KE
KELE
LELA
LAHA
HA LO
LOGA
GA
DIK
DIKTA
TA KU
KULI
LIAH
AH
Di
Disu
susu
su Ol
Oleh
eh
AB
ABRI
RIAN
ANTO
TO KU
KUAN
AN
T.
T. MT
MT
JU
JURU
RUSA
SA TE
TEKN
KNIK
IK ME
META
TA UR
URGI
GI
FA
FAKU
KULT
LTAS
AS TE
TEKN
KNIK
IK
UN
UNIV
IVER
ERSI
SITA
TA JE
JEND
NDER
ERAL
AL AC
ACHM
HM
YA
YANI
NI
BANDUNG
BANDUNG
2007
2007
1.
1. MeMembmbererikikan an pepemamahahamaman n tetentntanang g asaspepek k memekakaninik k dadann metalurgis terhadap kelelahan logam.
metalurgis terhadap kelelahan logam. 2.
2. MemMemahaahami mi fenfenomeomena na kelkelelaelahan han padpada a loglogam am dan dan strstruktukturur serta implikasinya pada desain teknis.
serta implikasinya pada desain teknis. 3. M
3. Mememahahamami i kokonsnsep ep memekakaninika ka retretakakan an dadan n imimplplikikasasininyaya pada desain teknis.
pada desain teknis.
1.
1. KarakKarakteristeristik kelelahan logam.tik kelelahan logam. 2.
2. AspeAspek k metalmetalurgis pada kelelahurgis pada kelelahan logam.an logam. 3.
3. KonsKonsep ep S-N (teganganS-N (tegangan-sik-siklus)lus).. 4.
4. KonKonsepsep εε-N (regangan-siklus).-N (regangan-siklus).
5.
5. KonsKonsep da-dN (laju penjalarep da-dN (laju penjalaran retakan).an retakan). 6.
6. PengaPengaruh takikan pada perilaku kelelaruh takikan pada perilaku kelelahan logam.han logam. 7.
7. KelelaKelelahan pada han pada amplamplitudo berubaitudo berubah h (vari(variabel)abel)..
1. Ju
1. Julilie e A A BaBannnnanantitine,ne, FuFundndamamenentatals ls of of MeMetatal l FaFatitigugue e AnAnalalysysis is ,, Prentice-Hall, New Jersey, 1990.
Prentice-Hall, New Jersey, 1990. 2. David Broek,
2. David Broek, ElElememenentatary ry EnEngigineneeriering ng FrFracactuture re MeMechchananicics s ,, Kluwer Akademic Publishers, 1991.
Kluwer Akademic Publishers, 1991. 3. Dieter,
3. Dieter, Mechanical Metallurgy Mechanical Metallurgy ,, 4.
4. MardMardjono jono SiswoSiswosuwasuwarno,rno, Fracture Mechanics dan Prediksi Umur Fracture Mechanics dan Prediksi Umur Kelelahan
Kelelahan , Jurusan Teknik Mesin, ITB., Jurusan Teknik Mesin, ITB. 5.
5. AhAhmamad d TaTaufufikik,, ApAplilikakassi i MMekekaaninika ka RRetetakakan an ppadada a AAnanallisisis is Kegagalan Logam
Kegagalan Logam , Jurusan Teknik Pertambangan, ITB, 2000., Jurusan Teknik Pertambangan, ITB, 2000. Tuj
Tujuanuan PerkPerkuliuliahahan:an:
Materi: Materi:
Referensi: Referensi:
Kelelahan
Kelelahan (Fatigue) (Fatigue) adaadalah lah sasalah lah satsatu u jenjenis is kegkegagaagalan lan (pa(patahtah)) pad
pada a komkomponponen en akiakibat bat bebbeban an dindinamiamis s (p(pembembebaebanan nan yanyang g berberulaulang- ng-ul
ulanang g atatau au beberurubabah-h-ububahah). ). DipDiperkerkirirakakan an 50%50%-9-90% 0% (G(Gamambabar.r.1.1.1)1) kegagalan mekanis adalah disebabkan oleh kelelahan.
kegagalan mekanis adalah disebabkan oleh kelelahan.
Gamb
Gambar. 1.1 ar. 1.1 DistrDistribusibusi mode kegagi mode kegagalanalan..
Mo
Modudus s kegkegagagalalan an kokompmpononen en atatau au ststruruktktur ur dadapapat t didibedbedakakanan menjadi 2 katagori utama yaitu:
menjadi 2 katagori utama yaitu: 1. M
1. Mododus us kekegagagagalalan n ququasasi i ststatatik ik (m(mododus us kegkegagagalalan an yayang ng titidadakk tergantung pada waktu, dan ketahanan terhadap kegagalannya tergantung pada waktu, dan ketahanan terhadap kegagalannya dinyatakan dengan kekuatan).
dinyatakan dengan kekuatan). 2.
2. MoModudus s kekegagagagalalan n yayang ng tetergrganantutung ng papada da wawaktktu u (k(ketetahahanananan terhadap kegagalannya dinyatakan dengan umur atau
terhadap kegagalannya dinyatakan dengan umur atau life time life time ).). Jeni
Jenis- s- enis moduenis modus kegagals kegagalan quasi statan quasi statik yaitu:ik yaitu: 1.
2.
2. KegagKegagalan karenalan karena beban tekan.a beban tekan. 3.
3. KegagKegagalan karenalan karena beban geser.a beban geser. Pat
Patahahan an yanyang g tertermasmasuk uk jenjenis is modmodus us kegakegagalgalan an ini ini adaadalah lah patpatah ah uletulet da
dan n papatatah h gegetatas. s. SeSedadangngkakan n jejeninis-s-jejeninis s momodudus s kekegagagagalalan n yayangng tergantung pada waktu yaitu:
tergantung pada waktu yaitu: 1.
1. KelelaKelelahan (patahan (patah lelah).h lelah). 2. Mulur.
2. Mulur. 3.
3. KeausKeausan.an. 4.
4. KorKorosiosi..
Fenomena kelelahan logam mulai timbul pada pertengahan abad Fenomena kelelahan logam mulai timbul pada pertengahan abad ke-19 yaitu dengan seringnya terjadi patah pada komponen kereta api ke-19 yaitu dengan seringnya terjadi patah pada komponen kereta api dimasa itu:
dimasa itu:
Di Di VeVersrsaiailllles es (P(Pariaris)s), , 1941944, 4, memenenewawaskskan an 4040-8-80 0 pepenunumpmpanang,g,
akibat patah poros roda. akibat patah poros roda.
20 April 1887, 3 orang tewas dan 2 terluka, akibat patah20 April 1887, 3 orang tewas dan 2 terluka, akibat patah draw draw
bar bar ..
27 Mei 1887, 6 orang tewas, akibat patah roda.27 Mei 1887, 6 orang tewas, akibat patah roda.
23 Juni 1887, 1 orang tewas, akibat patah rel.23 Juni 1887, 1 orang tewas, akibat patah rel.
2 Juli 1887, Kecelakaan paling serius, akibat patah poros roda.2 Juli 1887, Kecelakaan paling serius, akibat patah poros roda.
Pe
Pelolopopor r dadalalam m penpenelelititiaian n memengngenenai ai kelkelelelahahan an lologagam m adadalalahah Wo
Wohlhler er (J(Jerermaman) n) dadan n FaFairirbabairirn n (I(Ingnggrgrisis) ) tatahuhun n 1861860. 0. PenPengagamamatatann yang lebih mendetail terhadap kelelahan logam, dilakukan sejak 1903 yang lebih mendetail terhadap kelelahan logam, dilakukan sejak 1903 o
oleleh h EEwwining g dadan n HHumumppararey ey yayanng g memenngagararah h papadda a lalahhirirnnya ya tteoeoriri ’Mekanisme Patah Lelah’.
’Mekanisme Patah Lelah’. Hi
Hingngga ga sasaat at inini, i, mekmekananisisme me papatatah h lelelalah h adadalalah ah teterdrdiriri i atatas as 33 tahap kejadian yaitu:
tahap kejadian yaitu: 1.
1. Tahap awaTahap awal terjadinl terjadinya retakanya retakan (crack inisiation) (crack inisiation) .. 2.
3. Tahap akhir
3. Tahap akhir (final fracture) (final fracture) ..
P
Paadda a GGaammbbaarr. . 11.2 .2 ddiibbaawwaah h iini ni didittuunnjjuukkkkaan n ssececaarra a sskkememaattiiss pen
penampampilailan n perpermukmukaan aan patpatahaahan n dardari i kegkegagaagalan lan lellelah ah padpada a berbberbagaagaii kondisi pembebanan.
kondisi pembebanan. Karak
Karakteristeristik tik kelelakelelahan logam han logam dapat dibedakadapat dibedakan n menjamenjadi di 2 2 yaituyaitu ka
kararaktkterieriststik ik mamakrkro o dadan n kakararaktkterieriststik ik mimikrkro. o. KaKararaktkterieriststik ik mamakrkroo me
merurupapakakan n ciciriri-c-ciriri i kekelelelalahahan n yayang ng dadapapat t didiamamatati i sesecacara ra vivisusualal (d
(denengagan n mamata ta tetelalanjnjanang g atatau au dedengngan an kakaca ca pepembmbesesarar). ). SeSedadangngkakann ka
kararaktktererisistitik k mimikrkro o hahanynya a dadapapat t didiamamatati i dedengngan an memengnggugunanakakann mikroskop.
Gamb
Gambar. 1.2 ar. 1.2 SkemaSkematis permutis permukaan patah lelakaan patah lelah dari penampanh dari penampang g bulat dan persegi pada berbagai kondisi pembebanan.
bulat dan persegi pada berbagai kondisi pembebanan.
Karak
Karakteristeristik tik makromakroskopskopis is dari dari kelelakelelahan han logalogam m adalaadalah h sebagsebagaiai berikut:
berikut: 1.
1. Tidak adanyTidak adanya deformasi plasta deformasi plastis secara makro.is secara makro. 2. Terd
2. Terdapaapat t tantanda da ’ga’garisris-ga-garis ris panpantaitai’ ’ (be(beach ach mamarksrks) ) atauatau clam clam shell
shell atauatau stop/stop/arresarrest t marks marks , , sesepepertrti i yayang ng diditutunjnjukukkakan n papadada Gambar. 1.3 dibawah ini.
