TEORI DISLOKASI
Dislokasi adalah suatu pergesean atau pegerakan atom-atom di dalam sistem kristal logam akibat tegangan mekanik yang dapat menciptakan deformasi plastis ( perubahan dimensi secara permanen)
Kekuatan (strength) dan keuletan (ductility) atom di dalam melalui tingkat kesulitan atau kemudahan gerakan dislokasi di dalam sistem kristal logam.
Misalya pada proses pengerjaan dingin (cold work) terjhadi peningkatan dislokasi di dalam kristal logam sehingga kekuatan logam meningkat, namun keuletan menurun.
Kekuatan (strength) dan keuletan (ductility) atom di dalam melalui tingkat kesulitan atau kemudahan gerakan dislokasi di dalam sistem kristal logam.
Misalya pada proses pengerjaan dingin (cold work) terjhadi peningkatan dislokasi di dalam kristal logam sehingga kekuatan logam meningkat, namun keuletan menurun.
Sejarah dislokasi adalah salah satu kisah sukses besar fisika, sebagaimana diterapkan pada ilmu materialAwal Kehidupan sebagai konstruksi teoretis murni dalam matematika, dengan aplikasi praktis yang tidak jelas untuk apa saja, konsep dislokasi pertama praktis menikmati keberhasilan ketika ditemukan bahwa hal itu bisa menjelaskan mengkhawatirkan perbedaan besar antara teori dan kekuatan nyata padat "Semua perbedaan", sebagai seseorang berkomentar, "antara mencoba slide seluruh karpet, atau mendorong sebuah kerut di atasnya. Pengamatan pertama dislokasi, dengan menggunakan mikroskop elektron, pasti memuaskan seperti konfirmasi cahaya melengkung prediksi relativitas; suatu analogi yang tidak tepat karena akan tampak The analogi antara bergerak dislokasi dalam padatan, dan partikel-partikel bergerak dengan kecepatan relativistik dalam vakum disebutkan dalam semua buku pelajaran baik pada teori dislokasi, dan koneksi ini diperkuat oleh beberapa abstrak dalam buku ini.
Memang, salah satu bahkan kertas link dislokasi untuk 'string theory'.
. Menunjukkan bahwa isi, serta topik klasik dislokasi interaksi selama deformasi, ada juga sangat tertarik dalam propagasi (threading) dislokasi ke daerah bebas cacat, dan dalam kemampuan dislokasi untuk meringankan stres antara lapisan-lapisan.
. Menunjukkan bahwa isi, serta topik klasik dislokasi interaksi selama deformasi, ada juga sangat tertarik dalam propagasi (threading) dislokasi ke daerah bebas cacat, dan dalam kemampuan dislokasi untuk meringankan stres antara lapisan-lapisan.
Kemampuan ini, satu buruk dan satu baik, secara alami yang sangat penting bagi industri semikonduktor. Ada juga yang menarik sengketa yang berkelanjutan antara minimum-energi 'dan' struktur disipasi 'pandangan tentang fenomena seperti dislokasi urat. The polemic. Polemik antara keseimbangan klasik dan jauh-dari-ekuilibrium lagi pendekatan serupa cermin ketidaksepakatan dalam ilmu fisik secara keseluruhan. panduan lapangan akan menarik bagi fisikawan, bahan ilmuwan, dan insinyur elektronik. ristal logam sehingga kekuatan logam meningkat, namun keuletan menurJakarta –
1
Serbuan Gempa dalam Lempeng dan Kewaspadaan
Sebuah gempa kuat meletup tepat pada Jumat sore, 16 Oktober 2009 pukul 16:52 WIB. Data dari USGS National Earthquake Center menyebut magnitudenya Mw 6,1 skala magnitudo dengan kedalaman sumber 50,6 km di bawah pulau Panaitan. Sebuah pulau gunung api yang telah mati dengan kaldera besarnya (yang diameternya lebih kurang 10 km) membuka ke selatan yang terletak di lepas pantai Semenanjung Ujungkulon.
Gempa melepaskan energi sebesar 21 kiloton TNT atau sama dengan energi yang dihasilkan ledakan bom nuklir Hiroshima. Getaran gempa menjalar hingga sejauh 484 km dari episentrum. Atau hingga mencapai kota Cilacap di sebelah timur serta Palembang dan Bengkulu di utara. Namun, getaran yang benar-benar bisa dirasakan manusia (yakni pada intensitas 3 MMI) sebenarnya hanya menjalar hingga 230 km dari episentrum.
Dilihat dari kedalaman sumbernya gempa ini sebenarnya dihasilkan dari patahnya bagian lempeng Australia di kawasan Selat Sunda yang sudah menukik ke dalam mantel Bumi setelah melewati batas pertemuan (zona subduksi) dengan lempeng Sunda yang menjadi dasar berdirinya Kepulauan Indonesia bagian barat. Bagian yang patah itu luasnya sekitar 20 x 10 km persegi. Bukan hanya patah saja bagian tersebut kemudian bergeser naik miring ke atas sejauh 30 cm.
Nah, gempa yang 'cuma' dihasilkan dari patahnya lempeng Australia ini secara teknis disebut gempa dalam lempeng alias gempa intraplate. Kosa kata gempa intraplate melejit belakangan ini tatkala hampir 2 bulan silam kawasan Jawa Barat bagian selatan diguncang oleh gempa kuat dengan Mw 7,0 skala magnitudo. Dan, belum lepas dari ingatan kita betapa Padang dan sekitarnya diharubirukan oleh gempa kuat dengan Mw 7,6 skala magnitudo yang ternyata juga jenis gempa intraplate.
Jauh hari sebelumnya kita pun pernah dikejutkan oleh gempa intraplate yang lain. Tepatnya pada 9 Agustus 2007 dengan Mw 7,5 skala magnitudo yang bersumber pada kedalaman 290 km di Laut Jawa lepas pantai Indramayu.
Mengapa belakangan ini sering muncul gempa intraplate di Indonesia? Jawabannya belum diketahui. Jangankan sumber gempa yang cukup dalam dan tersembunyi. Sumber gempa yang nampak di permukaan bumi pun seperti zona-zona subduksi dan patahan-patahan aktif di sekujur Kepulauan Indonesia pun belum banyak diketahui meskipun 60% pusat pemukiman penduduk di negeri ini berdiri di atas daerah patahan.
Bumi ini dan lebih khusus lagi Kepulauan Indonesia memiliki dinamikanya yang tersendiri. Dan, salah satu produknya adalah gempa yang jadwal waktunya tidak berkelit berkelindan dengan jadwal waktu ala manusia. Tunggu tunggu tunggu dan tiba-tiba drrrrr.
2
Gempa melepaskan energi sebesar 21 kiloton TNT atau sama dengan energi yang dihasilkan ledakan bom nuklir Hiroshima. Getaran gempa menjalar hingga sejauh 484 km dari episentrum. Atau hingga mencapai kota Cilacap di sebelah timur serta Palembang dan Bengkulu di utara. Namun, getaran yang benar-benar bisa dirasakan manusia (yakni pada intensitas 3 MMI) sebenarnya hanya menjalar hingga 230 km dari episentrum.
Dilihat dari kedalaman sumbernya gempa ini sebenarnya dihasilkan dari patahnya bagian lempeng Australia di kawasan Selat Sunda yang sudah menukik ke dalam mantel Bumi setelah melewati batas pertemuan (zona subduksi) dengan lempeng Sunda yang menjadi dasar berdirinya Kepulauan Indonesia bagian barat. Bagian yang patah itu luasnya sekitar 20 x 10 km persegi. Bukan hanya patah saja bagian tersebut kemudian bergeser naik miring ke atas sejauh 30 cm.
