MEKANISME SLIP DAN DISLOKASI

MEKANISME SLIP
DAN DISLOKASI
DISLOKASI
Dislokasi adalah cacat kisi yang menentukan
kekuatan bahan berkristal.
 Pergerakan dislokasi pada bidang slip
menyebabkan deformasi.

JENIS DISLOKASI
 Dislokasi
ujung
- Dislokasi yang garis dislokasinya tegak lurus dengan
arah slip
 Dislokasi
sekrup
- Dislokasi yang garis dislokasinya sejajar dengan arah
slip
 Dislokasi
campuran
- Dislokasi yang garis dislokasinya membentuk sudut
tertentu terhadap arah slip
TEGANGAN DISLOKASI

Tegangan dislokasi ujung:
ENERGI DISLOKASI

Energi dislokasi adalah energi regangan yang
dimiliki per satuan panjang garis dislokasi
TEGANGAN GARIS DISLOKASI

Dislokasi memiliki garis tegangan pada arah
garis dislokasi
T = µb2
T = gaya per satuan
panjang
GAYA PADA DISLOKASI

Gaya yang bekerja pada dislokasi:
F = τb
τ = tegangan geser
Gaya yg bekerja diimbangi oleh tegangan garis.
PELIPAT GANDAAN DISLOKASI
 Mekanisme
Pelipat gandaan dislokasi
Frank-Read:
Apabila ada bagian dislokasi yang dapat bergerak,
karena tegangan maksimum, garis dislokasi akan
melengkung berbentuk setengah lingkaran pada
bidang slip, yang tidak stabil akan berubah menjadi
suatu lup yang meninggalkan garis dislokasi asal
( sumber dislokasi Frank-Read )
4. DIAGRAM FASA SEBAGAI
DASAR METALOGRAFI
4.1 DIAGRAM FASA SISTIM SATU KOMPONEN
PV= RT
Diagram Fasa Air.
Menunjukkan daerah keadaan gas,
cair, padat dengan kombinasi P dan
T.
Jika pada P tetap 1 atm, T diubah 0
C akan terjadi fasa padat (es), fasa
cair diantara T titik cair dan titik
didih, fasa uap di atas titik didih
(100 C)
Ada dua fasa cair dan gas pada
titik didih di diagram fasa
timah putih. Ini menunjukkan
bahwa timah putih
mempunyai titik leleh yang
tinggi
4.2 ATURAN FASA (KAIDAH FASA GIBBS)
F = C+2-P
C= jumlah komponen dalam
suatu sistem
P= fasa yang ada
F= jumlah variabel
Dlm gb 1.44, C=1 dan F=3-P,
jd kalau P=a, F=2 mk tidak
dapat merubah T dan P
secara bebas
Kalau P=2, F=1 maka hanya T
atau P yang dapat berubah
secara bebas
4.3 DIAGRAM FASA DARI DUA
KOMPONEN
1) Menyatakan diagram fasa dua komponen
F= C = 1 - P
Diagram ini memerlukan 3 sumbu
untuk menyatakan keadaan pada satu
titik dalam ruang yaitu komponen,
temperatur, tekanan. Dari gb 1.44, 1.45
fasa padat menerima pengaruh kecil
dari tekanan. Maka tekanan dianggap
tetap.
2) Diagram fasa dengan sistim dua komponen
Gb 1.46 menunjukkan diagram
paduan timah (Sn) dan timbal
(Pb).
Titik 1 merupakan paduan 70%
timbal 30% timah pada 300 C yg
merupakan fasa cair.
Titik 2 menyatakan keadaan
paduan yang sama pada 200 C
yang terdiri dari kira-kira 55%
fasa cair dan larutan padat α
dan larutan padat βee . Titik 3
mempunyai paduan yang sama
pada 100 C.
Titik 4 paduan 10% timah dan
90% timbal pada 200 C.
Titik 5 mempunyai paduan
60%timah dan 40% timbal
3) Hubungan Komposisi
Jika dua fasa dari sistim dua
komponen berada dalam
keseimbangan, maka aturan fasa
dapat digunakan, F=2+1-1=1,
jadi dari dua variabel yaitu
komposisi dan temperatur, hanya
1 variabel yang bebas.
4) Hubungan Kuantitatif
Gb 1.47 merupakan bagian
dari gb 1.46 menyatakan
sistim dua komponen dengan
komposisi total b% B berada
dalam keseimbangan pada t1
dimana larutan a dengan
komposisi b1% B dan cairan
dengan komposisi b2% B
berada bersama.
Umpamakan jumlah berat
100g (x g), berat cairan
adalah (100-x).
4.4 PERUBAHAN FASA PADA PENDINGINAN
1) Pembekuan larutan padat tunggal
Keadaan x suatu cairan homogen dari
sistim dua komponen A dan B. jika
cairan didinginkan, pendinginan ini
mengikuti garis tegak melalui x
seperti gb 1.48
Pada L1 atau diatasnya terdapat fasa
cair. L1 adalah temperatur
pembekuan dimana fasa α mulai
mengkristal. Larutan padat α
mempunyai kadar A lebih tinggi
daripada cairan. Karena pengkristalan
α dari cairan maka di dalam cairan
kadar A menjadi rendah dan kadar B
menjadi lebih tinggi. Cairan berkadar
B lebih tinggi mempunyai temperatur
pembekuan yang lebih rendah
daripada cairan x
Garis cair ae menyatakan
permulaan kristalisasi. Garis
ac menyatakan temperatur
pembekuan dimana cairan
membeku seluruhnya.
Pada sistim satu komponen
pembekuan berakhir
seluruhnya pada temperatur
tetap, tapi untuk sistim dua