Gambar. 1.3 dibawah ini.
ak
Gamb
Gambar. 1.3 ar. 1.3 PermuPermukaan patkaan patah lelah pada pah lelah pada poros.oros.
3.
3. TerdapTerdapatat ’R’Ratatchchet et mamarkrks’ s’ ssepeperertti i yayang ng ddititununjjuukkkkan an papaddaa Gambar. 1.4 dibawah ini.
Gambar. 1.4 dibawah ini.
Gam
Gambarbar. 1.4 . 1.4 PerPermumukaakaan patah leln patah lelah dari bauah dari baut t akiakibat bebbat beban tarian tarik.k.
1932 1932 1947 1947 1948 1948 1950 1950 1951 1951
Ra
Ratctchehet t mamarkrks s mmenenjjaallaar r kkeaearraah h rraaddiiaal l ddaan n mmereruuppaakkaan n ttananddaa pe
penjnjalalararan an retretakakan an yayang ng teterjrjadadi i bibila la teterdrdapapat at lelebibih h dadari ri sasatu tu lolokakasisi awal retak,
awal retak, ratchet marks ratchet marks ini merupakan pertemuanini merupakan pertemuan beach marks beach marks daridari satu lokasi awal retak dengan
satu lokasi awal retak dengan beach marks beach marks dari lokasi lainnya.dari lokasi lainnya. Tanda
Tanda garigaris-gars-garis is pantapantaii (bea(beach ch marksmarks) ) yang merupakan yang merupakan tandtandaa penjalaran retakan, mengarah tegak lurus dengan tegangan tarik dan penjalaran retakan, mengarah tegak lurus dengan tegangan tarik dan set
setelaelah h menmenjajalar lar sedsedemiemikiakian n hinhingga gga penpenampampang ang yanyang g terstersisa isa tidtidakak mam
mampu pu laglagi i menmenahaahan n bebbeban an yanyang g bekbekerjerja, a, mamaka ka akhakhirnirnya ya terterjadjadilailahh pat
patah ah akhakhir ir ataatau u patpatah ah stastatiktik. . LuaLuas s daedaerah rah antantara ara tahtahap ap penpenjaljalaraarann retak
retakan an dan dan tahap patah tahap patah akhir secara akhir secara kuankuantitattitatif if dapat menunjudapat menunjukkankkan bes
besarnarnya ya tegtegangangan an yanyang g bekbekerjerja. a. JikJika a lualuas s daedaerah rah tahtahap ap penpenjaljalaraarann retakan lebih besar daripada luas daerah patah akhir, maka tegangan retakan lebih besar daripada luas daerah patah akhir, maka tegangan yan
yang g bekbekerjerja a relrelatiatif f renrendahdah, , demdemikiikian an sebsebalialiknyknya. a. TahTahap ap I I terterjadjadinyinyaa kel
kelelaelahan han loglogam am yaiyaitu tu tahtahap ap pempembenbentuktukan an awaawal l retretak, ak, lebilebih h mudmudahah te
terjrjadadi i papada da lologagam m yayang ng bebersrsififat at lulunanak k dadan n ululet et tetetatapi pi akakan an lelebibihh suk
sukar ar daldalam am tahtahap ap penpenjajalarlaran an retretakaakannynnya a (ta(tahahap p II)II), , artartinyinya a loglogam- am-log
logam am ulet ulet akaakan n leblebih ih tahtahan an terterhadhadap ap penpenjaljalaraaran n retretakaakan. n. DemDemikiikianan seb
sebalialiknyknya, a, loglogam am yanyang g kerakeras s dan dan getgetas, as, akaakan n leblebih ih tahatahan n terterhadhadapap pem
pembenbentuktukkan kan awaawal l retretak ak tettetapi api kurkurang ang tahtahan an terterhadhadap ap penpenjaljalaraarann retakan.
retakan.
Tahapan pembentukan awal retak dan penjalaran retakan dalam Tahapan pembentukan awal retak dan penjalaran retakan dalam me
mekakaninismsme e kelkelelelahaahan n lologagam, m, memembmbututuhuhkan kan wawaktktu u sesehihingngga ga umumurur lelah dari komponen atau logam, ditentukan dari ke-2 tahap (Gambar. lelah dari komponen atau logam, ditentukan dari ke-2 tahap (Gambar. 1.5)
1.5) tersebtersebutut (t(tototal al fafatitigugue e lilife, fe, N N T T = = fatfatiguigue e iniinitiatiatiotion, n, N N i i + + fatfatiguigue e
prop
propagatagation, ion, N N p p ) ) . . FasFase-fe-fase ase yanyang g terjterjadi adi selselama ama kejkejadiadian an kelkelelaelahanhan
logam tersebut adalah sebagai berikut: logam tersebut adalah sebagai berikut:
Gamb
Gambar. ar. 1.5 1.5 Fase-Fase-fase fase kegagkegagalan alan lelah lelah (fati(fatigue).gue).
Cyclic Cyclic slip
slip retareta mikPengintianPengintianmikroro PerambatanPerambatanretretakak mikmikroro PerambatanPerambatanretareta makmakroro PatahPatahakhirakhir
Um
Gamba
Gambar. 1.6 r. 1.6 SkemaSkematis pentis penampaampang meling melintanntang dari kg dari kegagalegagalan lelaan lelah h tahap I dan II.
tahap I dan II.
Tahap I (pembentukan awal retak) dan tahap II (penjalaran retakan) Tahap I (pembentukan awal retak) dan tahap II (penjalaran retakan) pada mekanisme kegagalan patah lelah tersebut (Gambar. 1.6) dapat pada mekanisme kegagalan patah lelah tersebut (Gambar. 1.6) dapat dijelaskan lagi dengan penggambaran sebagai berikut:
dijelaskan lagi dengan penggambaran sebagai berikut:
Tahap retak mikro (tahap I): Tahap retak mikro (tahap I):
Tahap retak makro (tahap II): Tahap retak makro (tahap II):
Gam
Gambarbar. 1.7 . 1.7 SkeSkematmatis tahais tahap retak mikp retak mikro dan makro dan makro pada kelro pada kelelaelahan han logam.
logam.
Kar
Karaktakterierististik k mikmikrosroskopkopis is dardari i kelkelelaelahan han loglogam am adaadalah lah sebsebagaagaii berikut:
berikut: 1.
1. Pada permuPada permukaan patahakaan patahan n terdaterdapat striasipat striasi (striations) (striations) .. 2.
2. PerPermukmukaan aan patpatahaahan n memmemperperlihlihatkatkan an jenjenis is papatah tah tratransgnsgranranulularar (memotong butir) tidak seperti jenis patah intergranular seperti (memotong butir) tidak seperti jenis patah intergranular seperti ya
yang ng teterjrjadadi i papada da kakasusus s SCSCCC (str(stress ess corrocorrosion sion crackcracking) ing) atauatau mulur
mulur (creep) (creep) ..
Persamaan striasi dan beach marks adalah sebagai berikut: Persamaan striasi dan beach marks adalah sebagai berikut:
1.
1. KeKe-2 -2 nynya a memenununjnjukukkakan n poposisisi si ujujunung g retretak ak yayang ng teterjrjadadi i sesetitiapap saat sebagai fungsi dari waktu siklik.
saat sebagai fungsi dari waktu siklik. 2.
2. Ke-Ke-2 2 nya beranya berasal dari loksal dari lokasi awaasi awal retak yang saml retak yang sama.a. 3.
3. Ke-Ke-2 nya memi2 nya memilikliki arah yani arah yang samag sama (parallel ridges) (parallel ridges) .. 4.
4. Ke-Ke-2 2 nya tidanya tidak k hahadir pada logamdir pada logam-lo-logam yang terlgam yang terlalu keras ataalu keras atauu terlalu lunak.
terlalu lunak.
ak
Perbedaan striasi dan
Perbedaan striasi dan beach marks beach marks adalah sebagai berikut:adalah sebagai berikut: 1.
1. UkuUkuran strran striasiasi adalah mii adalah mikrokroskoskopis (1 ÷ pis (1 ÷ 100 µ) dan han100 µ) dan hanya dapaya dapatt dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron.
dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. 2.
2. UUkukurarann beabeach ch marmarks ks adadalalah ah mamakrkrososkokopipis s (> (> 101000 00 µ µ atatau au 11 mm) dan dapat dilihat dengan mata telanjang.
mm) dan dapat dilihat dengan mata telanjang. 3.
3. StStriariasi si mewmewakiakili li majmajunyunya a ujujung retakung retakan an yanyang g berbergergerak ak setsetiapiap sat
satu u siksiklus lus pempembebbebananan, an, sedsedangangkankan bebeacach h mamarkrks s mewakilimewakili po
posisisi si dadari ri ujujunung g retretakakan an keketitika ka bebebaban n sisikliklik k beberhrhenenti ti ununtutukk sa
satu tu pepeririododa a tetertrtenentutu. . (s(satatuu bebeacach h mamark rk dadapapat t teterdrdiriri i atatasas ratusan bahkan ribuan buah striasi).
ratusan bahkan ribuan buah striasi).
1.
1.1 1 CaCaririlalah h sasah h sasatu tu cocontntoh oh gagambmbarar/p/phohoto to pepenanampmpanang g papatatah h lelelalahh (fat
(fatigue igue fractufracture) re) , , beberirilalah h ketketeraerangngan an poposisisi si awawal al retretakak, , ararahah pen
penjaljalaraaran n retaretakan kan dan dan daedaerah rah patpatah ah akhakhirnirnya. ya. JelJelaskaskan an jenjenisis ma
mateteririalal, , jejeninis s bebebaban n yayang ng bebekekerjrja, a, dadan n jejelalaskskan an pupula la sesecacarara kualitatif besarnya pembebanannya.
kualitatif besarnya pembebanannya.
1.
1.2 2 BuBuaatltlaah h sskekemmatatis is ppenenaampmpanang g ppatatahahaan n dadari ri kekedudua a gagammbbarar be
beririkukut t dadan n tutunjnjukukkakan n poposisisi si awawal al reretatak, k, ararah ah peperarambmbatatanan retakan, patah akhir dan jenis bebannya.
retakan, patah akhir dan jenis bebannya.