Nah, gempa yang 'cuma' dihasilkan dari patahnya lempeng Australia ini secara teknis disebut gempa dalam lempeng alias gempa intraplate. Kosa kata gempa intraplate melejit belakangan ini tatkala hampir 2 bulan silam kawasan Jawa Barat bagian selatan diguncang oleh gempa kuat dengan Mw 7,0 skala magnitudo. Dan, belum lepas dari ingatan kita betapa Padang dan sekitarnya diharubirukan oleh gempa kuat dengan Mw 7,6 skala magnitudo yang ternyata juga jenis gempa intraplate.
Jauh hari sebelumnya kita pun pernah dikejutkan oleh gempa intraplate yang lain. Tepatnya pada 9 Agustus 2007 dengan Mw 7,5 skala magnitudo yang bersumber pada kedalaman 290 km di Laut Jawa lepas pantai Indramayu.
Mengapa belakangan ini sering muncul gempa intraplate di Indonesia? Jawabannya belum diketahui. Jangankan sumber gempa yang cukup dalam dan tersembunyi. Sumber gempa yang nampak di permukaan bumi pun seperti zona-zona subduksi dan patahan-patahan aktif di sekujur Kepulauan Indonesia pun belum banyak diketahui meskipun 60% pusat pemukiman penduduk di negeri ini berdiri di atas daerah patahan.
Bumi ini dan lebih khusus lagi Kepulauan Indonesia memiliki dinamikanya yang tersendiri. Dan, salah satu produknya adalah gempa yang jadwal waktunya tidak berkelit berkelindan dengan jadwal waktu ala manusia. Tunggu tunggu tunggu dan tiba-tiba drrrrr.
2
Ilmu pergempaan sudah seabad lebih bergumul dengan teori dislokasi elastik untuk mengkaji sifat-sifat sumber gempa dan sekaligus memprediksi kapan penumpukan tekanan dalam suatu sumber gempa akan melampaui batas daya tahan batuan di tempat tersebut. Namun, sebagian seismolog belakangan mengakui bahwa waktu terjadinya gempa di satu sumber lebih sering bersifat acak (random) dan cenderung berkelompok (cluster) pada selang waktu tertentu ketimbang mengikuti jadwal waktu ala teori dislokasi elastik.
Makanya meramal waktu kejadian gempa adalah nonsense dalam pengetahuan masa kini. Bila kita sering dihebohkan dengan isu akan munculnya gempa besar dalam magnitude tertentu dalam waktu tertentu, seperti yang telah menciutkan ribuan orang di Banten, Lampung, Surabaya, dan Bantul beberapa waktu lalu, sekali lagi itu adalah nonsense.
Ketidakmungkinan manusia memprediksikan waktu kejadian sebuah gempa dengan hasil yang akurat sebagaimana kita memprediksikan cuaca membuat kesiapsiagaan terhadap gempa merupakan hal esensial yang harus dilakukan secara terus-menerus. Bukan sekedar hangat-hangat tahi ayam.
Gempa Ujungkulon lalu, secara teoritis, hanya menghasilkan guncangan maksimum sebesar 6 MMI saja, yang getarannya baru dalam taraf sanggup meretakkan bangunan. Namun, belum merubuhkannya. Dan guncangan 6 MMI ini sejatinya hanya terasakan di kawasan Taman Nasional Ujungkulon. Namun, gempa yang 'ringan' ini, semoga menjadi pembuka mata hati kita bahwa kewaspadaan terhadap gempa adalah keniscayaan. Bahwa bumi terus bergerak di dalam sana dengan segala tingkah laku yang belum sepenuhnya kita pahami. Namun, getarannya sudah terlalu sering kita rasakan.
Makanya meramal waktu kejadian gempa adalah nonsense dalam pengetahuan masa kini. Bila kita sering dihebohkan dengan isu akan munculnya gempa besar dalam magnitude tertentu dalam waktu tertentu, seperti yang telah menciutkan ribuan orang di Banten, Lampung, Surabaya, dan Bantul beberapa waktu lalu, sekali lagi itu adalah nonsense.
Ketidakmungkinan manusia memprediksikan waktu kejadian sebuah gempa dengan hasil yang akurat sebagaimana kita memprediksikan cuaca membuat kesiapsiagaan terhadap gempa merupakan hal esensial yang harus dilakukan secara terus-menerus. Bukan sekedar hangat-hangat tahi ayam.
Gempa Ujungkulon lalu, secara teoritis, hanya menghasilkan guncangan maksimum sebesar 6 MMI saja, yang getarannya baru dalam taraf sanggup meretakkan bangunan. Namun, belum merubuhkannya. Dan guncangan 6 MMI ini sejatinya hanya terasakan di kawasan Taman Nasional Ujungkulon. Namun, gempa yang 'ringan' ini, semoga menjadi pembuka mata hati kita bahwa kewaspadaan terhadap gempa adalah keniscayaan. Bahwa bumi terus bergerak di dalam sana dengan segala tingkah laku yang belum sepenuhnya kita pahami. Namun, getarannya sudah terlalu sering kita rasakan.
Aplikasi Teori Batas Butir dalam Kehidupan
DALAM ilmu material dan bahan, kita mengenal teori batas butir. Teori ini menjelaskan tentang batas butiran material berupa sisi-sisi di sekitar material tersebut. Sisi butiran menjadi lebih banyak bila benda dengan ukuran total yang sama dipecah-pecah menjadi butiran yang lebih kecil.
Contoh gampangnya, bila kita memiliki batu besar berbentuk kubus dengan panjang rusuk-rusuknya 1 meter, batas butir yang dimiliki adalah kulit permukaan yang bersentuhan dengan udara luar. Besarnya (dalam hal ini adalah luasan bidang permukaan) dapat ditentukan dengan rumus permukaan kubus :
Luas kulit permukaan = 6 (sisi) x luas alas kubus
Dengan r = 1 m maka luas kulit batu = 6 m2
3
Bila batu besar ini kita pecah menjadi kubus kerikil dengan rusuk 5 cm, maka luas permukaan satu kerikil adalah L = 6 x 5cm x 5 cm = 0.015 m2. Padahal batu berukuran 1 meter bila dipecah menjadi kerikil 5 cm sebanyak 8.000 butir dengan luas total kulitnya adalah 8.000 x 0.015 = 120 m2. Itu artinya permukaan kulit menjadi berlipat 20 kali dari semula.
Dalam kehidupan sehari-hari banyak penerapan teori batas butir yang bisa jadi tidak kita sadari. Dua di antaranya adalah karung pasir penahan peluru dengan varian berupa rompi anti peluru, dan yang ke dua adalah keramik / tegel yang digunakan untuk melapisi lantai / dinding.
Karung Pasir
Seperti biasa kita lihat dalam film2 perang maupun perang yang sesungguhnya, di benteng2 pertahanan (baik benteng permanen maupun sementara), penggunaan pasir yang ditempatkan dalam karung pasir sangat mudah dan biasa dijumpai. Lihat film saving private ryan, serta film2 pertempuran pejuang melawan penjajah. Pasti selalu ada tumpukan karung pasir. Gunanya adalah untuk melindungi diri dari tembakan. Kok bisa ini menjadi pelindung ? Butiran pasir yang ada di dalam karung berjumlah jutaan butir. Ukuran diameternya juga sangat kecil, ada di kisaran 0.2 – 2 mm tiap butirnya. Jika tebal karung berisi pasir adalah 40 cm atau 400 mm, maka banyaknya pasir yang berderet dalam 40 cm adalah antara 200 – 2000 butir.