komponen pembekuan terjadi
dalam satu daerah
temperatur antara garis cair
dan garis beku.
2) Pembekuan dengan reaksi eutektik
Suatu cairan punya
komposisi y di daerah cd.
Titik e adalah titik potong
dua garis cair, jadi cairan
sampai pada titik ini
mengristal menjadi larutan
padat β dari komposisi d
dan larutan padat α dari
komposisi c secara
simultan.
Simultan : struktur mikro
yang halus berdekatan satu
sama lain.
Titik potong e dinamakan
titik eutektik, perubahan
cairan yang punya
komposisi e menjadi
larutan padat α dan β
dinamakan reaksi eutektik
Contoh persamaan Reaksi
Eutektik
Dalam reaksi eutektik ini ada tiga
fasa berada bersama yaitu cairan e,
larutan padat α komposisi c dan
larutan β komposisi d. maka menurut
aturan fasa F=0 sampai semua cairan
e membeku menjadi α dan β.
Temperatur ced tetap selama proses
pembekuan terjadi. Temperatur ini
dinamakan temperatur eutektik, ced
juga merupakan garis beku.
4.5 DIAGRAM FASA DASAR DARI SISTIM DUA
KOMPONEN
1) Larut sempurna dalam keadaan cair dan
membentuk eutektik dengan kelarutan padat
terbatas
Sistim paduan timah-timbal
adalah satu contoh dua
komponen yang larut dalam
keadaan cair dan masingmasing mempunyai kelarutan
padat terbatas dan
membentuk eutektik.
2) Larut sempurna dalam keadaan cair dan membentuk
eutektik dengan komponen murni
Dalam gb 1.48, A dan B
mempunyai kelarutan padat
terbatas satu terhadap yang
lain. Tetapi apabila kelarutan
padat tersebut menjadi sangat
kecil, daerah fasa α dan fasa β
menjadi sangat sempit dan
garis padat berimpit dengan
sumbu temperatur, menjadi
diagram seperti gb 1.49
BESI DAN BAJA
Besi dan baja merupakan logam yang paling
banyak digunakan manusia untuk berbagai
keperluan industri dan rumah tangga
• jumlahnya cukup banyak dan mudah didapat,
• mempunyai sifat mekanik (mis. kekuatan,
keuletan, dan lain-lain) yang memadai,
• mudah dikerjakan,
• harganya relatif murah,
• dan lain-lain.
24
Hal ini disebabkan karena antara lain :
PERBEDAAN BESI DAN BAJA :
• baja
• besi
:C<2%
: 2 < % C < 6,67
• besi: - matriks : ferit, perlit, sementit, bainit,
martensit;
- filler : grafit atau karbida besi (Fe3C).
Sifat-sifat :
• Keuletan
: baja > besi,
• Kekuatan : baja > besi,
• Daya redam terhadap getaran : baja < besi.
25
Mikrostruktur
• baja :
: ferit, perlit, sementit, bainit, martensit;
26
MENURUT KOMPOSISI KIMIA :
• baja karbon rendah (low carbon steel) :
C = 0,25 %,
• baja karbon menengah (medium carbon steel) :
C = 0,25 % - 0,55 %,
• baja karbon tinggi (high carbon steel) :
C > 0,55 %,
• baja paduan rendah (low alloy steel) :
unsur paduan < 10 %,
• baja paduan tinggi (high alloy steel) :
unsur paduan > 10 %.
PERUBAHAN STRUKTUR PADA PERLAKUAN
PANAS
27
Dilihat dari transformasi ada tiga macam baja yaitu:
1)Baja dengan titik transformasi A1, berupa ferit di bawa
A1, dengan austenit pada A3
Atau baja A1
2)Baja dengna titik transformasi A1 dibawa temperatur
kamar, berupa austenit pada temperatur kamar.
3)Baja dengan daerah austenit yang kecil, berupa ferit
sampai temperatur tinggi pada daerah komposisi tertentu.
Ket:
A1(reaksi eutekoid)
A3(garis yang menyatakan hubungan antara temperatur
dan komposisi)
Menurut cara pembuatannya :
•
•
•
•
baja Bessemer,
baja Siemen – Martin,
baja listrik,
dan lain-lainnya.
28
MENURUT MIKROSTRUKTURNYA :
• baja hipoeutektoid : ferit dan perlit,
• baja eutektoid : perlit,
• baja hipereutektoid : sementit dan perlit,
• baja bainit,
• baja martensit.
Menurut bentuknya :
•
•
•
•
•
baja pelat,
baja strip,
baja sheet,
baja pipa,
baja batang profil, dll.
29
MENURUT PENGGUNANNYA :
• baja konstruksi,
• baja mesin,
• baja pegas,
• baja ketel,
• baja perkakas, dll.
BAJA KARBON RENDAH BENTUK PELAT
30
PEMILIHAN PELAT BAJA TIPIS DENGAN
MAMPU-BENTUK BAIK
31
Pada penarikan dalam pelat baja tipis,
menghasilkan titik mulur berbentuk pola tertentu
yang di sebut regangan pembentang, pengerolan
ringan setelah pelunakan yang di sebut pngerolan
temper , maksud dari pengerolan temper maksud
dari pengerolan temper ini bukan hanya untuk
meniadakan perpanjangan pada titik mulur
tetapi juga untuk meluruskan bentuk dari
lembaran setelah di lunakan.
THANK YOU