Gambar Permukaan Patah Lelah dari Porors Baja AISI 1040 steel Gambar Permukaan Patah Lelah dari Porors Baja AISI 1040 steel
(~30 HRC). (~30 HRC).
Latihan: Latihan:
Gambar Permukaan Patahan dari Batang Piston Mesin Forging Gambar Permukaan Patahan dari Batang Piston Mesin Forging
berdiameter 200mm dari Bahan Baja Paduan. berdiameter 200mm dari Bahan Baja Paduan.
Kel
Kelelaelahan han loglogam am diadiawalwali i dendengan gan pempembenbentutukan kan awaawal l retretak ak dandan dilan
dilanjutkajutkan n dengdengan an penjapenjalaran laran retakaretakan n hinghingga ga kompkomponen onen mengamengalamilami patah. Lokasi awal retak pada komponen atau logam yang mengalami patah. Lokasi awal retak pada komponen atau logam yang mengalami pe
pembmbebebananan an didinanamimis s atatau au sisiklklik ik adadalalah ah papada da titititik k dadaeraerah h didimamanana mem
memiliiliki ki kekkekuatuatan an yanyang g palpaling ing minminimuimum m dan dan ataatau u padpada a tittitik ik daedaerahrah dimana mengalami tegangan yang paling maksimum. Oleh karena itu dimana mengalami tegangan yang paling maksimum. Oleh karena itu untu
untuk k mempememperkirarkirakan kan umur lelah umur lelah suatu komponesuatu komponen n merupmerupakan suatuakan suatu hal yang cukup sulit, hal ini disebabkan oleh banyaknya faktor-faktor hal yang cukup sulit, hal ini disebabkan oleh banyaknya faktor-faktor yang mempengaruhi umur lelahnya. Faktor-faktor tersebut adalah: yang mempengaruhi umur lelahnya. Faktor-faktor tersebut adalah:
1.
1. PembePembebanabanan:n: a.
a. JeniJenis beban: uniaksis beban: uniaksial, lentur, puntial, lentur, puntir.r. b.
b. PolPola bebaa beban: n: perperiodiodik, raik, randondom.m. c.
c. Besar bebBesar beban (besan (besar teganar tegangan)gan).. d.
d. FrekwFrekwensi sikluensi siklus beban.s beban. 2.
2. KondKondisi materisi material.ial. a.
a. UkurUkuran butan butir.ir. b.
b. KekuaKekuatan.tan. c.
c. PenguPenguatan dengatan dengan larutaan larutan padat.n padat. d.
d. PenguPenguatan dengatan dengan fasa ke-2.an fasa ke-2. e.
e. PenguPenguatan regaatan regangan.ngan. f.
f. StStrukruktur tur mikmikro.ro. g.
g. KondKondisi permuisi permukaankaan (surface finish) (surface finish) .. h.
h. UkurUkuran Kompoan Komponen.nen. 3.
3. ProsProses pengerjes pengerjaan.aan. a.
a. ProsProses pengeces pengecoran.oran. b.
b. ProsProses pembentes pembentukan.ukan. c.
c. ProsProses penes pengelasgelasan.an. d.
e.
e. ProsProses perlakues perlakuan panasan panas.. 4.
4. TemperTemperatur operaatur operasi.si. 5.
5. KondKondisi lingkunisi lingkungan.gan.
Par
Parameameter ter pempembebbebanaanan n yanyang g berberpenpengargaruh uh terhterhadaadap p kelkelelahelahanan log
logam am adaadalah lah tegtegangangan an ratrata-ra-rataata,, σσmm dan dan tegtegangangan an ampamplitlitudoudo,, σσaa
serta frekwensi pembebanan. serta frekwensi pembebanan.
Gam
Gambarbar. 2.1 . 2.1 PenPengertgertian tian tegaegangangan sikn sikliklik..
Tegangan amplitudo: Tegangan amplitudo: S
Saa == σσaa = = ((σσmaxmax -- σσminmin)) // 22 ((22..11))
Tegangan rata-rata: Tegangan rata-rata: S
Smm == σσmm = = ((σσmaxmax ++ σσminmin) ) / / 2 2 ((22..22))
Rasio tegangan: Rasio tegangan: R
R == σσminmin // σσmaxmax (2.3)(2.3)
Bes
Besarnarnya ya tegtegangangan an ratrata-ra-rata ata yanyang g bekebekerja rja akaakan n menmenententukaukann terhadap besarnya tegangan amplitudo yang diijinkan untuk mencapai terhadap besarnya tegangan amplitudo yang diijinkan untuk mencapai su
suatatu u umumur ur lelelalah h tertertetentntu. u. BiBila la tetegagangngan an raratata-r-ratata a sasama ma dedengngan an 00 at
atau au rarasisio o tetegagangngan an sasama ma dedengngan an -1-1, , mamaka ka bebesasarnrnya ya tetegagangnganan am
amplplititududo o yayang ng didiijijininkakan n adadalalah ah ninilalai i babatatas s lelelalahnhnya ya (S(See). ). DenDengagann
2.
dem
demikiikian an jikjika a tegtegangangan an ratrata-ra-rataatanya nya semsemakiakin n besbesar ar makmaka a tegteganganganan amplitudonya harus diturunkan. Hal ini terlihat pada alternatif diagram amplitudonya harus diturunkan. Hal ini terlihat pada alternatif diagram Go
Goododmaman n atatau au papada da didiagagraram-m-didiagagraram m lalaininnynya, a, lilihahat t GaGambmbar ar 2.2.22 berikut ini:
berikut ini:
Gamb
Gambar. 2.2 ar. 2.2 DiagDiagram-dram-diagraiagram batam batas tegangs tegangan terhan terhadap keladap kelelahaelahan n logam.
logam. Pe
Persrsamamaaaan-n-pepersrsamamaaaan n yayang ng didigugunanakakan n papada da didiagagraram m babatatass teg
tegangangan an sepseperterti i yanyang g ditditunjunjukkukkan an daldalam am GamGambar bar 2.2 2.2 diadiatas tas adaadalahlah sebagai berikut:
sebagai berikut: a.
a. SodeSoderberg (USrberg (USA, 1930):A, 1930): S
Saa /S /See + + SSmm /S /Sytyt == 11 ((22..44))
b.
b. GoodGoodman (Englman (England, 1899):and, 1899): S
Saa /S /See + + SSmm /S /Sutut == 11 ((22..55))
c.
c. Gerber Gerber (Germ(Germany, 18any, 1874):74): S
Saa /S /See + + (S(Smm /S /Sutut))22 == 11 ((22..66))
d.
d. MorroMorrow (USA, 1960w (USA, 1960s):s): S
dimana, S
dimana, See adaadalah lah batbatas as lellelahah (endu(endurance rance limilimit) t) , , SSuu adalaadalah h kekuakekuatantan
tarik dan
tarik dan σσf f adalah tegangan patah sebenarnyaadalah tegangan patah sebenarnya (true fracture stress) (true fracture stress) ..
Per
Perbanbandindingan gan dardari i tegtegangangan an amamplitplitudo udo terterhadhadap ap tegtegangangan an ratrata-ra-rataata disebut rasio amplitudo (A=S
disebut rasio amplitudo (A=Saa /S /Smm), sehingga hubungan antara nilai R), sehingga hubungan antara nilai R
dan A yaitu sebagai berikut: dan A yaitu sebagai berikut:
ika R=-1, maka A=~ (kondisi
ika R=-1, maka A=~ (kondisi fully reversed fully reversed )) ika R=0, maka A=1 (kondisi
ika R=0, maka A=1 (kondisi zero to maximum zero to maximum )) ika R=~, maka A=-1 (kondisi
ika R=~, maka A=-1 (kondisi zero to minimum zero to minimum ))
Pad
Pada a GamGambar bar 2.2 2.2 didiataatas s yanyang g memmemperlperlihaihatkatkan n amaaman n tidtidaknaknyaya ko
kondndisisi i pepembmbebebananan an teterhrhadadap ap kelkelelelahahan an lologagam, m, beberdrdasasararkakan n hahasisill disk
diskusi usi atas atas berbaberbagai gai permapermasalahsalahan, an, maka dapat maka dapat dinyadinyatakan sebagaitakan sebagai berikut:
berikut:
DiDiagagraram. m. a a (S(Sododerberbergerg) ) adadalalah ah papaliling ng kokonsnservervatatif if dadan n papalilingng
aman, atau digunakan pada kondisi nilai R mendekati 1. aman, atau digunakan pada kondisi nilai R mendekati 1.
Data hasil pengujian, cenderung berada diantara diagram. b danData hasil pengujian, cenderung berada diantara diagram. b dan
c (Goodman dan Gerber). c (Goodman dan Gerber).
UnUntutuk k babaja ja kekeraras s (g(getetasas), ), didiagagraram. m. b b dadan n d d (G(Goooodmdman an dadann
Morrow) hampir berimpit (sama). Morrow) hampir berimpit (sama).
Untuk baja lunak (ulet), diagram. D (Morrow) akan lebih akurat.Untuk baja lunak (ulet), diagram. D (Morrow) akan lebih akurat.
PaPada da kokondndisisi i R<R<1 1 (a(atatau u peperbrbededaaaan n tetegagangngan an raratata--rarata ta dadann
teg
tegangangan an ampamplitlitudo udo cucukup kup keckecil)il), , makmaka a ke-ke-4 4 diadiagragram m hamhampirpir sama (berimpit).
sama (berimpit).
Al
Alternternatiatif f diadiagragram m GooGoodmdman an sepseperterti i yanyang g ditditunjunjukkukkan an padpada a GamGambarbar 2.
2.2 2 ddiaiattas as aadadalalah h yayanng g papaliling ng bbananyayak k ddigigununaakakan, n, dadan n didiagagraramm Goodman yang lama (asli) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3 Goodman yang lama (asli) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3 dibawah ini, sekarang sudah tidak dipakai lagi.
Gam
Gambarbar. 2. 2.3 .3 DiaDiagragram Gm Goodoodmanman..
Pengaruh dari tegangan siklik (S
Pengaruh dari tegangan siklik (SNN) terhadap tegangan rata-rata) terhadap tegangan rata-rata
at
atau au sesebabalikliknynya, a, dadapapat t teterlrlihihat at papada da didiagagraram m mamastster er sesepepertrti i yayangng ditunjukkan pada Gambar 2.4 berikut ini.