Bila karung pasir terkena tembakan yang artinya terdapat gaya yang mendorong pasir dari ujung, maka gaya tersebut akan diteruskan sehingga menyebabkan pergeseran butiran pasir (dislokasi). Pergeseran yang terjadi menyesuaikan dengan besarnya gaya yang diakibatkan oleh impuls tumbukan peluru tersebut. Pergeseran ini juga akan diteruskan ke butiran pasir yang di dekatnya, dan yang terkena imbas paling besar adalah butiran pasir yang searah dengan kecepatan peluru.
Butiran pasir yang harus digeser oleh gaya tumbukan peluru tersebut jumlahnya banyak, ya antara 200 s/d 2000 butir tersebut. Padahal untuk menggeser butiran pasir di belakangnya (peluru datang dari depan), masih melewati rongga / celah antara pasir satu dengan pasir belakangnya. Baru gaya tumbukan tersebut bisa ditransformasikan berikut juga dengan material peluru yang melesat. Semakin jauh ke dalam karung, butiran dan rongga yang dilalui semakin banyak, sehingga gaya tumbukan yang diterima pasir di bagian tengah lebih kecil, dislokasi yang terjadi juga lebih sedikit, serta material peluru terhambat untuk masuk lebih jauh lagi. Pada bagian belakang karung pasir, bisa dikatakan gaya yang diterima sangat minimal sehingga tidak mengakibatkan kerusakan / jebolnya karung pasir.
4
Mengingat energi tidak dapat dimusnahkan dan akan berganti dalam bentuk energi yang lain. Terdapat gesekan antar permukaan butiran dalam proses dislokasi. Taruhlah rerata gaya gesekan antar 2 butiran pasir sekian, kalau 2000 butiran tentu bisa dibayangkan berapa energi yang butiran butuhkan untuk dislokasi yang dalam hal ini sumber energinya dari peluru berkecepatan tinggi.Aplikasi yang sama diterapkan juga dalam rompi anti peluru. Bedanya, rompi anti peluru yang modern saat ini sudah menggunakan kevlar dan beberapa sudah menggunakan serat sutera. Serat sutera di sini berlaku mirip dengan butiran pasir. Karena ukuran diameter serat yang sangat kecil, namun berjumlah sangat banyak, gaya tumbukan yang diakibatkan oleh peluru juga dapat diredam sedemikian hingga tidak sampai merusak tubuh pemakainya.
Lantai Keramik, Tegel dan Paving Block
Penggunaan lantai keramik sudah sangat umum dalam rumah tangga menggantikan lantai semen yang diaci. Bagi yang pernah mengamati, lantai semen yang diaci biasanya utuh, dari ujung ke ujung seluas lantai yang disemen. Beberapa dekade yang lalu aplikasi ini sudah dianggap mewah dan bagus, meski warnanya masih gelap. Namun, ternyata penggunaan lantai semen ini memiliki kelemahan mendasar. Tanah, pada umumnya tidak bebas dari gerakan / geseran meskipun sedikit. Baik itu gerakan yang diakibatkan oleh beban yang ada di atasnya maupun gerakan akibat pergeseran lempeng bumi (skala besar) atau dalam skala kecilnya berupa tanah yang bergerak. Pergerakan ini pada lantai semen menjadi gaya (force) yang akan diteruskan ke seluruh penjuru lantai, terutama yang searah dengan geseran awal. Padahal lantai semen sangat rigid (kaku). Akibatnya dislokasi / pergeseran yang terjadi tidak berjalan dengan sempurna dan cenderung untuk tertahan pada lempeng lantai semen tersebut. Bisa ditebak, akibatnya adalah lantai yang menjadi retak di sana-sini, cepat pecah dan mengelupas.
Lalu mengapa pada lantai berlapiskan keramik / tegel tidak banyak dijumpai fenomena ini ? Tidak lain karena pergeseran yang terjadi diteruskan ke tegel berikutnya melalui perbatasan tegel berupa nat. Jika ditilik, kekerasan yang dimiliki nat tidaklah sekeras keramik yang ada di sekelilingnya sehingga “dikorbankan”. Keuntungannya, dislokasi yang terjadi bisa teredam dengan menyeberangnya gaya dan pergeseran pada nat tersebut. Bila nat sudah kalah / pecah, jarak antar keramik yang berdekatan menjadi semakin rapat, dan keramik yang berdekatan tersebut mulai terangkat. Tanda2 mulai terangkatnya ini dapat mudah diamati, misalnya bila diketuk-ketuk berbunyi seperti ada rongga di bawahnya. Dan bila diinjak, keramik gampang pecah.
5
Salah satu langkah yang dilakukan untuk mencegah keramik agar tidak gampang terangkat / berongga adalah dengan memasang adonan semen berpasir sebagai dudukan keramik. Bila dikaitkan dengan bahasan mengenai karung pasir langkah ini sangat logis sehingga mengurangi dislokasi yang terjadi pada keramik di atasnya.Aplikasi yang lain adalah pemasangan paving blok di taman maupun jalan-jalan. Paving blok lebih mampu menahan penyebaran dislokasi ke seluruh penjuru dengan melokalisir dislokasi. Wajar saja pacing lebih dipilih karena biasanya yang dipasangi adalah daerah dengan kondisi tanah tidak stabil karena berupa tanah urugan, bekas sawah, maupun rawa. Belum lagi beban berat yang biasa melintas di atasnya. (SON)
Teknik Pembentukan Material
Prinsip dasar pembentukan logam : melakukan perubahan bentuk pada benda kerja dengan cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastis, contoh : pengerolan, tempa, ekstrusi, penarikan kawan, penarikan dalam, dll.
Proses pemebentukan logam dengan pengerjaan Teknik pengecoran, Teknik pembentukan, Teknik permesinan, Teknik pengelasan, merupakan proses yang mengubah bentuk benda kerja.
Proses pengerjaan panas, digunakan pemanasan, dimaksudkan untuk memudahkan terjadinya deformasi plastis dalam pengerjaannya dan tidak untuk mencairkan logam benda kerja.
Tujuan proses pembentukan logam :
1. mengubah bentuk benda kerja menjadi bentuk yang diinginkan.
2. memperbaiki sifat logam dengan jalan memperbaiki struktur mikronya, misalnya dengan menghomogenkan dan menghaluskan butir, memecah dan mendistribusikan inklusi, menutup rongga cacat cor-an, serta memperkuat logam dengan mekanisme pengerasan regangan.
Proses pembentukan logam, yg diklasifikasikan dengan berbagai cara, yaitu dikarenakan :
1. berdasarkan daerah temperature pengerjaan
2. berdasarkan jenis gaya pembentukan
3. berdasarkan bentuk benda kerja
4. berdasarkan tahapan produk
6
Klasifikasi berdasarkan temperature pengerjaan :1. Proses pengerjaan panas : proses pembentukan yang dilakukan pada daerah temperature rekristalisasi logam yang diproses. Akibat konkretnya ialah logam bersifat lunak pada temperature tinggi. Keuntungannya : bahwa deformasi yang diberikan kepada benda kerja dapat relative besar, hal ini dikarenakan sifat lunak dan sifat ulet pada benda kerja, sehingga gaya pembentukan yang dibutuhkan relative kecil, serta benda kerja mampu menerima perubahan bentuk yang besar tanpa retak.
