PERBEDAAN MEKANISME PERPATAHAN TRANSGRANULAR DAN PERPATAHAN INTERGRANULAR PADA PERPATAHAN ULET

PERBEDAAN MEKANISME PERPATAHAN TRANSGRANULAR DAN PERPATAHAN INTERGRANULAR PADA PERPATAHAN ULET

A. PERPATAHAN ULET

Perpatahan ulet merupakan perpatahan yang terjadi akibat pembebanan yang berlebih dimana sebelumnya terjadi penyerapan energi dan deformasi plastis. Perpatahan ini biasa terjadi pada energi pembebanan yang tinggi. Perpatahan ulet memberikan karakteristk berserabut (fibrous) dan gelap (dull).  Perpatahan ulet umumnya lebih disukai karena bahan ulet umumnya lebih tangguh dan memberikan peringatan lebih dahulu sebelum terjadinya kerusakan. Pada perpatahan ulet  komposisi material juga mempengaruhi, jadi bukan karena pengaruh beban saja. Perpatahan ulet biasanya terjadi pada material berstruktur bainit yang merupakan baja dengan kandungan karbon rendah.  Pada perpatahan ulet terdapat gabungan rongga mikro material. 

Gambar 1 . Tahapan terjadinya perpatahan ulet pada sampel uji tarik: (a) Penyempitan awal; (b) Pembentukan rongga rongga kecil (cavity); (c) Penyatuan rongga-rongga membentuk suatu retakan; (d) Perambatan retak; (e) Perpatahan geser akhir pada sudut 45°.

B. PERPATAHAN INTERANGULAR DAN TRANSGRANULAR

        Patahan Intergranular

Perpatahan ini kerap kali dianggap sebagai kelompok perpatahan khusus. Pada berbagai paduan didapatkan kesimpulan yang sangat peka antara tegangan yang diperlukan untuk perambatan retak pembelahan dan tegangan yang diperlukan untuk perpatahan rapuh sepanjang batas butir.Yang paling mudah dikenali dari patahan ini adalah jejak petahan melalui batas butir dari sampel yang gagal. Patahan memiliki permukaan tiga dimensi yang bentuk butir awalnya dapat dibedakan dengan jelas.

Patahan Transgranular

Perpatahan transkristalin dapat dikelompokkan atas perpatahan ulet, mikro dan rapuh.Pada pematahan ulet terjadi deformasi plastis dan pematahan terjadi akibat pertumbuhan rongga internal yang bargabung menjadi satu sehingga terjadi pemisahan sempurna. Permukaan perpatahan mempunyai penampilan berserat dan sering kali terjadi bibir geser. Kepatahan ulet semacam ini meliputi pertumbuhan letak perlahan-lahan dan penampang pematahan berkurang karena penguletan setempat diiringi instrabilitas.Pada patahan transgranular patahan merambat melalui butir. Selain itu ciri permukaan yang tampak cenderung planar atau konkoidal dan hanya merupakan ciri proses patahan tanpa indikasi yang jelas mengenai struktur dasar butir

Gambar 2 : (a) perpatahan transgranular (atas), (b) perpatahan integranular.

 Gambar 3 : (a) perpatahan transgranular, (b) perpatahan integranular.

Fenomena perpatahan transgranuar dan intergranular ini berkaitan dengan vibrasi atom-atom bahan pada temperature yang berbeda dimana pada temperature kamar vibrasi itu berada dalam kondisi kesetimbangan dan selanjutnya akan menjadi tinggi bila temperature dinaikkan. Dengan semakin tinggi vibrasi itu maka pergerakan dislokasi menjadi relative sulit sehingga dibutuhkan energi yang lebih besar untuk mematahkan benda uji. Sebaliknya pada temperature di bawah nol derajat Celcius, vibrasi atom relatif sedikit sehingga pada saat bahan dideformasi pergerakan dislokasi menjadi relative lebih mudah dan benda uji menjadi lebih mudah dipatahkan dengan energi yang relatif rendah.

                Dilihat dari uji tariknya, pada saat sample di tarik, dislokasi dislokasi semakin bergerak, menyebabkan banyaknya vacancy yang muncul dan  menyebabkan atom-atom bergerak untuk mengisi vacancy tersebut. Pada perpatahan transgranular dislokasi akan menjalar membelah batas butir, sehingga permukaan patahan menjadi bergelombang seperti bentuk batas butirnya. Sedangkan perpatahan intergranular dislokasi membutuhkan energi yang sangat besar untuk masuk ke buti dan membelah butir. Sehingga permukaan patahan akan lebih fine(lebih halus) dari pada patah transgranular.