AISI 4340 steel AISI 4340 steel S
S u u = 158, S = 158, S y y = 147 kpsi.= 147 kpsi.
σ
σ min min = 20,= 20, σ σ max max = 120,= 120, σ
σ m m = 70,= 70, σ σ a a = 50 kpsi.= 50 kpsi.
Gam
Gambarbar. 2.4 . 2.4 DiaDiagragram mastm master baja AISer baja AISI 4340 untuI 4340 untuk menenk menentuktukan an pengaruh dari tegangan rata-rata pada kelelahan logam.
pengaruh dari tegangan rata-rata pada kelelahan logam.
Un
Untutuk k memelilihahat t pepengngararuh uh tetegagangngan an siksiklilik k (S(SNN) ) teterhrhadadap ap umumurur
le
lelalah h papada da kokondndisisi i R=R=-1 -1 (t(tegeganangagan n sisiklklik ik sasama ma dedengngan an tetegagangnganan amplitudo) dapat dilihat pula pada diagram Haigh berikut ini.
amplitudo) dapat dilihat pula pada diagram Haigh berikut ini.
Gam
Jika tegangan siklik atau tegangan amplitudo meningkat, maka umur Jika tegangan siklik atau tegangan amplitudo meningkat, maka umur lelah akan semakin menurun, begitu pula dari pengaruh meningkatnya lelah akan semakin menurun, begitu pula dari pengaruh meningkatnya te
tegagangngan an raratata-r-ratata, a, mamaka ka akakan an memenynyebebababkakan n pepenunururunanan n umumurur kelelahan logam.
kelelahan logam.
Tabel 2.1 Persamaan dan koordinat perpotongan pada kuadran ke-1 Tabel 2.1 Persamaan dan koordinat perpotongan pada kuadran ke-1
untuk Goodman dan kriteria kegagalan lainnya. untuk Goodman dan kriteria kegagalan lainnya.
Tabel 2.2 Persamaan dan koordinat perpotongan pada kuadran ke-1 Tabel 2.2 Persamaan dan koordinat perpotongan pada kuadran ke-1
untuk Gerber dan kriteria kegagalan lainnya. untuk Gerber dan kriteria kegagalan lainnya.
Seper
Seperti ti telah dijelaskatelah dijelaskan n sebelsebelumnyaumnya, , tegantegangan gan ampliamplituda tuda akanakan sa
sangngat at beberprpenengagaruruh h teterhrhadadap ap umumur ur kekelelelalahahan n lologagam. m. PePerkrkiriraaaann kelela
kelelahan han pada pada pembpembebanaebanan n yang yang kompkompleks atau leks atau variavariabel, bel, serinseringkaligkali di
didadasasarkrkan an papada da huhukukum m kekerurusasakakan n nonon n lilininierer (li(linienier r damdamage age rulrule) e) yang pertama kali
yang pertama kali diajdiajukan oleh ukan oleh PalmPalmgren (1924) gren (1924) dan dikembandan dikembangkangkan oleh Miner (1945) sehingga metoda ini dikenal dengan hukum Miner. oleh Miner (1945) sehingga metoda ini dikenal dengan hukum Miner. Hukum ini tidak selalu sesuai dengan kenyataan, sehingga muncullah Hukum ini tidak selalu sesuai dengan kenyataan, sehingga muncullah ber
berbagbagai ai altalternernatiatif f yanyang g lailain n sepseperterti i teoteori ri kerkerusausakan kan non non linlinier ier (ol(oleheh Col
Collinlins), s), metmetoda oda perhperhituitungangan n siksikluslus (cyc(cycle le councounting) ting) yaiyaitu tu metmetodaoda perhitungan curah hujan
perhitungan curah hujan rain flow counting rain flow counting (oleh Downing).(oleh Downing).
Pen
Pengargaruh uh frefrekwekwensi nsi ini ini dapdapat at dildilihaihat t padpada a penpengugujiajian n kelkelelaelahanhan logam dengan frekwensi ± 500÷10.000 siklus/menit, pada interval ini logam dengan frekwensi ± 500÷10.000 siklus/menit, pada interval ini hamp
hampir ir tidatidak k ada ada pengarpengaruhnyuhnya a terhaterhadap dap kekuakekuatan tan lelah lelah matermaterialnialnya.ya. Se
Sebabagagai i cocontntoh oh papada da pepengngujujiaian n kekelelelalahahan n babaja ja dedengngan an frfrekwekwenensisi 20
200÷0÷5.5.00000 0 sisiklklusus/m/menenitit, , titidadak k memenununjnjukukkakan n adadananya ya pepengngararuhuh ter
tersebsebut ut terterhadhadap ap batbatas as lellelahnahnya, ya, tettetapi api penpengujgujian ian padpada a frekfrekwenwensisi 100.00
100.000 0 siklsiklus/us/menitmenit, , maka maka batas lelahnya akan batas lelahnya akan semasemakin kin meninmeningkatgkat (ka
(karenrena a padpada a frekfrekwenwensi si tintinggiggi, , defdeformormasi asi plaplastistis s yanyang g terterjajadi di tidtidakak sebes
sebesar ar pada frekwensi rendah)pada frekwensi rendah). . PengarPengaruh uh frekwenfrekwensi si tersebtersebut ut terjaterjadidi pula pada logam-logam non ferro.
pula pada logam-logam non ferro.
Aw
Awal al retretak ak lellelah ah terjterjadi adi dendengan gan adaadanya nya defdeformormasi asi plaplastistis s mikmikroro se
setetempmpatat, , dedengngan an dedemimikikian an kokompmpososisisi i kikimimia a dadan n ststruruktktur ur mimikrkroo ma
mateteririal al akakan an sasangngat at memempmpenengagaruruhi hi kekekukuatatan an ununtutuk k memenanahahann ter
terjadjadinyinya a defdeformormasi asi plaplastistis s sehsehingingga ga akaakan n sansangat gat berberpenpengargaruh uh pulpulaa te
terhrhadadap ap kekekukuatatan an lelelalahnhnyaya. . PaPararamemeteter-r-papararamemeteter r dadari ri kokondndisisii
2.
2.1.1. PePengngararuhuh TeTegagangnganan AmAmplplititududo,o,
2.
material yang mempengaruhi kekuatan lelah tersebut yaitu antara lain material yang mempengaruhi kekuatan lelah tersebut yaitu antara lain dijelaskan berikut ini.
dijelaskan berikut ini.
Bu
Buttir ir hahalulus s yayanng g aakakan n mmenenininggkakatktkan an kkekekuauatatan n llululuh uh ddanan ke
kekukuatatan an lelelalah h atatau au akakan an memeniningngkakatktkan an umumur ur lelelalah h lologagam, m, hahanynyaa dap
dapat at terterjajadi di padpada a pempembebbebanaanan n sisikliklik k dendengan gan konkondisdisi i HCF HCF ataatau u LCSLCS ((High Cycle Fatigue High Cycle Fatigue atauatau Low Cycle Stress/Strain Low Cycle Stress/Strain ), tetapi berdasarkan), tetapi berdasarkan hasil experimen menunjukkan bahwa pada pembebanan siklik dengan hasil experimen menunjukkan bahwa pada pembebanan siklik dengan kon
kondisdisi i sebsebalialiknyknya a yaiyaitu tu LCF LCF ataatau u HCS HCS ((Low Low CycCycle le FatFatiguigue e atauatau High High Cyc
Cycle le StStresress/s/StStrain rain )), , tteernrnyyaatta a uukkuuraran n bbuuttiir r ttiiddaak k bbererppenenggaarruuhh terhadap umur lelah.
terhadap umur lelah. Uk
Ukururan an bubutitir, r, papada da sasatu tu sisisi si dadapapat t memeniningngkakatktkan an umumur ur lelelalah,h, te
tetatapi pi didisisisi si lalain in akakan an memeniningngkakatktkan an kekepepekakaan an teterhrhadadap ap tatakikikakann (notch)
(notch) . . SpeSpesimsimen en yanyang g halhalus us perpermukmukaanaannya nya dan dan memmemilikiliki i strstruktukturur ber
berbutbutir ir halhalus, us, akaakan n menmeningingkatkatkan kan umuumur r lellelah, ah, tettetapi api jikjika a spespesimsimenen te
tersrsebebut ut mememimililiki ki tatakikikakan, n, mamaka ka akakan an beberurumumur r lelebibih h pependndek ek jijikaka berbutir halus.
berbutir halus.
Sebagai patokan kasar, baja memiliki batas lelah sebesar: Sebagai patokan kasar, baja memiliki batas lelah sebesar: S
See = 0,5 S= 0,5 Suu (2.8)(2.8)
Hal ini terlihat pada Gambar. 2.5 dan 2.6 berikut ini: Hal ini terlihat pada Gambar. 2.5 dan 2.6 berikut ini:
2.
2.2.2. PePengngararuhuh UkUkururanan BuButiti
2.
Gamb
Gambar. 2.5 ar. 2.5 PengaPengaruh kekuatruh kekuatan tarik terhadaan tarik terhadap batas lelah.p batas lelah.
