dan pengerasan yang
luar biasa. Sebagai contoh, kekuatan mulur baja lunak sekitar 180 MPa dan dapat
ditingkatkan sampai kira – kira 900 MPa oleh pengerasan regangan (Surdia Tata :
1984). Inilah yang melatarbelakangi mengapa mekanisme pengerasan logam
merupakan sesuatu yang berguna.
Tegangan
di daerah elastis sampai sekitar titik mulur didapat dengan jalan membagi beban
oleh luas penampang asal batang uji, biasanya dipakai pada perencanaan mesin –
mesin. Tegangan ini dinamakan tegangan
teknis atau tegangan nominal. Ketika deformasi bertambah, maka luas penampang
batang uji menjadi lebih kecil sehingga tegangan dapat dinyatakan dalam
tegangan sebenarnya. Kekuatan tarik atau kekuatan maksimum yang dinyatakan
dalam tegangan teknis atau tegangan nominal sering dipakai dalam bidang
teknik,yaitu tegangan dalam ordinat fasa
gambar 1.2 dinyatakan dalam tegangan nominal. Kalau tegangan dinyatakan dalam
tegangan sebenarnya σ’ dan regangan dalam regangan sebenarnya ε’
ε’
= ln ( l / lo )
dan dengan regangan
teknik ε
ε’
= ln ( 1 + ε )
Hubungan
antara tegangan sebenarnya dan regangan sebenarnya didekati oleh persamaan
σ’
= K ε’ n
dengan n = eksponen pengerasan
regangan (sebagai ukuran pengerasan)
1 = koefisien kekuatan
K = konstanta
n = konstanta
Gambar
1.2
K
dan n adalah konstanta yang ditentukan oleh jenis bahan dan keadaan deformasi
tertentu. Gambar diatas menyatakan perbandingan antara kurva tegangan –
regangan teknis dan kurva tegangan – regangan sebenarnya. Dan persamaannya
dapat dirumuskan
log
σ’ = log K + n ε’
Jadi
kalau tegangan sebenarnya dan tegangan sebenarnya diplot pada kertas grafik
logaritma, daerah deformasi plastis merupakan garis lurus, sedangkan gradiennya
merupakan harga n. Kalau keadaan deformasi tertentu diperhitungkan, regangan
sebenarnya sama dengan perubahan regangan memanjang dan melintang, atau
regangan dari tarikan dan tekanan. Selanjutnya regangan ε’neck pada permulaan pengecilan
setempat dari pengujian tarik sama dengan harga n.
Berikut
adalah nilai K dan n
Hubungan
antara elastisitas dan strain hardening
Ø Pada
daerah elastic bahan mengikuti Hukum Hook ( E = σ / ε). Kemudian setelah
melewati titik luluh Y akan mengalami deformasi plastis. Seperti yang telah
dijelaskan, deformasi berlanjut jika tegangan bertambah sehingga K lebih besar
dari Y dan n lebih dari 0. Flow curve biasanya dinyatakan dalam sebagai fungsi
linier dengan sumbu logaritma. Kebanyakan logam ulet (ductile) bersifat seperti
ini
1. Factor
yg mempengaruhi
2. Dengan
dislokasi
3. Dengan
perlakuan panas
4. Contoh
pengerjaannya d roll atau yak opo
5. Data
yang mendukung contohnya material apa,kekuatannya brp,dll
6.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar