Materi - 4b - eko.staff.uns.ac.id · Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Kekuatan Tarik • Setelah titik luluh, tegangan terus naik dengan berlanjutnya deformasi plastis sampai titik

Deformasi Elastis

Deformasi Elastis

Figure 6.14 Comparison of the elastic behavior of steel and aluminum. For a given stress, aluminum given stress, aluminum deforms elastically three times as much as does steel

Deformasi Elastis

Deformasi Plastis

• Pada kebanyakan logam, deformasi elastis hanya terjadi sampai regangan 0.005.

• Jika bahan berdeformasi • Jika bahan berdeformasi melewati batas elastis, tegangan tidak lagi proporsional terhadap regangan.

• Daerah ini disebut daerah plastis

0.005

Deformasi Plastis

• Pada daerah plastis, bahan tidak bisa kembali ke bentuk semula jika beban dilepaskan.

• Pada tinjauan mikro : deformasi plastis mengakibatkan putusnya ikatan atom dengan atom tetangganya dan membentuk ikatan yang atom tetangganya dan membentuk ikatan yang baru dengan atom yang lainnya.

• Jika beban di lepaskan, atom ini tidak kembali keikatan awalnya.

Deformasi Plastis (Sifat Tarik)

Luluh dan Kekuatan Luluh

• Titik luluh terjadi pada daerah dimana deformasi plastis pada logam.

• Pada grafik σ-ε berbelok secara bertahap sehingga titik luluh bertahap sehingga titik luluh ditentukan dari awal perubahan kurva σ-ε dari linier ke lengkung.

• Titik ini di sebut batas proporsional ( titik p pada gambar).


Luluh dan Kekuatan Luluh

• Pada kenyataannya titik p ini tidak bisa ditentukan secara pasti.

• Kesepakatan di buat dimana di tarik garis lurus paralel, dengan kurva σ-ε dengan harga ε= paralel, dengan kurva σ-ε dengan harga ε= 0.002. Perpotongan garis ini dengan kurva σ-ε didefinisikan sebagai kekuatan luluh Ty.


Kekuatan Tarik

• Setelah titik luluh, tegangan terus naik dengan berlanjutnya deformasi plastis sampai titik maksimum dan kemudian menurun sampai akhirnya patah. akhirnya patah.

• Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum (titik M) pada kurva σ-ε.

• Hal ini berhubungan dengan tegangan maksimum yang bisa di tahan struktur pada kondisi tarik.


Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum (titik M) pada kurva σ-ε.


Keuletan

• Mengukur derajat deformasi plastis pada saat patah.

• Bahan yang mengalami sedikit atau tidak sama sekali deformasi plastis di sebut rapuh.


Keuletan


Keuletan


Resilience• Adalah kapasitas material untuk menyerap energi ketika

mengalami deformasi elastis dan ketika beban dilepaskan, energi ini juga dilepaskan.

• Modulus resilience, Ur : adalah energi regang persatuan volume yang diperlukan sehingga material mendapat volume yang diperlukan sehingga material mendapat tegangan dari kondisi tidak berbeban ketitik luluh.

• Material yang mempunyai sifat resilience adalah material yang mempunyai tegangan luluh tinggi (σy) dan modulus elastisitas rendah. Contoh : alloy untuk pegas.


Ketangguhan ( Toughness ).

• Adalah kemampuan bahan untuk menyerap energi sampai patah.

• Satuan ketangguhan = satuan resilience

• Bahan ulet -> bahan tangguh• Bahan ulet -> bahan tangguh

• Bahan getas ->bahan tidak tangguh


Ketangguhan ( Toughness ).

Tegangan dan Regangan Sebenarnya


• Tegangan dan regangan sebenarnya diukur berdasarkan luas penampang sebenarnya pada saat diberikan beban.


Elastic Recovery During Plastic Deformation

• If a material is deformed plastically and the stress is then released, the material ends up with a permanent strain.

• If the stress is reapplied, • If the stress is reapplied, the material again responds elastically at the beginning up to a new yield point that is higher than the original yield point.

• The amount of elastic strain that it will take before reaching the yield point is called elastic strain recovery.

Kekerasan (hardness)

• Kekerasan adalah mengukur ketahanan material terhadap deformasi plastis yang terlokalisasi (lengkungan kecil atau goresan).

• Macam- macam uji kekerasan :

• Uji kekerasan Rockwell

• Uji kekerasan Brinell• Uji kekerasan Brinell

• Uji kekerasan Vicker

• Uji kekerasan Knoop



Brinell Testing

(c)Figure 2.13 Indentation geometryin Brinell testing; (a) annealedmetal; (b) work-hardenedmetal;metal; (b) work-hardenedmetal;(c) deformation of mild steel undera spherical indenter. Note that thedepth of the permanently deformedzone is about one order ofmagnitude larger than the depth ofindentation. For a hardness test tobe valid, this zone should be fullydeveloped in the material.Source:M. C. Shaw and C. T. Yang.


Figure 6-33 A scanning electron micrograph showing micrograph showing crack propagation in a PZT ceramic. (Courtesy of Wang and Raj N. Singh, Ferroelectrics, 207, 555–575 (1998).)

KonversiKekerasan


Faktor Keamanan Desain

• Pada kenyataannya bahan teknik mempunyai sifat mekanik yang variabel, disamping itu pada aplikasi sering beban pada bahan tidak pasti, sehingga pehitungan tegangan hanya pendekatan.pendekatan.

• Karena itu kelonggaran disain harus dibuat untuk mencegah kegagalan yang tidak diharapkan, untuk itu digunakan istilah “tegangan aman” atau “tegangan kerja”.



(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Figure 6.16 The effect of temperance (a) on the stress-strain curve and (b) on the tensile properties of an aluminum alloy

Beberapa Sifat Mekanik Lainnya

• Uji Bending


• Uji Fatigue ( Kelelahan)


Rotating cantilever beam test - An older test for fatigue testing.


• Uji Fatigue ( Kelelahan)


• Uji Fracture Thoughness ( Ketangguhan retak)


• Uji Impact


Referensi

1. W. D. Callister, Jr. and D. G. Rethwisch, 2010, Materials Science and Engineering: An Introduction, 8th edition, John Wiley. ( Chapter 6 )

2. Leonid Zhigile, Lecture Note, MSE 209: Introduction to the Science and Engineering of Materials, http://www.people.virginia.edu/~lz2n/mse209/ ( http://www.people.virginia.edu/~lz2n/mse209/ ( Chapter 6 )

3. Donald R. Askeland and Pradeep P. Phulé, The Science and Engineering of Materials, 4th edition ( Chapter 6 )

Documents

Materi - 4b - eko.staff.uns.ac.id · Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Kekuatan Tarik • Setelah titik luluh, tegangan terus naik dengan berlanjutnya deformasi plastis sampai titik