2. Proses pengerjaan dingin : proses pembentukan yang dilakukan pada daerah temperature dibawah temperature rekristalisasi, pada umumnya pengerjaan dingin dilakukan pada suhu temperature kamar, atau tanpa pemanasan. Pada kondisi ini, logam yang dideformasi terjadi peristiwa pengerasan regangan. Logam akan bersifat makin keras dan makin kuat, tetapi makin getas bila mengalami deformasi, bila dipaksakan adanya suatu perubahan bentuk yang besar, maka benda kerja akan retak akibat sifat getasnya. Keunggulan : kondisi permukaan benda kerja yang lebih baik dari pada yang diproses dengan pengerjaan panas, hal ini dikarenakan tidak adanya proses pemanasan yang dapat menimbulkan kerak pada permukaan. Contoh, proses penarikan kawat, dan pembentukan pelat.
Klasifikasi berdasarkan gaya pembentukan :
1. pembentukan dengan tekanan, contoh tempa, pengerolan, ekstrusi, pukul putar.
2. pembentukan dengan tekanan dan tarikan, contoh : penarikan kawat, pipa, penarikan dalam, dan penipisan dinding tabung.
3. pembentukan dengan tarikan, contoh : tarik regang, ekspansi.
4. pembentukan dengan tekukan, contoh : proses tekuk, proses rol tekuk.
5. pembentukan dengan geseran.
Klasifikasi berdasarkan bentuk benda kerja :
1. pembentukan benda kerja masif atau pejal, ciri : terjadinya perubahan tebal pada benda kerja secara maksimal, atau mencolok selama diproses.
2. pembentukan benda kerja pelat, ciri : tebal dianggap tetap, karena perubahan tebal sangat kecil, tetapi perubahan bentuk tertentu saat dideformasi.
Klasifikasi berdasarkan tahapan produk :
1. proses pembentukan primer, proses ini menghasilkan produk setengah jadi. Contoh : pelat dan profil dari bahan baku berupa ingot, slab dan billet.
2. proses pembentukan sekunder, proses lebih lanjut yang dihasilkan oleh proses primer, atau proses final. Contoh, penarikan kawat, penarikan dalam, dan pembuatan pipa dan plat.
Secara makrokopis, deformasi dapat dilihat sebagai perubahan bentuk dan ukuran. Deformasi dibedakan atas deformasi elastis dan plastis. Deformasi elastis, perubahan bentuk yang terjadi bila ada gaya yang berkerja, serta akan hilang bila bebannya ditiadakan (benda akan kembali kebentuk dan ukuran semula). Deformasi plastis, perubahan bentuk yang permanen, meskipun bebannya dihilangkan.
7
Mekanisme deformasi secara mikro. Secara mikro, perubahan bentuk baik deformasi elastis maupun plastis disebabkan oleh bergesernya kedudukan atom-atom dari tempatnya semula. Pada deformasi elasitis adanya tegangan akan menggeser atom-atom ke tempat kedudukannya yang baru, dan atom-atom tersebut akan kembali ke tempatnya yang semula bila tegangan tersebut ditiadakan. Jarak pergeseran atom secara elastis, yaitu tidak kuran dari 0,5%. Pada deformasi plastis, atom-atom yang bergeser menempati kedudukannya yang baru dan stabil, meskipun beban (tegangan) dihilangkan, atom-atom tersebut tetap berada pada kedudukan yang baru. Model pergeseran atom-atom tersebut disebut slip.Mekanisme slip.
Atom-atom logam tersusun secara teratur mengikuti pola geometris yang tertentu. Adanya tegangan geser yang cukup besar, maka atom akan bergeser dan berpindah serta menempati posisinya yang baru. Bidang-bidang atom yang jaraknay berjauhan adalah yang kerapatan atomnya tinggi. Maka, bidang slip adalah bidang yang rapat atomnya tinggi. Pergeseran atom-atom ini juga mempunyai arah, yang disebut arah slip.
Hubungan antara deformasi dengan teori dislokasi.
Dislokasi yaitu, cacat bidang atau cata garis yang mempermudah terjadinya slip. Dengan demikian adanya dislokasi akan menurunkan kekuatan logam. Hal ini disebabkan adanya tegangan geser. Dislokasi yang mencapai permukaan luar dapat diartikan menimbulakan suatu deformasi, dalam skala mikroskopis. Dislokasi dibedaka atas 2 jenis, secara model ekstrem :
1. dislokasi sisi, (garis dislokasi tegak lurus terhadap vektor slipnya, dan arah gerakan dislokasi searah dengan vektor Burgernya).
2. dislokasi ulir, (garis dislokasi searah dengan vektor Burger, arah gerakan dislokasi tegak lurus terhadap vektor Burger).
Pengaruh pengerjaan dingin terhadap sifat logam adalah, deformasi akan menyebabkan naiknya kekerasan, naiknya kekuatan, tatapi disertai dengan turunyanya keuletan. Untuk mengembalikan logam kesifat semula (lunak dan ulet) perlu dilakukan proses pemanasan terhadap benda kerja yang telah mengalami pengerjaan dingin.
Pengaruh pemanasan setalah pegerjaan dingin, perubahan sifat akibat pemanasan tergantung pada temperatur dan waktu pemanasan. Prinsip dasarnya ialah bahawa pemanasan terhadap benda kerja yang telah mengalami deformasi akan menurunkan kerapatan dislokasinya. Pemanasan pada daerah yang dibawah temperatur rekristalisasai akan menyebabkan dua hal :
1. terjadinya gerakan dislokasi difusi yang disebut gerakan memanjat (climb).
2. adanya pengaturan kembali susunan dislokasi yang tadinya kurang teratur menajdi lebih teratur. Peristiwa ini disebut poligonisasi.
8
Pengaruh deformasi terhadap temperatur rekristalisasi. Temperatur rekristalisasi, yaitu pada mulai terjadinya nukleasi inti-inti baru, bukanlah suatu titik yang tetap sebagimana halnya titik cair logam. Deformasi menyebabkan kenaikan energi dalam pada logam, yaitu dalam bentuk kerapatan dislokasi yang lebih tinggi.*Proses pembentukan selalu diberikan gaya pembentukan agar deformasi plastic terjadi. Gaya apa saja yang menghasilkan deformasi plastic dan berikan contohnya !
Dalam grafik tegangan-regangan terdapat yang namanya batas luluh (yield strength). Deformasi elastis berada dibawah batas luluh, sedangkan untuk deformasi plastis berada/melawati batas luluh suatu material. Sedangkan pengertian batas luluh (Titik Luluh/Yield Point) adalah batas dimana material akan terus mengalami deformasi tanpa adanya penambahan beban. Gaya yang menghasilkan deformasi plastis adalah dilakukannya pembakaran dengan temperature pengerjaan, baik panas maupun dingin serta perlakuan terhadap material dengan gaya tarik, dan gaya tekan. Pipa jenis API 5L dimana yield strengthnya (kekuatan luluh) adalah 52000 psi yang artinya karakter elastis pada material tersebut adalah 52000 psi.
*Mekanisme deformasi logam dalam kaitannya dengan teknik pembentukan logam, Deformasi dapat dilihat sebagai perubahan bentuk dan ukuran, secara makroskopis. Perubahan tersebut dibedakan atas deformasi elastis dan deformasi plastis. Sedangkan, hakekat proses pembentukan logam adalah menggusahakan deformasi plastis yang terkontrol, namun dalam berbagai hal pengaruh deformasi elastis cukup besar sehingga tidak dapat diabaikan begitu saja. Dari penjelasan awal diatas, dapat dijelaskan mekanisme deformasi logam dalam kaitannya dengan teknik pembentukan logam, yaitu : Perubahan bentuk, secara mikro, baik deformasi elastis maupun deformasi plastis, disebabkan oleh bergesernya kedudukan atom-atom dari tempatnya yang semula.
