Suhu Transisi Ulet ke Getas (Uji Impak)

Suhu Transisi Ulet ke Getas

Pengujian impak Charpy digunakan untuk menentukan perilaku transisi ulet ke getas dari suatu logam. Hal ini sangat penting untuk diwujudkan, dimana transisi ulet ke gatas didefinisikan dalam hubungan dengan energi patah. Perpatahan getas adalah suatu energi patah yang rendah dan perpatahan ulet adalah suatu energi patah yang tinggi.

Beberapa hal yang membingungkan sering terjadi karena kita dapat menggunakan istilah getas dan ulet untuk menjelaskan mekanisme perpatahan.  Gabungan rongga mikro adalah mekanisme perpatahan ulet dan pembelahan adalah mekanisme perpatahan getas. Bagaimanapun juga hal ini memungkinkan terjadi suatu perpatahan getas energi rendah baik dengan gabungan rongga mikro ulet (pengerjaan dingin tembaga) atau pembelahan getas (misal baja feritik pada suhu rendah). Seharusnya anda selalu berhati-hati terhadap perbedaan kedua hal yaitu, ketangguhan dan mekanisme perpatahan.

Kurva transisi ulet ke getas mencatat efek suhu pada energi perpatahan. Energi impak pada umumnya menurun seiring menurunnya suhu dimana kekuatan peluluhan meningkat dan kekuatan menurun. Sebuah transsisi yang tajam dimana perubahan sejumlah besar energi untuk perubahan suhu yang kecil, dapat terjadi ketika terdapat perubahan mekanisme perpatahan. Jika bahan mempunyai transisi ulet ke getas yang tajam, kemudian suatu transisi suhu dapat didefinisikan bahwa bahan tersebut ketangguhannya jelek. Ini dapat digunakan sebagai panduan untuk penggunaan suhu yang minimum. Hal ini sangat mudah terjadi pada bahan dengan transisi yang halus dari lingkungan ulet ke getas.

Transisi suhu bisa didefinisikan dengan menggunakan energi impak rata-rata antara nilai tertinggi dan nilai terendah.Suatu transisi suhu dapat juga didefinisikan menggunakan ekspansilateral benda uji (suatu pengukuran sejumlah deformasi plastis), atau perubahan dalam bentuk permukaan perpatahan. Sayangnya, perbedaan pengukuran pada bahan yang sama tidak harus memberikan transisi suhu yang sama.

Masalah ini merupakan salah satu faktor utama dalam perkembangan mekanika perpatahan.Gambar  memperlihatkan dua buah skema kurva transisi ulet ke getas antara baja karbon dan aluminium. Kedua kurva memperlihatkan perbedaan transisi dari ulet ke getas yang nyata, untuk baja karbon transisi sangat terlihat menyolok dibandingkan dengan aluminium.

 

Gambar Skematik kurva transisi ulet ke getas

Faktor yang mempengaruhi kegagalan material pada pengujian impak adalah

• Notch

Notch pada material akan menyebabkan terjadinya konsentrasi tegangan pada daerah yang lancip sehingga material lebih mudah patah. Selain itu notch juga akan menimbulkan triaxial stress. Triaxial stress ini sangat berbahaya karena tidak akan terjadi deformasi plastis dna menyebabkan material menjadi getas. Sehingga tidak ada tanda-tanda bahwa material akan mengalami kegagalan.

• Temperatur

Pada temperatur tinggi material akan getas karena pengaruh vibrasi elektronnya yang semakin rendah, begitupun sebaliknya.

• Strainrate

Jika pembebanan diberikan pada strain rate yang biasa-biasa saja, maka material akan sempat mengalami deformasi plastis, karena pergerakan atomnya (dislokasi). Dislokasi akan bergerak menuju ke batas butir lalu kemudian patah. Namun pada uji impak, strain rate yang diberikan sangat tinggi sehingga dislokasi tidak sempat bergerak, apalagi terjadi deformasi plastis, sehingga material akan mengalami patah transgranular, patahnya ditengah-tengah atom, bulan di batas butir. Karena dislokasi tidak sempat gerak ke batas butir.