Gamba
Gambar. 2.6 r. 2.6 HubunHubungan agan antara bntara batas leatas lelah (llah (lentur pentur putar) dutar) dengan engan kekuatan tarik baja.
kekuatan tarik baja. Sed
Sedangangkan kan ununtuk tuk loglogam-am-loglogam am non non ferferro ro (C(Cu, u, Ni, Ni, Mg, Mg, dan dan lailain-ln-lainain)) memiliki batas lelah sebesar:
memiliki batas lelah sebesar: S
See = 0,35 S= 0,35 Suu (2.9)(2.9)
Perbandingan Kekuatan lelah, S
Perbandingan Kekuatan lelah, See dan kekuatan tarik, Sdan kekuatan tarik, Suu disebut rasiodisebut rasio
kel
kelelaelahanhan. . JikJika a padpada a spspesiesimen men terstersebuebut t memmemiliiliki ki taktakikaikan, n, makmaka a rasrasioio kelelahan akan menurun hingga 0,2÷0,3. Dengan demikian, semakin kelelahan akan menurun hingga 0,2÷0,3. Dengan demikian, semakin tinggi kekuatan tarik logam, maka akan semakin tinggi pula kekuatan tinggi kekuatan tarik logam, maka akan semakin tinggi pula kekuatan
le
lelalahnhnyaya. . KKekekuuatatan an ttarariik k ttererssebebut ut ddapapat at didititinngkgkatatkakan n mmelelalaluuii mekanisme-mekanisme penguatan logam, yaitu antara lain:
mekanisme-mekanisme penguatan logam, yaitu antara lain:
Penguatan larutan padatPenguatan larutan padat
Penguatan fasa ke-2Penguatan fasa ke-2
Pengutan presipitasiPengutan presipitasi
Penguatan reganganPenguatan regangan
Dan lain sebagainyaDan lain sebagainya
Rasio kelelahan dari batas lelah karena pembebanan aksial hasil Rasio kelelahan dari batas lelah karena pembebanan aksial hasil ekspe
eksperimen adalah rimen adalah sebesasebesar r 0,6÷00,6÷0,9 ,9 dan secara dan secara konskonsevatievatif f diestdiestimasiimasi sebesar:
sebesar: S
See (aksial)(aksial) ≈≈ 0,7 S0,7 See ((bbeennddiinngg) ) ((22..1100))
Sed
Sedangangkan kan rasrasio io kelkelelaelahan han hashasil il ekseksperiperimen men dendengan gan uji uji lellelah ah punpuntirtir dan bending atau lentur putar adalah sebesar 0,5÷0,6 dan hubungan dan bending atau lentur putar adalah sebesar 0,5÷0,6 dan hubungan tersebut secara teoritis dituliskan:
tersebut secara teoritis dituliskan: S
See (puntir)(puntir) ≈≈ 0,577 S0,577 See ((bbeennddiinngg) ) ((22..1111))
At
Atomom-a-atotom m asasining g akakan an memenynyebebababkakan n didiststororsi si kikisi si sehsehininggggaa me
mengnghahasisilklkan an memedadan n tetegagangngan an papada da kikisi si krkrisistatal l lologagam m yayang ng akakanan m
meenngghhaammbbaat t gegerraakkaan n ddiissllookkaassi i yyaanng g ppaadda a aakkhhiirrnnyya a aakkaann menin
meningkatkgkatkan an kekuatkekuatan an logam termasuk batas logam termasuk batas lelahnlelahnya, ya, apalapalagi agi jikajika ato
atom m asiasing ng tertersebsebut ut yanyang g larlarut ut padpadat at inintersterstistisi, i, menmenimbimbulkulkanan strain strain aging
aging , maka akan lebih meningkatkan batas lelah logam seperti yang, maka akan lebih meningkatkan batas lelah logam seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.7 berikut ini.
ditunjukkan pada Gambar. 2.7 berikut ini.
2.
Gamba
Gambar. 2.7 r. 2.7 PengPengaruh unsur paduaruh unsur paduan/atan/atom asing terhadom asing terhadap batas ap batas lelah.
lelah.
Fa
Fasa sa keke-2 -2 yayang ng kekeraras s akakan an memengnghahalalangngi i gegerarakakan n didislslokokasasii seh
sehingingga ga akaakan n menmeningingkatkatkan kan kekkekuatuatan an loglogam. am. ParParameameter ter fasfasa a ke-ke-22 yang berpen
yang berpengarugaruh h tersebutersebut adalah: t adalah: bentubentuk, ukuran dan k, ukuran dan distrdistribusibusinya.inya. Seb
Sebagaagai i concontoh toh bajbaja a yanyang g memmemiliiliki ki strstruktuktur ur FerFerit-it-PerlPerlit it dendengangan be
bentntuk uk sesemementntit it lalamemelalar r dadan n spsperoeroididalal, , mamaka ka kekekukuatatan an ststatatikiknynyaa rel
relatiatif f samsama a tettetapi api batbatas as lellelahnahnya ya dapdapat at berberbedbeda. a. FaFasa sa ke-ke-2 2 dendengangan be
bentntuk uk lalamemelalar r akakan an mememimililiki ki babatatas s lelelalah h yayang ng relrelatatif if leblebih ih rerendndahah (Ga
(Gambambar. r. 2.82.8), ), hal hal ini ini dikdikaitaitkan kan dendengan gan benbentuk tuk tertersebsebut ut akaakan n leblebihih pe
peka ka teterhrhadadap ap efefek ek tatakikikakan, n, hahal l yayang ng seserurupa pa teterjrjadadi i pupula la papada da fafasasa perlit atau karbida yang kasar, fasa alpha bebas dan austenit sisa.
perlit atau karbida yang kasar, fasa alpha bebas dan austenit sisa.
Gamb
Gambar. 2.8 ar. 2.8 PengarPengaruh bentuuh bentuk karbida terhadk karbida terhadap batas lelahap batas lelah..
Efek atom asing Efek atom asing Strain aging dari Strain aging dari atom asing
atom asing
Logam murni Logam murni
Semen
Sementittit speroisperoidaldal
Sement
Sementitit lamellamelarar
en
e-Lo
Logagam m yayang ng didikekeraraskskan an atatau au didipeperkrkuauat t memelalalului i memekakaninismsmee pe
pengngererasasan an reregagangnganan, , akakan an memeniningngkakatktkan an kekekukuatatan an ststatatik ik dadann sik
siklikliknyanya, , hal hal ini ini dikdikarearenaknakan an penpenjaljalaran aran retretakaakan n akaakan n menmenjadjadi i leblebihih la
lambmbat at papada da lologagam m yayang ng tetelalah h memengngalalamami i pepengngererasasan an reregagangnganan (Gambar 2.9).
(Gambar 2.9).
Gam
Gambarbar. 2.9 . 2.9 PenPengargaruh penuh pengergerolaolan dinn dingin tgin terherhadaadap kurp kurva va S-S-N bajN baja.a.
St
Struruktktur ur mimikrkro o memerurupapakakan n sasatu tu fafaktktor or didisasampmpining g kokompmpososisisii kimia yang sangat menentukan kekuatan logam, baik kekuatan statik kimia yang sangat menentukan kekuatan logam, baik kekuatan statik maupun sikliknya (Gambar 2.10). Sebagai contoh baja yang memiliki maupun sikliknya (Gambar 2.10). Sebagai contoh baja yang memiliki str
struktuktur ur MarMartentensit sit akaakan n memmemiliiliki ki kekukekuataatan n ststatiatik k yanyang g relarelatif tif tintinggiggi ak
akan an tetetatapi pi kekkekuauatatan n lelelalahnhnya ya rerelatlatif if lelebibih h renrendadah h (k(karearena na bebersrsififatat get
getas) as) dibdibandandingingkan kan bajbaja a dendengan gan strstruktuktur ur MarMartentensit sit temtemper per (ka(karenrenaa ada peristiwa
ada peristiwa strain aging strain aging pada ujung retakan). Batas lelah baja akanpada ujung retakan). Batas lelah baja akan lebih tinggi lagi jika struktur yang dimilikinya adalah fasa Bainit.
lebih tinggi lagi jika struktur yang dimilikinya adalah fasa Bainit.
2.
2.2.2. PePengngararuhuh PePengngeraerasasa RegReganangaga
2.
Gamb
Gambar. 2.10 ar. 2.10 PengPengaruh strukaruh struktur mikro terhadtur mikro terhadap rasio kelelahap rasio kelelahan.an.
Ke
Kelelelalahahan n lologagam m memerurupapakakan n susuatatu u fefenonomemena na pepermrmukukaaaan,n, seh
sehingingga ga konkondisdisi i perpermumukaakaann (s(surfurface ace finfinisish) h) lologagam m akakan an sasangngatat mem
mempenpengargaruhi uhi batbatas as lellelahnahnya. ya. KonKondisi disi perpermukmukaan aan tertersebsebut ut sansangatgat ditentukan oleh perlakuan permukaan seperti:
ditentukan oleh perlakuan permukaan seperti:
Plating Plating , , didimamana na prprososes es inini i akakan an memengnghahasisilklkan an tetegagangngan an sisisasa
tarik pada permukaan logam. tarik pada permukaan logam.
Thermal Thermal (p(proroseses s didiffffususi)i), , sesepepertrti i kakarbrbururisisasasi, i, ninitrtrididinging, , dadann
llaaiinnnnyya a ddaappaat t mmeenniimmbbuullkkaan n tteeggaannggaan n ssiissa a tteekkaan n ppaaddaa permukaan logam.
permukaan logam.
Mechanical Mechanical , , mmiissaalnlnyyaa sshohot t pepeenenining g , , ddapapat at mmenenghghaasisilklkanan
tegangan sisa tekan pada permukaan logam. tegangan sisa tekan pada permukaan logam. Den
Dengan gan demdemikiikian an proproses ses perperlaklakuan uan perpermukmukaan aan dapdapat at menmenghaghasilsilkankan teg
tegangangan an sissisa a ataataupuupun n ketiketidakdakkonkontintinyuayuan n (ta(takikkik, , filfilletlet, , retaretak) k) padpadaa per
permukmukaan aan loglogam am yanyang g akaakan n sansangat gat memmempenpengargaruhuhi i batbatas as lellelah ah dardarii logam yang bersangkutan (Gambar 2.11 sampai 2.13). Disamping itu logam yang bersangkutan (Gambar 2.11 sampai 2.13). Disamping itu pr
prososes es peperlrlakakuauan n pepermrmukukaaaan n yayang ng dadapapat t memengnghahasisilklkan an kekekakasasararann pe
permrmukukaaaan n tetertrtenentu tu papada da babaja ja akakan an memengnghahasisilklkan an susuatatu u fafaktktoror
2.
koreksi permukaan dari komponen baja seperti yang ditunjukkan pada koreksi permukaan dari komponen baja seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.14 dan 2.15.
Gambar 2.14 dan 2.15.
Gamb
Gambar. 2.11 ar. 2.11 PengaPengaruh pelapiruh pelapisan chrom terhsan chrom terhadap kurvadap kurva S-N baja a S-N baja 4140.
4140.
Gamb
Gambar. 2.12 ar. 2.12 PengPengaruh pelaparuh pelapisan nikel terhisan nikel terhadap kurvadap kurva S-N baja.a S-N baja.
Gamb
Gambar. 2.13 ar. 2.13 PengaPengaruh shot peeniruh shot peening terhadang terhadap kurva S-N baja lapis p kurva S-N baja lapis nikel.