*Pengaruh temperatur terhadap sifat mekanik material dalam proses pengerjaan panas, dikarenakan temperatur dan waktu pemanasannya. Kekuatan dan keuletan logam yang telah dideformasi dapat diukur dengan mengubah kondisi pemanasannya. Logam yang dikerjakan dengan pengerjaan dingin, akan bersifat keras dan kuat, tetapi relatif getas. Sedangkan pengerjaan panas pada logam akan bersifat lunak dan ulet, proses ini disebut dengan ”fully annealed”.
9
*Hubungan deformasi dengan dislokasi :a. Akibat adanya tegangan, maka dislokasi akan bergerak menuju permukaan luar, sehingga terjadi deformasi.
b. Selama bergerak, dislokasi – dislokasi tersebut bereaksi satu dengan yang lainnya. Hasil reaksinya ada yang mudah bergerak dan ada pula yang sukar bergerak.
c. Hasil reaksi yang sukar bergerak justru akan berfungsi sebagai sumber dislokasi baru, sehingga kecepatan dislokasi akan bertambah (dari 106 : 108 dislokasi per cm2 dapat naik menjadi 1010 :1011 dislokasi per cm2 ).
d. Akibat naiknya kerapatan dislokasi, maka gerakan dislokasi akan lebih sulit akibat makin banyaknya hasil reaksi yang sukar bergerak.
e. Akibat nyata dari sukarnya gerakan dislokasi adalah naiknya kekuatan logam.
1. Kenapa proses penempaan logam sangat banyak diaplikasikan di Industri, dikarenakan logam memiliki ketangguhan (tough) serta sifat bahan yang “ulet” (ductile) sehingga dapat dibentuk melalui proses penempaan. Proses tempa juga memiliki keunggulan berupa kekuatan dan ketangguhan yang lebih baik dibanding dengan proses lainnya, sehingga sangat cocok untuk membuat komponen yang aplikasinya handal terhadap tegangan yang tinggi ( highly stress ). Keuntungan dari operasi penempaan lainnya yaitu struktur kristal yang halus dari logam, tertutup lubang-lubang, waktu pemesinan yang menyebabkan meningkatnya sifat-sifat fisis.
Bagaimana proses penempaan digunakan di Industri, proses penempaan dilakukan dengan cara menaikkan temperature dan tekanan yang bertujuan untuk menambah kekuatan ikatan antar benda yang akan digabungkan.
2. Perbedaan antara penempaan dengan cetakan terbuka dan cetakan tertutup :
Penempaan dengan cetakan terbuka, dilakukan diantara dua cetakan datar atau cetakan yang bentuknya sangat sederhana. Penempaan cetakan terbuka digunakan pada pembentukan awal benda kerja untuk penempaan cetakan tertutup.
Sedangkan penempaan dengan cetakan tertutup, benda kerja dibentuk diantara dua pasang cetakan yang akan menghasilkan bentuk akhir yang diinginkan. Benda kerja dibentuk dibawah tekanan tinggi dalam suatu rongga tertutup, dan demikian dapat dihasilkan produk yang mempunyai dimensi yang ketat. Pada penempaan cetakan tertutup, semula bilet-bilet tempa diatur pinggirannya agar dapat diletakkan di tempat yang tepat untuk proses penenmpaan berikutnya.
3. Pemahaman saya tentang penempaan metalurgi serbuk,, adalah penempaan yang menggunakan serbuk metal (powder) yang dimana logam lebih tercampur secara homogeny dalam pemaduaan beberapa material yang tidak sama dan lebih mampu untuk mengendalikan porositas.
10
4. Mengapa proses pengerolan sangat banyak digunakan di Industri.
Rolling adalah proses pembentukan logam dengan cara menggiling logam tersebut di antara dua atau lebih rol-rol penggiling yang berputar. Penggunaan rolling dalam dunia Industri dikarenakan, sebuah kemudahan dalam proses pengerjaan untuk mengurangi ketebalan logam dan kemudahan dalam membentuk suatu logam. Rolling Mill bisa dilakukan dengan pengerjaan panas maupun pengerjaan dingin. Mesin pembentukan rol terdiri dari pasangan rol yang secara progresif memberi bentuk pada lembaran logam yang diumpankan secara continue. Salah satu akibat dari proses dari pengolahan adalah penghalusan butir yang disebabkan rekristalisasi. Struktur yang kasar, kembali menjadi struktur memanjang akibat pengaruh penggilingan. Pada proses pengerolan suatu logam, ketebalan logam mengalami deformasi terbanyak. Adapun lebarnya hanya bertambah sedikit. Pada operasi pengerolan, keseragaman suhu sangat penting karena berpengaruh pada aliran logam dan plastisitas. Proses pengerjaan panas dengan pengerolan ini biasanya digunakan untuk membuat rel, bentuk profil, pelat dan batang. Keuntungan dari pengerolan adalah benda kerja memiliki strength tinggi, biaya cost produksi lebih rendah dan laju produksi lebih tinggi dibanding dengan proses cuttin
5. Perbedaan antara pengerolan panas dan pengerolan dingin.
Pengerjaan panas ialah proses pembentukan logam di atas dari suhu rekristalisasi. Pada proses pengerjaan ini tidak terjadi kenaikan tegangan lulur, kekerasan dan penurunan keuletan bahan, contohnya Shape Rolling dan Rolling Forging Shape Rolling yang umumnya mengerjakan bagian-bagian yang kecil, misalnya ulir dan dikerjakan pada pengerjaan panas. Sedangkan pengerolan dingin logam berada dibawah suhu rekristalisasi, pengerolan logam dengan proses seperti ini menggunakan gaya yang lebih besar dari pengerolan panas. Biasanya, pengerolan dingin dilakukan pada baja karbon rendah, contoh Rolling Forging yang dikhususkan pada pengerjaan dingin dan bagian yang besar.
Roll Bending biasanya digunakan untuk membentuk silinder. Bentuk-bentuk lengkung atau lingkaran dari pelat logam.
11
1. Kriteria Luluh :
Suatu logam terdeformasi merupakan hal yang penting dari proses pembentukan logam, menuju deformasi plastis. Secara umum, titik luluh tergantung pada material berhubungan dengan mobilitas geser dari atom-atom.
Kriteria luluh dalam proses pembentukan logam, secara umum adalah peristiwa penyusunan kembali atom-atom atau molekul secara permanen. Penyusunan kembali atom-atom ditandai dengan adanya tegangan luluh, (yield) yaitu tegangan dimana logam mulai terdeformasi plastis, yang merupakan salah satu sifat material yang sensitive terhadap mikrostruktur. Pada logam khususnya, kekuatan luluh tergantung pada susunan-susunan atom di dalam Kristal dan mekanisme deformasi geser yang terjadi.
Fakta penting dari kriteria luluh, adalah tidak boleh tergantungnya sumbu atau orientasi bidang terhadap bahan isotropis. Artinya, kriteria luluh haruslah merupakan fungsi invariant tegangan yang tidak tergantun pada pilihan sumbu atau bidang orientasi yang kita pilih. Untuk logam ulet (ductile) terdapat dua buah kriteria luluh yang penting, yaitu Kriteria Von Mises dan Kriteria Tresca.
