Mekanisme Penjalaran Retak

Mekanisme Penjalaran Retak

Tahap I

Merupakan awal retakan yang menjalar pada bidang slip di dalam beberapa butir. Kecepatan perambatan ini sangat lambat, yaitu dengan order beberapa angstrom per siklus. Pengamatan secara makro tidak akan menampakkan penjalaran tahap I ini. Pengamatan hanya bisa dilakukan dengan mengunakan mikroskop electron.

Tahap II

            Pada tahap ini ditandai dengan adanya Striasi (Striation) yang teramati melalui mikroskop elektron. Striasiatau yang disebut juga garis pantai adalah garis-garis halus yang menyatakan majunya retakan untuk setiap siklus beban. Garis ini terjadi akibat pembukaan retakan yang disusul dengan penumpulan ujung retakan secara plastis, kemudian dilanjutkan dengan penutupan retakan akibat turunnya tegangan (plastic blunting proses). Laju perambatan pada tahap II ini berkisar beberapa mikrometer per siklus.

Laju perambatan retakan  dapat dinyatakan sebagai:

ma . an

dimana : C = konstanta

               _a = tegangan variable

               a = panjang retakan

               m = 2 : 4

                n = 1 : 2

Laju perambatan retakan tersebut dapat juga dinyatakan sebagai regangan total yang didekati dengan persamaan eksponensial yang berlaku di daerah elastis dan plastis :

₁. ^m1

Laju perambatan retakan adalah dengan memplotnya terhadap faktor intensitas tegangan K. Faktor K didefinisikan sebagai:

K = K _max - K_min

K = _max  - c_min  = c_r

            Hubungan antara  dengan K ditunjukkan secara skematis pada gambar di bawah.

Ferrite-Pearlite Steel

^-12 )³           = Mpa

^-10 )³           = Ksi

Martensitic Steel

^-10 )^2,25           = Mpa

^-9 )^2,25           = Ksi

Austenitic Steel

^-10 )^2,25           = Mpa

^-10 )^3,25           = Mpa

Kth

Threeshold Stress Intensity Factor

Kth  9 Mpa (8 Ksi )         steel

Kth  4 Mpa (3,5 Ksi )         Al

Contoh Soal

Panjang retak awal suatu material= 0,28 in, panjang akhir 0,083.

 Formula perambatan retak ^{-19 3},  

Berapa umur konstruksi tersebut bila diberi tegangan 32000 psi?

Diket : a = 0,083 in

            af = 1,8 x 10^-19

             = ^-19

             

             32000 psi

Ditanyakan: Nf = cycle

Jawab: ^{-19  3}

                da = 1,8 x 10^{-19 3} dN

                 = 1,8 x 10^-19 (113 . 32000) dN

             = 1,8 x 10^-19 (113 . 32000)³ dN

 = ^-19 (1 . 13 . 32000)³ dN

a^-3/2 da = C N ] ^Nf₀

 a ^-3/2+1 ] ^0,28_0,083          -2a ^1/2

-2a ^-1/2 ] ^0,28_0,083 = C Nf – C . 0

(- 2 x 0,28^-1/2 / 2)- (- 2 x 0,083^-1/2 / 2) = C . Nf