Gamb
Gambar. 2.14 ar. 2.14 FaktoFaktor koreksi kondr koreksi kondisi permukaisi permukaan pada kompoan pada komponen nen baja.
baja.
Gamb
Gambar. 2.15 ar. 2.15 FaktoFaktor koreksi kekasr koreksi kekasaran permaran permukaaukaan (R n (R AA : root mean : root mean
square atau AA : Arithmetic Average) dan kekuatan dari komponen square atau AA : Arithmetic Average) dan kekuatan dari komponen
baja. baja. Pr
Prososes es elelekektrtropoplalatiting ng ninikekel l atatau au chchrorom m dadapapat t memenynyebaebabkbkanan pe
penunururunanan n kekekukuatatan an lelelalah h hihingngga ga 60 60 % % dadan n sesemamakikin n tebtebal al lalapipisasann akan semakin menurunkan kekuatan lelahnya, hal ini disebabkan oleh akan semakin menurunkan kekuatan lelahnya, hal ini disebabkan oleh kar
karena ena timtimbulbulnya nya tegtegangangan an sissisa a tartarik ik padpada a perpermukmukaan aan loglogam am yanyangg dil
dilapiapis s yanyang g relrelatiatif f cucukup kup tintinggiggi. . SolSolusi usi untuntuk uk menmenghighindandari ri penpengargaruhuh buruk dari proses ini adalah:
1.
1. DilakDilakukan proses nitriding sebelum proses elektroplukan proses nitriding sebelum proses elektroplatingating.. 2.
2. DilDilakuakukan kan proprosesses shshot ot peepeeninning g sebesebelulum m atatau au sesetetelalah h prprososeses elektroplating.
elektroplating. 3.
3. DilakDilakukan prosesukan proses stresstress s relievrelieving ing (baja = 260(baja = 260ooC dan aluminiumC dan aluminium = 121
= 121ooC) setelah proses elektroplating.C) setelah proses elektroplating.
Pr
Prososes es elelektektroroplplatatining g cacadmdmiuium m dadan n seseng ng titidadak k bebegigitu tu beberprpenengagaruruhh terhadap kekuatan lelah, tetapi semua jenis proses elektroplating jika terhadap kekuatan lelah, tetapi semua jenis proses elektroplating jika kur
kurang ang konkontrotrolnylnya a dapdapat at menmenimbimbulkulkan an penpenggggetaetasan san hidhidrogrogen en yanyangg mempengaruhi kekuatan logamnya.
mempengaruhi kekuatan logamnya. Pa
Pada da GaGambmbar ar 2.2.16 16 dadan n 2.2.17 17 diditutunjnjukukkakan n skskemematatis is didiststriribubusisi tegangan sisa pada batang yang dikenai pembebanan lentur
tegangan sisa pada batang yang dikenai pembebanan lentur (bending) (bending) dan beban aksial tarik.
dan beban aksial tarik.
Gamba
Gambar. 2.16 r. 2.16 TeganTegangan sisa pada batangan sisa pada batang tanpa takikag tanpa takikan yang dikenai n yang dikenai beban lentur.
beban lentur.
Gamb
Gambar. 2.17 ar. 2.17 TeganTegangan sisa padgan sisa pada batang bertaa batang bertakik yang dikenakik yang dikenai i beban tarik.
Be
Berdrdasasararkakan n GaGambmbar ar 2.2.16 16 didiatatas as dadapapat t didijejelalaskskan an kekeadadaaaann teg
tegangangan an (Ga(Gambambar r 2.162.16e) e) padpada a perpermumukaakaan n batbatang ang yanyang g menmengalgalamiami beban lentur (Gambar 2.16d) yaitu sebagai berikut:
beban lentur (Gambar 2.16d) yaitu sebagai berikut: 1.
1. PPadada a titititik1k1, , pperermumukakaaan n bbatatanang g memendndekekatati i ttititik ik llululuuh h ddanan distribusi tegangan linier (Gambar 2.16a).
distribusi tegangan linier (Gambar 2.16a). 2.
2. JiJika ka bebbeban an lenlentur tur menmeningingkat kat hinhingga gga tittitik ik 2, 2, perpermukmukaan aan batbatangang mulai mengalami luluh atau deformasi plastis (Gambar 2.16b). mulai mengalami luluh atau deformasi plastis (Gambar 2.16b). 3.
3. Jika momen menuJika momen menurun hingga titik 3, maka batang akan memilikirun hingga titik 3, maka batang akan memiliki distribusi tegangan sisa (Gambar 2.16c).
distribusi tegangan sisa (Gambar 2.16c).
Contoh lain dari tegangan sisa ini ditunjukkan pada Gambar. 2.17 dari Contoh lain dari tegangan sisa ini ditunjukkan pada Gambar. 2.17 dari bat
batang ang pelpelat at yanyang g menmengalgalami ami bebbeban an tartarik ik siksiklik lik (Ga(Gambambar r 2.12.17d) 7d) dandan dapat dijelaskan sebagai berikut:
dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. P
1. Padada a titititik k 1 1 akakan an memenynyebebababkakan n lulululuh h atatau au dedefoformrmasasi i plplasastitiss pada ujung takikan dari material (Gambar 2.17b) dan jika beban pada ujung takikan dari material (Gambar 2.17b) dan jika beban dih
dihilailangkngkan an (ti(titik tik 2), 2), makmaka a matmaterierial al akaakan n menmendapdapat at tegteganganganan sisa tekan (Gambar 2.17c).
sisa tekan (Gambar 2.17c). 2. Jik
2. Jika a teterjrjadadi i bebebaban n sisiklklik ik (t(tititik ik 3 3 dadan n 4)4), , mamaka ka tetegagangngan an papadada ujung retakan akan mengalami siklik pula (Gambar 2.17e).
ujung retakan akan mengalami siklik pula (Gambar 2.17e).
Met
Metoda oda lailain n ununtuk tuk menmenghghasiasilkalkan n tegtegangangan an sissisa a adaadalah lah dendengangan pe
pembmbereriaian n tetegagangnga a awawal al ((prestressing prestressing atauatau presetting presetting ) ) yayang ng dadapapatt me
menynyebebababkakan n pepeniningngkakatatan n kekekukuatatan an lelelalah h dadari ri babatatang ng bebertrtakakikik dengan pembebanan aksial seperti ditunjukkan pada Tabel 2.3 berikut dengan pembebanan aksial seperti ditunjukkan pada Tabel 2.3 berikut ini.
ini.
Tabel.
Tabel.2.3 2.3 Batas lelaBatas lelah dari pelat berlubanh dari pelat berlubang dengan pembebg dengan pembebanan anan aksial.
Presetting
Presetting ini ini umuumumnymnya a ditditeraerapkapkan n padpada a komkomponponen en pegpegas as ululirir dan pegas daun dimana pemberian beban awal ini harus memiliki arah dan pegas daun dimana pemberian beban awal ini harus memiliki arah ya
yang ng sasama ma dedengngan an pepembmbebebananan an kerkerjajanynya.a. Presetting Presetting dadapapat t pupulala me
menynyebebababkakan n pepenunururunanan n kekekukuatatan an lelelalah h 20÷20÷50 50 % % jijika ka diditerterapapkakann pada pembebanan lentur putar.
pada pembebanan lentur putar. P
Prorosses es ppererllaakkuuaan n pperermmuukkaaaan n sseecacarraa thermal thermal misalnyamisalnya ka
karbrbururisisining g dadan n ninitrtrididining g akakan an sasangngat at memengngununtutungngkakan n teterhrhadadapap ke
ketatahahananan n lelelalah h sepsepererti ti yayang ng diditutunjnjukukkakan n papada da TaTabebel. l. 2.2.4, 4, hahal l ininii di
dikakarenrenakakan an prprososes es tetersrsebebut ut memenynyebaebabkbkan an pepeniningngkakatatan n kekekukuatatanan permukaan material, dan menyebabkan pula timbulnya tegangan sisa permukaan material, dan menyebabkan pula timbulnya tegangan sisa te
tekakan n papada da pepermrmukukaaaannnnya ya yayang ng didisesebababkbkan an adadananya ya peperurubabahahann vol
volumume. e. DemDemikiikian an halhalnynya a padpada a proproses ses perperlaklakuan uan perpermukmukaanaan flame flame dan
dan induction hardening induction hardening .. Tabel. 2.4
Tabel. 2.4 PengaPengaruh proses nitruh proses nitriding terhariding terhadap batas lelahdap batas lelah..
Se
Selalanjnjututnynya a prprososes es peperlrlakakuauan n pepermrmukukaaaan n sesecacara ra memekakaniniss mis
misalnalnya ya shoshot t peepeeninning g yanyang g menmenyebyebabkabkan an timtimbulbulnya nya tegteganangan gan sissisaa ttekekaan n ppadada a pepermrmukukaaaan n mamattereriaial, l, aakakan n sasangngaat t mmenengugunntutunngkgkanan kek
kekuatuatan an ataatau u lellelah ah mamateriterialnalnya. ya. Hal Hal ini ini ditditunjunjukkukkan an padpada a GamGambarbar.. 2.18 dan 2.19 berikut ini.
2.18 dan 2.19 berikut ini.
Gamba
Gambar. 2.18 r. 2.18 PengaPengaruh proses shruh proses shot peening terhot peening terhadap kurva S-N dari adap kurva S-N dari roda gigi yang dikarburisasi.
Gamb
Gambar. 2.19 ar. 2.19 PengaPengaruh proseruh proses shot peening terhs shot peening terhadap batas lelaadap batas lelah h dari baja baja kekuatan tinggi.
dari baja baja kekuatan tinggi.
