Pemicu-pemicu terjadinya konsentrasi tegangan seperti fillet, notch, alur pasak, positas, inklusi dan lain-lain akan menyebabkan menurunnya umur fatigue/fatigue life. Pengaruh-pengaruh notchs dapat di evaluasi dengan membandingkan antara data dengan notch dengan data tanpa notch, Untuk menentukan hubungan tegangan siklus untuk spesimen dengan notch, maka diperlukan tegangan nominal (net stress). Perbandingan antara fatigue limit dengan notch dan fatigue limit tanpa notch disebut fatigue norch faktor (Kt).
Atau dari nilai Kt, dapat dihitung notch sensitivitas dengan symbol q
Dimana : Kt = faktor konsentrasi tegangan
Bila kekuatan tarik , radius notch dan ukuran penampang naik, dan bila ukuran butir turun maka nilai Q akan naik. Efek dari radius notch terhadap notch sensitivitas untuk beberapa material ditunjukkan pada Gambar. 4. Efek kekuatan tarik dipengaruhi oleh kekasaran permukaan. Kekuatan tarik yang meningkat akan diikuti oleh ketahanan fatigue yang meningkat.
2. DIMENSI (SIZE)
Bila ukuran spesimen bertambah maka ketahanan fatigue kadang-kadang menurun. Hal ini ada beberapa alasan, Kegagalan akibat fatigue biasanya dimulai dari permukaan. Jadi bila penambahan size dilakukan maka memberikan kemungkinan menimbulkan keberadaan cacat. Akibatnya retak berawal pada cacat tersebut.
3. EFEK PERMUKAAN
Ketahanan fatigue sangat dipengaruhi oleh kondisi permukaan. Kondisi permukaan tersebut adalah sifat permukaan seperti perlakuan permukaan seperti surface hardening dan tegangan sisa permukaan. Efek dari surface finishing atau kekasaran permukaan secara qualitatif juga mempengaruhi ketahanan fatigue suatu material seperti yang ditunjukkan pada Tabel.1.
Perlakuan-perlakuan permukaan yang akan merubah sifat mekanik permukaan juga akan mempengaruhi ketahanan fatigue bahan. Seperti perlakuan ; Elektroplating sering akan menurunkan ketahanan fatigue. Hal ini dapat menimbulkan tegangan tarik sisa pada permukaan akibat proses tersebut, sehingga dapat memicu rerak pada permukaan. Perlakuan lain seperti dekarburisasi dapat mengurangi ketahanan fatigue. Namun sebaliknya proses pengerasan permukaan seperti karburisasi, nitridasi, induksi dan flame hardening dapat meningkatkan ketahanan fatigue.
Tegangan sisa (residual stress) terutamanya tegangan sisa tekan akan memberikan peningkatan ketahanan fatigue. Tegangan sisa ini dapat dikembangkan dengan melakukan deformasi plastis yang tidak seragam pada suatu penampang. Hal ini dapat diterangkan pada Gambar.5.
4. TEGANGAN RATA - RATA (MEAN STRESS)
Tegangan rata-rata (mean stress) juga mempengaruhi ketahanan fatigue. Tegangan ini ditunjukkan dengan amplitudo tegangan yang dinyatakan dengan ratio tegangan R = tegangan min/tegangan maks. Untuk R = -1 artinya amplitudo tegangan tarik sama dengan amplitudo tegangan tekan. Bila nilai R cendrung menjadi positif maka ketahanan fatiguenya menjadi turun. Pengaruh ratio tegangan ditunjukkan pada Gambar.6.
5. FAKTOR METALURGI YANG MEMPENGARUHI KETAHANAN
FATIGUE
Kelelahan bahan /fatigue sangat sensitif terhadap desain struktur. Ada beberapa faktor metalurgi yang berpengaruh terhadap ketahanan fatigue/fatigue life.
· Ukuran butir
Ukuran butir akan mempengaruhi ketahanan fatigue terutama untuk material nonfero dan baja yang dianil. Bila ukuran butir semakin halus maka ketahan fatiguenya akan meningkat. Namun tidak untuk baja yang tanpa notch yang diperlakukan panas, hal ini tidak ada pengaruh.
· Struktur mikro
Perubahan struktur mikro akan mempengaruhi perubahan ketahanan fatigue, hal ini dikarenakan bila terjadi perubahan struktur mikro berarti akan terjadi perubahan fasa pada bahan. Karena bervariasinya fasa-fasa pada material maka akan memberikan perbedaan pengaruh terhadap ketahanan fatigue. Sebagai contoh perlit yang kasar akan memberikan dampak rendah dibandingkan dengan karbida partikel/spheroidal microstructure. Bentuk karbida yang bulat meningkatkan ketahan fatigue, hal ini dikarenakan karbida bulat meiliki efek konsentrasi tegangan yang rendah. Contoh lain pada baja yang di quench yang memiliki sturktur mikro martensit temper akan memilki ketahanan fatigue yang sangat baik dibandingkan strukturmikro campuran seperti martensit- bainit atau ferit.
· Orientasi
Material yang mengalami pengerjaan logam/metal working seperti proses roll akan memiliki orientasi arah butir yang searah dengan arah pengerolan. Jadi dalam hal ini ketahanan fatigue bersifat anisotropic. Ketahanan fatigue akan meningkat bila arah pembebanan searah dengan arah longitudinal atau searah dengan arah pengerolan. Sebaliknya ketahanan fatigue akan rendah bila pembebanan diberikan tegak lurus dengan arah pengerolan.
0 komentar:
Posting Komentar