2. Kriterial luluh Tresca :
Teori Tegangan Geser Maksimum, atau Tresca berisi bahwa luluh akan terjadi pada saat tegangan geser maksimum (terbesar) mencapai nilai kritisnya. Criteria luluh tresca tidak semata-mata tergantung pada nilai tegangan normal, tetapi tergantung pada tegangan geser maksimum yang dihasilkan oleh suatu system tegangan tertentu.
Kriteria luluh tresca dengan mudah dijelaskan menggunakan lingkaran Mohr dari suatu system tegangan. Peluluhan akan tergantun pada ukuran dari lingkaran Mohr, tidak pada posisinya.
3. Kriteria luluh Von Mises :
Pada tahun 1913 Von Mises mengajukan pendapatnya bahwa luluh pada system tegangan yang kompleks akan terjadi pada saat deviator kedua dari invariant tegangannya melewati suatu nilai kritis tertentu. Persamaan ini adalah persamaan matematis yang ternyata konsisten dengan fakta empiris. Hasil percobaan menunjukkan bahwa material yang bersifat anisotropis, kriteria luluh tidak tergantung pada sumbu atau orientasi bidang, atau dengan kata lain merupakan suatu fungsi invarian dari tegangan.
Sedangkan, Hencky (1924) memberikan tafsir persamaan matematis yang telah diajukan oleh Von Mises tersebut. Hencky mengajukan pendapatnya bahwa luluh akan terjadi pada saat energi distorsi atau energi regangan geser dari material mencapai suatu nilai kritis tertentu. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa energi distorsi adalah bagian dari energi regangan total per unit volume yang terlibat di dalam perubahan bentuk. Bagian lain adalah bagian yang berhubungan dengan perubahan volume.
12
4. Perbedaan Antara Kriteria Luluh Tresca Dengan Kriteria Von Mises :
Perbandingan/perbedaan keduanya secara umum dapat dilihat dari superposisi lokus luluh untuk kedua kriteria tersebut. Walaupun pada beberapa titik kedua kurva tersebut saling berhimpit, tampak bahwa titik-titik luluh untuk Tresca lebih kecil nilainya pada titiktitik yang lain jika dibandingkan dengan Von Mises. Dengan selisih terbesar pada keadaan tegangan geser murni, yaitu sebesar 115.5%.
Secara umum di dalam konteks desain, dapat dikatakan bahwa kriteria Tresca lebih bersifat konservatif, karena memprediksi luluh pada nilai yang sama atau lebih rendah dari pada criteria Von Mises. Atau dengan kata lain, di dalam desain, di mana tidak diharapkan terjadi luluh, kriteria Tresca lebih memberikan ’jaminan’. Namun sebaliknya, di dalam proses pembentukan logam, di mana yang diharapkan adalah deformasi plastis, terlihat bahwa kriteria Von Mises akan lebih memberikan kepastian.
Order Of Battle Dan Teori Sun Tzu
Ada sebuah pepatah yang mengatakan, belajarlah sampai kenegeri Cina. Memang negeri ini memiliki sebuah kelebihan apabila ditinjau dari sejarahnya. Didalam ilmu intelijen strategis (Intelstrat), sejarah merupakan salah satu komponen dari sembilan komponen lainnya. The Art of War adalah sebuah ilmu atau seni perang yang merupakan fakta sejarah bangsa Cina, yang ditulis oleh Sun Tzu, seorang Jenderal ahli perang. Dalam literatur Cina, strategi perang Sun Tzu bukanlah satu-satunya. Difahami, daratan Cina, hingga Tibet, selama beribu-ribu tahun menjadi medan pertempuran yang tidak pernah reda. Selalu ada revolusi, ada tokoh yang ingin memproklamasikan raja baru. Jadi tidak mengherankan apabila strategi perang terbaik lahir di negara ini.Strategi perang Sun Tzu ditulis dalam 13 langkah yang sederhana. Dimulai dari perencanaan perang hingga kegiatan intelijen. Namun, kalau diurut ke-13 langkah Sun Tzu itu, inti sarinya hanya ada tiga langkah. Yaitu, mengenal diri anda dengan baik, mengenal musuh anda, dan mengenal tempat di mana kita bertarung. Ungkapan yang paling terkenal yaitu ““Dia yang mengenal musuh maupun dirinya sendiri takkan pernah beresiko dalam seratus pertempuran; Dia yang tidak mengenal musuh tetapi mengenal dirinya sendiri akan sesekali menang dan sesekali kalah; Dia yang tidak mengenal musuh ataupun dirinya sendiri akan beresiko dalam setiap pertempuran.” Dari teori ini berarti kita kalau mau memang perang dan tidak beresiko, mutlak harus mengenal lawan dengan baik, juga mengenal kekuatan sendiri.
13
Dalam kaitan tersebut, bagi sebuah Angkatan Perang sebuah negara, dia harus melakukan pengenalan tentang negara lain, baik itu yang masuk kategori sebagai musuh ataupun calon musuh. Pada umumnya negara-negara didunia melakukan pengumpulan data intelijen negara-negara sekelilingnya, yang berkaitan dengan kekuatan, kemampuan dan kerawanan. Data-data tersebut dikenal sebagai “Order of Battle” (ORBAT) atau diterjemahkan sebagai Susunan Bertempur Musuh (SBM). Data ORBAT disusun oleh badan intelijen Angkatan, ataupun satuan setingkat Komando Utama Operasi (Kotama Ops), dengan faktor-faktor penting sebagai berikut. Komposisi, yaitu sebuah struktur dan organisasi, mulai dari tingkat angkatan kebawah. Disposisi, merupakan lokasi geografis dari kekuatan. Kekuatan yang dinyatakan sebagai struktur komando dan kekuatan satuan penggempur strategis serta pertahanan. Sistem pelatihan, taktik satuan, penggelaran logistik, Combat Effectiveness, data tehnis elektronik. Dan data lainnya yang terkait dengan data personil, seperti kepribadian, sejarah masing-masing satuan, dan seragam serta ‘badge’ satuan.
Amerika Serikat memberlakukan kebutuhan ORBAT dari satuan atau setiap unit harus melacak musuh subunit dua eselon di bawah sendiri. Misalnya sebuah divisi harus memonitor dan memiliki data lengkap unit musuh yang dihadapi setingkat batalion. Kemudian batalion harus mempunyai data peleton-peleton musuh atau calon musuh. Dengan kemampuan teknologi intelijen militernya, nampaknya tidak sulit bagi intelijen militer AS untuk memonitor satuan dengan tingkat dua tingkat dari rantai komandonya. Yang agak sulit dideteksi adalah saat Angkatan Darat AS yang terlibat dalam operasi melawan musuh non tradisional (pemberontakan, gerilya dan terorisme) yang strukturnya tidak jelas.
Sebagai contoh, kita melihat sepintas ORBAT dari Malaysian Air Force, secara garis besar kekuatan udara serta dislokasinya adalah :
- RMAF Alor Setar, terdiri dari 1 Fllying Training Center (PC-7), 2 Flying Training Center (Allouette-3), 3 Flying Training Center PC-7 MK2, Flying Instructors School (PC-7, MD3-160), AIROD (Overhaul facility).
- RMAF Butterworth, terdiri dari empat skadron yaitu, 3 Skn Hero (S-61A-4), 12 Skn Lightning (F-5E, F-5F, RF-5E), 15 Skn Panther (Hawk MK108, MK208, MB 339AM), 18 Skn Lipan (F/A 18 D).