Kelelahan merupakan fenomena permukaan, maka akan sangat Kelelahan merupakan fenomena permukaan, maka akan sangat ditentukan oleh ukuran permukaan. Semakin besar ukuran maka akan ditentukan oleh ukuran permukaan. Semakin besar ukuran maka akan se
semamakikin n bebesasar r pupula la kekemumungngkikinanan n teterjrjadadininya ya pepembmbenentutukakan n awawalal retaknya, sehingga muncul faktor modifikasi batas lelah karena faktor retaknya, sehingga muncul faktor modifikasi batas lelah karena faktor ini yaitu sebagai berikut:
ini yaitu sebagai berikut: C
Csizesize = = 1 1 iikka a dd ≤≤ 8 8 mmm m ((22..1122))
C
Csizesize = = 1,1,18189 9 dd-0,097-0,097 j jikika a 8 m8 mm < dm < d ≤≤ 22550 0 mmm m ((22..1133))
Pe
Pengngararuh uh ukukururan an inini i beberhrhububunungagan n dendengagan n lalapipisasan n titipipis s pepermrmukukaaaann m
matatereriial al yayanng g teterkrkenena a tetegagangngan an 95 95 % % atatau au lelebbihih. . GaGambmbar ar 2.2.2020 menunjukkan semakin besar ukuran akan semakin besar pula volume menunjukkan semakin besar ukuran akan semakin besar pula volume dari permukaan material yang mengalami tegangannya.
dari permukaan material yang mengalami tegangannya.
Gamb
Gambar. 2.20 ar. 2.20 GradiGradien tegangaen tegangan pada spesimen berun pada spesimen berukuran besakuran besar dan r dan kecil.
kecil.
2.
Pengaruh ukuran ini ditunjukkan pada Tabel 2.5 berikut ini: Pengaruh ukuran ini ditunjukkan pada Tabel 2.5 berikut ini:
Tabel
Tabel. 2.5 . 2.5 PengaPengaruh ukuraruh ukuran terhadan terhadap batas lelahp batas lelah..
Be
Bebeberarapa pa babatatang ng babaja ja kekekukuatatan an titingnggi gi akakan an didipepergrgununakakan an sesebabagagaii lem
lembarbaran an pegpegas as daudaun, n, pegpegas as tertersebsebut ut akaakan n bekbekerjerja a dendengan gan konkondisdisii tegangan
tegangan zero to maximum zero to maximum (R=0) dengan 3 titik pembebanan. Lebar(R=0) dengan 3 titik pembebanan. Lebar batang adalah 1 in dan tebal: 0,145 in.
batang adalah 1 in dan tebal: 0,145 in. Pil
Pilihihlah lah 2 2 konkondisdisi i perlperlakuakuan an terterhadhadap ap batbatang ang dibdibawaawah h ini ini yanyang g akaakann m
memembbererikikan an uumumur r llelelaah h ttak ak bbererhhininggga ga ddenengagan n mmenenggggununakakanan persamaan Goodman sebagai perhitungannya.
persamaan Goodman sebagai perhitungannya. A. Kondisi
A. Kondisi as Heat Treated (Quench+Temper) as Heat Treated (Quench+Temper) ::
Kekerasan = 48 HRc (Kekerasan = 48 HRc (≈≈ 465 BHN).465 BHN).
TeTegagangngan an sisisa sa papada da pepermrmukukaaaan n = = 0 0 ksksi.i.
Kekasaran permukaan (AA) = 24Kekasaran permukaan (AA) = 24 μμin.in.
B. Kondisi as Shot Peened: B. Kondisi as Shot Peened:
Kekerasan = 49 HRc (Kekerasan = 49 HRc (≈≈ 475 BHN).475 BHN).
TegTeganangagan n sisisa sa papada da pepermrmukukaaaan n = = -8-80 0 ksksi.i.
Kekasaran permukaan (AA) = 125Kekasaran permukaan (AA) = 125 μμin.in.
Kekuatan: Kekuatan: S See = 10= 100 ks0 ksi i (B(BHN > HN > 40400) 0) dadan,n, Co Co toto SoSo 2.2.1:1: Jawab: Jawab:
S
Suu = 0,= 0,5 BH5 BHN = N = 0,0,5 . 465 5 . 465 = 23= 232 ks2 ksii
Ukuran luas pelat pegas: Ukuran luas pelat pegas: A = w t
A = w t = 1 . = 1 . 0,0,14145 5 = 0= 0,1,145 i45 inn22 maka,maka, Diameter ekuivalennya adalah:
Diameter ekuivalennya adalah: A = Л/4 d
A = Л/4 dekek22 = 0,145= 0,145
d
dekek = 0,43 in = 10= 0,43 in = 10.92 m.92 mm m sehsehininggagga,,
*Faktor modifikasi pengaruh ukuran: *Faktor modifikasi pengaruh ukuran: C
Csizesize = 1,189 d= 1,189 d-0,097-0,097 = 1,189 (10,92)= 1,189 (10,92)-0,097-0,097 = 0,94= 0,94
*
*FFaakkttoor r mmooddiiffiikkaassi i ppeennggaarruuh h pepemmbbeebbaannaan n aaddaallaah h 1 1 kkaarreennaa pembebanan berupa lentur atau
pembebanan berupa lentur atau bending bending .. Ka
Karenrena a kekekakasasararan n pepermrmukukaaaannnnya ya = = 2424 μμinin, , mamaka ka sesesusuai ai dedengnganan Gambar 2.15 dapat diketahui;
Gambar 2.15 dapat diketahui; *Fa
*Faktoktor r modmodifiifikaskasi i penpengargaruh uh kekkekasaasaran ran perpermukmukaan aan yaiyaitu tu sebsebesaesar r == 0,75
0,75 Denga
Dengan n demidemikian kian batas lelah batas lelah setelasetelah h mempmemperhiterhitungkaungkan n faktofaktor-far-faktorktor modifikasinya adalah:
modifikasinya adalah: S
S’ ’ ee=S=See . . CCsizesize . . CCLoadLoad . . CCsurf finishsurf finish=100 . 0,94 . 1 . 0,75= 70,5 ksi=100 . 0,94 . 1 . 0,75= 70,5 ksi
Maka tegangan yang diijinkan bekerja pada pegas tersebut: Maka tegangan yang diijinkan bekerja pada pegas tersebut:
σ
σaa / / SSee ++ σσmm / / SSuu = = 11
Untuk pembebanan
Untuk pembebanan zero to max zero to max atau R=0 maka,atau R=0 maka,
σ
σaa == σσmm == σσmaxmax / 2 = / 2 = σσ sehingga,sehingga,
σ
σ / / SSee ++ σσ / / SSuu = = 11
σ
σ / 70,5 +/ 70,5 + σσ / / 22332 2 = = 1 1 mmaakkaa,,
σ
σ = 5= 54 k4 ksi si sesehihingnggaga,,
σ
σmaxmax = 108 ksi= 108 ksi
Un
Untutuk k kokondndisisi i A, A, pepegagas s tetersrsebebut ut dadapapat t bebekekerjrja a dedengngan an umumur ur tatakk berhingga dengan siklus tegangan antara 0 ÷ 108 ksi.
berhingga dengan siklus tegangan antara 0 ÷ 108 ksi. (a
(aktuktualnalnya ya adaadalah lah antantara ara 0 0 ÷ ÷ 100 100 ksiksi, , dendengan gan demdemikiikian an perperhithitungunganan diatas memiliki faktor kesalahan: 8 %).
Kekuatan: Kekuatan: S See = 10= 100 ks0 ksi i (B(BHN > HN > 40400) 0) dadan,n, S Suu = 0,= 0,5 BH5 BHN = N = 0,0,5 . 475 5 . 475 = 23= 238 ks8 ksii Ka
Karenrena a kekekakasasararan n pepermrmukukaaaannnnya ya = = 121255 μμinin, , mamaka ka sesesusuai ai dedengnganan Gambar. 23 dapat diketahui;
Gambar. 23 dapat diketahui; *Fa
*Faktoktor r modmodifiifikaskasi i penpengargaruh uh kekkekasaasaran ran perpermukmukaan aan yaiyaitu tu sebsebesaesar r == 0,58
0,58 Denga
Dengan n demidemikian kian batas lelah batas lelah setelasetelah h mempmemperhiterhitungkaungkan n faktofaktor-far-faktorktor modifikasinya adalah:
modifikasinya adalah: S
S’ ’ ee=S=See . . CCsizesize . . CCLoadLoad . . CCsurf finishsurf finish=100 . 0,94 . 1 . 0,58= 54,5 ksi=100 . 0,94 . 1 . 0,58= 54,5 ksi
Karena pengaruh tegangan sisa dipermukaan sebesar -80 maka: Karena pengaruh tegangan sisa dipermukaan sebesar -80 maka:
σ
σaa / / SSee ++ σσmm / / SSuu = = 1 1 ddaann,,
σ
σaa == σσmm == σσmaxmax / 2 = / 2 = σσ sehingga,sehingga,
σ
σ / / SSee + + {({(σσ-80) / S-80) / Suu} } = = 11
σ
σ / 54,5 + {(/ 54,5 + {(σσ--8080) ) / / 23238} 8} = = 1 1 mmaakaka,,
σ
σ = = 5959,3 ,3 ksksi i sesehihingnggaga,,
σ
σmaxmax = 118,6 ksi= 118,6 ksi
U
Untntuuk k kokodidissi i BB, , pepeggas as ttererssebebuut t ddapapat at bbekekererjja a dedengngan an uummur ur tatakk berhingga dengan siklus tegangan antara 0÷118,6 ksi.
berhingga dengan siklus tegangan antara 0÷118,6 ksi. (a
(aktuktualnalnya ya adaadalah lah antantara ara 0÷10÷140 40 ksiksi, , dendengan gan demdemikiikian an perperhithitungunganan diatas memiliki faktor kesalahan: 15 %).
Pada
Pada dasadasarnya rnya setiap setiap ketidaketidakkontkkontinyuainyuan n dan dan ketidketidakserakseragamagamanan pada material akan
pada material akan berpenberpengarugaruh h langlangsung terhadap penjalarasung terhadap penjalaran n retakretak le
lelalah h atatau au keketatahahananan n lelelalah h mamateteririalal, , keketitidadakkkkonontitinynyuauan n inini i dadapapatt berupa takikan dari geometri komponen ataupun berupa retakan dan berupa takikan dari geometri komponen ataupun berupa retakan dan rroonngggga a sseebbaaggaai i aakkiibbaat t ssuuaattu u pprroossees s ppeennggeerrjjaaaann. . SSeellaaiin n iittuu ketid
ketidakserakseragamagaman an yang yang berupberupa a ketidketidakmohakmohogenogenan an strukstruktur tur atauataupunpun b
bereruuppa a ssegegrregegaassi i ddaarri i ssuuatatu u pprrososes es ppenenggererjjaaaan n aakkaan n ssaannggaatt berpengaruh pula terhadap ketahanan lelah material.
berpengaruh pula terhadap ketahanan lelah material.
Ha
Hal-l-hahal l yayang ng beberprpenengagaruruh h teterhrhadadap ap keketatahahananan n lelelalah h lologagamm sebagai akibat negatif dari proses pengecoran adalah:
sebagai akibat negatif dari proses pengecoran adalah:
Segregasi (terutama segregasi makro)Segregasi (terutama segregasi makro)
Cacat ronggaCacat rongga
PorositasPorositas
Retak panasRetak panas
Terak, slag atau inklusiTerak, slag atau inklusi
Dan lain-lain.Dan lain-lain.
Gamb
Gambar. 2.21 ar. 2.21 CacaCacat-cat-cacat corcat coran.an.
2.
Lo
Logagam m hahasisil l prprososes es pepembmbenentutukakan n akakan an mememimililiki ki babatatas s lellelahah ya
yang ng lelebibih h titingnggi gi dadari ri bebendnda a cocoraran, n, nanamumun n cacacacat-t-cacacacat t dadari ri susuatatuu pr
prososes es pepembmbenentutukakan n akakan an sasangngat at mermerugugikikan an pupula la teterhrhadadap ap babatatass lelah logam yang dihasilkan. Cacat-cacat tersebut antara lain:
lelah logam yang dihasilkan. Cacat-cacat tersebut antara lain:
Cacat laps atau seams (berupa lipatan) pada permukaan produkCacat laps atau seams (berupa lipatan) pada permukaan produk
tempa atau roll. tempa atau roll.
OksOksida ida yanyang g terterjebjebak ak padpada a liplipataatan n di di perpermukmukaan aan proproduduk k temtempapa
atau roll. atau roll.
Permukaan yang kasar.Permukaan yang kasar.
Dan lain-lain.Dan lain-lain.
Pa
Pada da GaGambmbar ar 2.2.2222, , TaTabebel l 2.2.6 6 dadan n GaGambmbar ar 2.2.23 23 diditutunjnjukukkakann pen
pengargaruh uh proproses ses pempembenbentuktukan an terterhadhadap ap ketketahaahanan nan lellelah ah bajbaja, a, dandan p
padada a GaGammbabar r 2.2.24 24 diditutunnjujukkkakan n pupula la ppenengagaruruh h aaninissototrorop p yayangng d
dihihasasililkakan n ddarari i pprorosses es ppemembebenntutukakan n llogogam am sesertrta a GGamambabar r 2.2.2525 memperlihatkan jenis-jenis cacat proses pembentukan.
memperlihatkan jenis-jenis cacat proses pembentukan.
Gamb
Gambar. 2.22 ar. 2.22 PengaPengaruh pengerruh pengerolan dingolan dingin terhadain terhadap kurva p kurva S-N baja.
S-N baja.
2.
Tab
Tabel. 2.6 el. 2.6 KekKekuatuatan lelaan lelah pada 10 h pada 10 5 5 siklus dari baut baja AISI 8635 siklus dari baut baja AISI 8635
Gamb
Gambar. 2.23 ar. 2.23 PengaPengaruh penemruh penempaan terhapaan terhadap batas leladap batas lelah baja.h baja.
Gamb
Gamb
Gambar. 2.25 ar. 2.25 CacaCacat-ct-cacat prosacat proses tempa dan ekstrues tempa dan ekstrusi.si.
Proses pengelasan melibatkan pencairan dan pembekuan, maka Proses pengelasan melibatkan pencairan dan pembekuan, maka se
segagala la jejeninis s cacacacat-t-cacacacat t cocoraran n dadapapat t teterjrjadadi i dididadaererah ah lologagam m lalas.s. Sed
Sedangangkan kan daedaerah rah terpterpengengaruaruh h panpanasas (H(Heat eat AfAffecfected ted ZonZone) e) dapatdapat ter
terjadjadi i perperubaubahan han strstruktuktur ur mikmikro ro yanyang g menmenghghasiasilkalkan n fasfasa a getgetas as dandan b
buuttiir r kkaassaarr, , hhaal l iinni i aakkaan n ssaannggaat t mmereruuggiikkaan n kketetahahaannaan n llelelahah samb
sambungan lasan disampinungan lasan disamping g adanyadanya a tegantegangan sisa gan sisa tarik pada tarik pada daeradaerahh tersebut. Pada Gambar 2.26 ditunjukkan jenis-jenis cacat lasan.
tersebut. Pada Gambar 2.26 ditunjukkan jenis-jenis cacat lasan.
2.
Gamb
Gambar. 2.26 ar. 2.26 CacaCacat-cat-cacat lascat lasan.an.
Kon
Kondisdisi i perpermumukaakaan n loglogam am sansangat gat berberpenpengargaruh uh terterhadhadap ap umuumurr lel
lelahnahnya, ya, perpermumukaakaan n yanyang g kaskasar ar mermerupupakaakan n temtempat pat yanyang g tegteganganganan lo
lokakalnlnya ya titingnggi gi sesehihingngga ga dadapapat t memenjnjadadi i lolokakasi si awawal al reretatak k lelelalah.h. Den
Dengagan n dedemimikikian an prprososes es pepememesisinanan n yayang ng memenenentntukukan an kekekakasasararann p
perermmukukaaaan n llogogam am akakaan n mmenenenenttuukakan n pupulla a teterhrhaadadap p keketatahhanananan lelahnya disamping timbulnya tegangan sisa sebagai akibat deformasi lelahnya disamping timbulnya tegangan sisa sebagai akibat deformasi pl
plasastitis s papada da sasaat at pepembmbenentutukakan n gegeraram m dadalalam m opopererasasi i pepememesisinanann tersebut (Gambar. 2.27), bahkan jika tegangan sisa tarik muncul yang tersebut (Gambar. 2.27), bahkan jika tegangan sisa tarik muncul yang cuk
cukup up besbesar ar sepseperti erti daldalam am proproses ses penpenggeggerinrindaadaan n yanyang g cukcukup up berberat,at, dapat menimbulkan retak rambut (Gambar 2.28).
dapat menimbulkan retak rambut (Gambar 2.28).
Gamb
Gambar. 2.27 ar. 2.27 PengaPengaruh proses pengruh proses penggeringerindaan terhadaan terhadap kurva S-N dap kurva S-N baja.
baja.
2.
Gamb
Gambar. 2.28 ar. 2.28 CacaCacat-cat-cacat proses pemecat proses pemesinasinan.n.
Penga
Pengaruh ruh dari proses dari proses perlaperlakuan panas kuan panas yang dapat yang dapat menumenurunkrunkanan kekuatan lelah adalah:
kekuatan lelah adalah:
Over heating Over heating yang menyebabkan butir kasar.yang menyebabkan butir kasar.
OveOver r heaheatinting g yayang ng memenynyebebababkakan n pepencncaiairaran n fafasa sa bebertrtititik ik cacairir
rendah. rendah.
RetakRetak quench quench ..
Tegangan sisaTegangan sisa
Dekarburisasi (Tabel 2.7).Dekarburisasi (Tabel 2.7).
Dan lain-lain.Dan lain-lain.
Tabel. 2.7
Tabel. 2.7 PengaPengaruh dekarbruh dekarburisurisasi terhadaasi terhadap batas lelah.p batas lelah.
2.
P
Paadda a ttememppereraattuur r ttiinnggggii, , kkeekkuuaattan an llooggaam m aakkaan n mmenenuurruunn seh
sehingingga ga defdeformormasi asi plaplastistis s akaakan n leblebih ih mudmudah ah terjterjadadi i dan dan batbatas as lellelahah men
menjadjadi i tidtidak ak jeljelas as (hi(hilanlang) g) yanyang g disdisebaebabkabkan n oleoleh h karkarena ena penpengargaruhuh mobilitas dislokasi (lihat Gambar 2.29).
mobilitas dislokasi (lihat Gambar 2.29).
Gambar 2.29. Pengaruh temperatur terhadap batas lelah baja. Gambar 2.29. Pengaruh temperatur terhadap batas lelah baja.
Kon
Kondisdisi i linlingkugkungngan an yanyang g korkorosiosif f akaakan n menmenyeryerang ang perpermukmukaanaan logam dan menghasilkan lapisan oksida atau produk korosi. Umumnya logam dan menghasilkan lapisan oksida atau produk korosi. Umumnya oks
oksida ida adaadalah lah sebsebagaagai i laplapis is linlindundung g dan dan dapdapat at menmencegcegah ah kerkerusausakankan ko
kororosi si seselalanjnjututnynya, a, tetetatapi pi pepembmbebebananan an sisiklklik ik dadapapat t menmenyeyebababkbkanan pecah
pecahnya nya lapislapisan an tersebtersebut ut dan dan keruskerusakan korosi akan korosi berikberikutnya sehinggautnya sehingga timbul korosi sumuran yang berfungsi sebagai takikan. Hal itulah yang timbul korosi sumuran yang berfungsi sebagai takikan. Hal itulah yang menyebabkan penurunan kekuatan lelah, pengaruh lingkungan korosif menyebabkan penurunan kekuatan lelah, pengaruh lingkungan korosif in
ini i mmenenururuunknkan an kekekkuauatatan n llelelah ah lologgam am hhiningggga a 10 10 % % sserertta a ddapapatat men
menyebyebabkabkan an batbatas as lellelah ah menmenjadjadi i tidtidak ak jeljelas as (hi(hilanlang) g) sepseperterti i yanyangg di
ditutunjnjukukkakan n papada da GaGambmbar ar 2.2.3030, , 2.2.31 31 dadan n TaTabebel l 2.2.8 8 dadan n 2.2.9 9 beberirikukutt ini.
ini.
Room
Room TempeTemperaturratur
High
High TemperTemperatureature (750
Gamb
Gambar 2.30. ar 2.30. PengaPengaruh lingkruh lingkungan terhungan terhadap kurva S-N bajaadap kurva S-N baja..
Gamb
Gambar 2.31. ar 2.31. PengaPengaruh kekuatruh kekuatan tarik terhadap koroan tarik terhadap korosi-lsi-lelah elah berbagai jenis baja.
berbagai jenis baja. Tabel
Tabel. 2.8 . 2.8 KekuaKekuatan lelah baja pada beberatan lelah baja pada beberapa kondipa kondisi lingkunsi lingkungan.gan.
Tabel