- RMAF Kuantan, terdiri dari 1 skadron (6 Skn Cakra, Hawk MK108, MK208), 19 Skn Cobra (2MIG-29N, 16 MIG-29NUB).
- RMAF Kuala Lumpur-Subang, terdiri dari 2 Sn Parakeet (F28-1000, Falcon900, Ce402B, B737-7H6, 16 Skn Canarv (Beech 200T), 20 Skn Cloud (C130H, C130H-30, C130T), 21 Skn (CN235-220M, CN235-220VIP).
14
- RMAF Kuala Lumpur-Sungai Besi, terdiri dari 10Skn Elephant Tusk (S61A-4, AS61N-1, S70A-34), 20 Skn det.Sungai Besi (Ce402B), 1 Flying Traiing Center), MD3-16-Flight.
- RMAF Gong Kedak terdiri dari 17Skn “Golden Cobra” (Su-30MKM).
- RMAF Kuching terdiri dari 7Skn Rhino (S61A-4) dan 21 Skn det.Kuching (CN235-220M)
- RMAF Labuan, terdiri dari 5Skn Tiger (S61-A4) dan 11 Skn Peaceful (C130H).
Nah itulah sekilas gambaran dari order of Battle Royal Malaysian Air Force (RMAF), dengan data pangkalan, dislokasi kekuatan udara serta jenis pesawat yang dimiliki. Data tersebut adalah merupakan data terbuka, data awal, dimana menjadi tugas dari intelijen udara untuk lebih melengkapinya dengan kebutuhan informasi seperti yang di prasyaratkan sesuai denga aturan ORBAT. Setelah data-data lengkap, maka tugas badan intelijen melakukan up to date setiap perkembangan. Data-data tersebut yang akan dibandingkan dengan ORBAT satuan kawan, dengan tujuan untukmelakukan ukuran seberapa besar ancaman akan dihadapi dan seberapa besar kemampuan penangkal yang dimiliki dapat melakukan penangkalan.
Dari kekuatan ORBAT sebuah negara, yang sangat patut selalu diwaspadai adalah seberapa besar kemampuan penyerang strategis yang mereka miliki, serta kemungkinan daya rusaknya. Pada tahun 1962 Indonesia adalah negara yang sangat disegani dan ditakuti dikawasan Asia Tenggara karena memiliki pesawat pembom strategis jarak jauh TU-16. Belajar dari pengalaman Indonesia, kemudian Australia dalam perkembangan jangka panjangnya, melengkapi Royal Australian Air Force (RAAF) dengan pesawat pembom F-111.
15
Aluminium properties post welding
Material jenis aluminum jarang dipakai untuk
aplikasi diatas 200 deg. celcius, namun lebih banyak dipakai untuk
aplikasi di temperatur ruang bahkan di dibawah nol atau "cryogenic".
Kita bisa lihat, mengapa di mesin "frizzer' (kulkas) khususnya pada
tempat pembuat es umumnya terbuat dari aluminum, bahkan kita bisa
amati beberapa digunakan untuk wadah (tabung) nitrogen cair
(dimana temperatur N2-cair sekitar -160 deg.celcius), dan juga bila
kita lihat aplikasi yang lebih besar lagi seperti pada kubah (dome)
untuk kapal cargo LNG (liquid natural gas) yang umumnya menggunakan
jenis aluminum. Karena kekuatan material ini (terutama impact
properties) sangat baik sekali pada temperatur rendah. Hal ini akibat
stuktur kristal Aluminum yang FCC, seperti juga pada austenitic
stainless steel dan Nikel steel.
aplikasi diatas 200 deg. celcius, namun lebih banyak dipakai untuk
aplikasi di temperatur ruang bahkan di dibawah nol atau "cryogenic".
Kita bisa lihat, mengapa di mesin "frizzer' (kulkas) khususnya pada
tempat pembuat es umumnya terbuat dari aluminum, bahkan kita bisa
amati beberapa digunakan untuk wadah (tabung) nitrogen cair
(dimana temperatur N2-cair sekitar -160 deg.celcius), dan juga bila
kita lihat aplikasi yang lebih besar lagi seperti pada kubah (dome)
untuk kapal cargo LNG (liquid natural gas) yang umumnya menggunakan
jenis aluminum. Karena kekuatan material ini (terutama impact
properties) sangat baik sekali pada temperatur rendah. Hal ini akibat
stuktur kristal Aluminum yang FCC, seperti juga pada austenitic
stainless steel dan Nikel steel.
Sebaliknya material "sigle crystal" pada super-alloy umumnya dipakai
pada temperatur tinggi sekitar 600 s/d 1200 deg. celcius, kita bisa
amati pada baling-baling (blade) turbin pesawat terbang yang umumnya
terbuat dari material ini.
pada temperatur tinggi sekitar 600 s/d 1200 deg. celcius, kita bisa
amati pada baling-baling (blade) turbin pesawat terbang yang umumnya
terbuat dari material ini.
Jadi kesimpulannya, bila melihat "besar butir" harus dilihat kondisi
temperaturnya, persamaan 'Hall-Petch" hanya valid untuk material
temperatur rendah hingga sedikit dibawah temperatur rekristallisasi (~
0.3-0.4 Temp. Melting material dalam Kelvin), dimana "dislokasi"
(cacat kristal) lebih dominan berperan dalam proses pengerasan
(strengthening), hal ini karena batas butir (grain boundary) merupakan
penghambat (barier) dalam pergerakan dislokasi. Akibatnya semakin
banyak hambatan (batas butir) maka semakin sulit dislokasi untuk
bergerak. Jadi untuk memperbayak batas butir, maka material harus di
perhalus (diperkecil) butirnya.
temperaturnya, persamaan 'Hall-Petch" hanya valid untuk material
temperatur rendah hingga sedikit dibawah temperatur rekristallisasi (~
0.3-0.4 Temp. Melting material dalam Kelvin), dimana "dislokasi"
(cacat kristal) lebih dominan berperan dalam proses pengerasan
(strengthening), hal ini karena batas butir (grain boundary) merupakan
penghambat (barier) dalam pergerakan dislokasi. Akibatnya semakin
banyak hambatan (batas butir) maka semakin sulit dislokasi untuk
bergerak. Jadi untuk memperbayak batas butir, maka material harus di
perhalus (diperkecil) butirnya.
16
Namun sebaliknya diatas temperatur rekristalisasi seperti pada "single
crystall", maka proses "diffusi" (perpindahan akibat beda konsentrasi
atomic) lebih berperan dalam proses penguatan (strengthening). Batas
butir pada kristal tunggal memiliki energy yang paling rendah dan
merupakan tempat berkumpulnya cacat
akibat "kekosongan atom"(vacancy)dan apabila atom kosong (vacancy) ini
berkumpul melalui proses difusi maka akan membentuk suatu void (lubang
kecil), dan selanjutnya void ini dapat meng-inisiasi terbentuknya
retakan (crack) dibatas butir (grain boundary) akibat gaya statis
(load) dari luar yang diberikan. Selanjutnya material akan mulur
(creep) dan akhirnya patah. Oleh sebab itu, untuk mengatasi hal itu
diusahakan batas butir sekecil (sedikit) mungkin
dan ini hanya dapat diperoleh dengan cara memperbesar butir hingga
membentuk "single crystal".
crystall", maka proses "diffusi" (perpindahan akibat beda konsentrasi
atomic) lebih berperan dalam proses penguatan (strengthening). Batas
butir pada kristal tunggal memiliki energy yang paling rendah dan
merupakan tempat berkumpulnya cacat
akibat "kekosongan atom"(vacancy)dan apabila atom kosong (vacancy) ini
berkumpul melalui proses difusi maka akan membentuk suatu void (lubang
kecil), dan selanjutnya void ini dapat meng-inisiasi terbentuknya
retakan (crack) dibatas butir (grain boundary) akibat gaya statis
(load) dari luar yang diberikan. Selanjutnya material akan mulur
(creep) dan akhirnya patah. Oleh sebab itu, untuk mengatasi hal itu
diusahakan batas butir sekecil (sedikit) mungkin
dan ini hanya dapat diperoleh dengan cara memperbesar butir hingga
membentuk "single crystal".
Untuk masalah laju pendinginan, pada material Aluminum dan paduannya
seperti contohnya Al-Cu di seri 2XXX, umumnya proses penguatan
(strengthening) dilakukan melalui proses aging dimana material
dipanaskan hingga temperatur 550 deg. C kemudian di celup (quench)
secara cepat kedalam air sehingga membentuk Super-saturated-solid
solution (larutan super kelewat jenuh) namun sifat material ini tidak
optimum karena endapan (presipitat) yang terjadi berkumpul di batas
butir, sehingga untuk menyebarkan presipitat di seluruh butir secara
merata maka dilakukan proses "natural aging" atau "artificial aging"
agar presipitat merata dan halus tersebar dibutir sehingga kekuatan
dan kekerasannya meningkat. Dari penjelasan diatas pengaruh dan peran
laju pendinginan tidak sepenuhnya berpengaruh pada ukuran butir
alumunium dan paduannya, namun ada beberapa faktor lain (seperti
endapan dan banyak lagi) yang mempengaruhinya. Dan mengingat koefisien
muai aluminum hampir 2 x dari baja, pendinginan yang cepat terkadang
menyebabkan efek lain seperti retak (crack) dan ini tidak disukai
terutama pada proses pengelasan, pendinginan yang cepat tidak di
rekomendasi.
seperti contohnya Al-Cu di seri 2XXX, umumnya proses penguatan
(strengthening) dilakukan melalui proses aging dimana material
dipanaskan hingga temperatur 550 deg. C kemudian di celup (quench)
secara cepat kedalam air sehingga membentuk Super-saturated-solid
solution (larutan super kelewat jenuh) namun sifat material ini tidak
optimum karena endapan (presipitat) yang terjadi berkumpul di batas
butir, sehingga untuk menyebarkan presipitat di seluruh butir secara
merata maka dilakukan proses "natural aging" atau "artificial aging"
agar presipitat merata dan halus tersebar dibutir sehingga kekuatan
dan kekerasannya meningkat. Dari penjelasan diatas pengaruh dan peran
laju pendinginan tidak sepenuhnya berpengaruh pada ukuran butir
alumunium dan paduannya, namun ada beberapa faktor lain (seperti
endapan dan banyak lagi) yang mempengaruhinya. Dan mengingat koefisien
muai aluminum hampir 2 x dari baja, pendinginan yang cepat terkadang
menyebabkan efek lain seperti retak (crack) dan ini tidak disukai
terutama pada proses pengelasan, pendinginan yang cepat tidak di
rekomendasi.
17
PENGARUH KECEPATAN POTONG PADA PROSES PEMESINAN KECEPATAN TINGGI
TERHADAP GEOMETRI DAN KEKERASAN GERAM UNTUK BEBERAPA LOGAM
DENGAN VARIASI NILAI KEKUATAN TARIK
Meningkatnya permintaan untuk memperbesar
produktivitas dengan biaya produksi rendah, menuntut untuk dilakukannya pemesinan yang cepat maka dilakukan pemesinan dengan cara meningkatkan kecepatan pemesinan. Teknologi pemesinan kecepatan tinggi (high speed machining) merupakan salah satu
cara untuk meningkatkan produktivitas. Dengan kecepatan potong yang tinggi, maka volume pelepasan material dari material induk akan meningkat sehingga akan diperoleh penghematan waktu pemesinan yang cukup berarti. Di samping itu pemesinan kecepatan tinggi mampu menghasilkan produk yang halus permukaannya serta ukuran yang lebih presisi. Sejauh ini penelitian untuk mengetahui mampu mesin dari material dilihat dari segi geram (chip) sebagai hasil dari proses pemesinan pada kecepatan tinggi jarang sekali dilakukan. Tulisan ini ditujukan untuk mengetahui sejauh mana pengaruh proses high
speed machining terhadap mampu mesin (machinability) dari sebuah material. Dan yang diteliti adalah geram yang dihasilkan dari proses high speed machining mengenai geometri dan kekerasannya Geram terbentuk akibat timbulnya tegangan (stress) di daerah di sekitar konsentrasi gaya penekanan mata potong pahat. Tegangan pada benda
kerja tersebut pada salah satu arah akan terjadi tegangan geser (shearing stress) yang maksimum. Apabila tegangan geser ini melebihi kekuatan logam yang bersangkutan maka akan terjadi deformasi plastis (perubahan bentuk) yang menggeser dan memutuskan benda kerja di ujung pahat pada satu bidang geser (shear plane)
Pengaruh Kecepatan Potong Terhadap Sifat Mekanik Geram
Dengan bertambahnya kecepatan pemoto-ngan
akan menaikan temperatur pemotongan. Proses
pemotongan pada pengerjaan dingin memiliki kondisi
energi intern yang lebih tinggi dari pada logam yang
tak dideformasi. Secara mekanik struktur sel dislokasi
pada pengerjaan dingin mantap, namun bila dilihat
secara termodinamis struktur sel tidak mantap.
Bertambahnya temperatur akan menyebabkan
terjadinya pelunakan oleh sebab tidak mantapnya
struktur sel. Proses pelunakan ini dikenal dengan
proses annealing.
18
Hubungan temperatur dan sifat material pada pengerjaan dingin
Mampu Mesin (Machinability )
Mampu mesin dapat didefinisikan dengan mudah tidaknya suatu material untuk di mesin atau dengan kata lain kemampuan material untuk di mesin. Mampu mesin suatu benda kerja sering diiukur dengan istilah jumlah komponen yang mampu
dihasilkan perjam, biaya proses pemensinan, atau kualitas akhir dari proses pemesinan. Mampu mesin dari suatu material dapat diukur dengan salah satu
faktor di bawah ini. Tool life : umur pahat .
1. Limiting rate pada metal removal hal ini berkaitan
dengan laju maksimum material yang dapat
dimesin dengan standar pendeknya umur pahat.
2. Gaya pemotongan (cutting force) menyatakan gaya
yang bekerja pada pahat yang diukur dengan
menggunakan dynamometer.
3. Permukaan Akhir (surface finish) menunjukkan
permukaan akhir yang mampu dicapai pada
kondisi pemesinan tertentu.
4. Geram yang terbentuk sudut geser .
Hubungan Antara Kecepatan Potong
dan Luas Penampang Bidang Geser Geram
Grafik hubungan antara kecepatan dan luas geram dapat dilihat pada gambar disamping.
Dari grafik terlihat bahwa naiknya kecepatan diikuti dengan penurunan luas penampang bidang geser geram, hal ini dikarenakan naiknya kecepatan justru akan menurunkan gaya pemotongan. Menurunnya gaya pemotongan akan berpengaruh terhada penampang bidang geram. Penurunan luas penambang geram akan mengakibatkan peningkatan shear angle.
19
