Nama: endre averuli ginting

NPM:G1C019062

Matakuliah:Metalurgi Fisik

Dosen:A.Sofwan FA,S.,M.T.Tech.Ph.D

Nurbaiti,S.T.,M.T

CACAT KRISTAL ,IMPERFECTION FORMATION MECHANISM

Chapter 2 Structure of metals

SINOPSIS

1)Logam adalam bahan Kristal. Atom adalah struktur Kristal menempati posisi dalam suatu susunan, yang dicirikan oleh periodisitas. Susunan atom diulang secara sistematis dalam ruang tiga dimensi.

2)Susunan atom dapat dijelaskan dengan bantuan sel satuan. Pengulangannya dalam tiga arah menghasilkan struktur Kristal.

3)Atom dalam logam disusun dalam struktur yang sangat rapat. Struktur Kristal terpenting dari logam adalah kunik pusat-basa(BCC), kubik pusat-muka(FCC), dan paket-tertutup heksagonal(HCP).

4)Struktur Kristal mempengaruhi beberapa fenomena dalam metalurgi fisik seperti potensi logam untuk membentu panduan, defrmasi pllastik logamdan difusi, yaitu pengangkutan atom melalui kisi.

5)ogam membentuk dua jenis larutan padat : larutan padat interstisial dan substitusi. Ukuran situs interstisial menentukan kelarutan padat maksimum dalam larutan padat substitusional dikendalikan oleh aturan Hume-Rothery. Kebanyakan system paduan tidak memenuhi aturan ini, dan oleh karena itu, larutan padat menunjukkan kellarutan padat yang terbatas.

6)Senyawa intermetalik terbentuk di sebagian besar system paduan. Senyawa ini baik secara stoikiometrii atau menunjukkan kisaran komposisi homogenitas. Factor yang mengatur pembentukan, komposisi da struktur Kristal senyawa intermetalik meliputi struktur elektronik, elektronegativitas, jari jari atom komponen dan ikatan kimia.

7)Struktur mikro logam terdiri dari fase yang berbeda(larutan padat dan senyawa intermetalik) dan ketidaksempurnaan Kristal termasuk cacat titik(lubang dan interstisial), cacat garis(dislokasi), batas butir dan antarmuka struktur mikro suatu logam mempengaruhi sifat-sifatnya. Mikrostruktur dapat diubah melalui pemprosesan dengan aktivitas transformasi fasa.

8)Termodinamika mendefinisikan potensi reaksi atau transformasi sementara kinetika menentukan laju reaksi atau transformasi.

9)Suatu system dikatakan berada pada keadaan kesetimbangan termodinamika ketika berada pada kesetimbangan mekanis, termal dan kimia secara bersamaan. Kriteria ekuilibrium termodinamik adalah minimalisasi energy bebebas Gibss. Setiap transformasi spontan menurunkan energy bebas system.

10)Penurunan energy bebas yang menyertai transformasi adalah gaya penggerak termodinamika dari tranformasi. Penghalang energy, yang harus dipasang agar transformasi berlangsung adalah energy aktivasi transformasi.

11)Energy aktivasi ditentukan oleh distribusi energy Maxwell-Boltzmann, dan suhu melalui hokum Arrhenius. Laju transformasi kemudian secara eksponensial bergantung pada energy aktivasi.

12)Dalam reaksi atau transformasi yang terdiri dari beberapa langkah, laju reaksi keseluruhan dikontrol oleh langkah paling lambat, yang menunjukkan energy aktivasi tertinggi, langkah ini disebut langkah pembatasan kecepatan.

Chapter 3 Structural imperfections

SINOPSIS

1)Ketidaksempurnaan struktur memiliki pengaruh yang signifikan terhadap sifat fisik dan mekanik logam. Mereka dapat diklasifikasikan sebagai (a) cacat titik, seperti kekosongan dan pengantara, (b) ketidaksempurnaan linier, seperti dislokasi tepid an sekrup, (c) ketidaksempurnaan permukaan, seperti batas butir dan antarmuka dan (d) cacat tiga dimensi, seperti rongga dan inklusi.

2)Pada setiap suhu terdapat konsentrasi cacat titik tertentu pada kesetimbangan termodinamis dalam Kristal konsentrasi lowongan dan interstial meningkatkan secara eksponensial dengan suhu, mengikuti ketergantungan suhu tipe Arrhenius. Konsentrasi pengantara adalah beberapa kali lipat ketidakseimbangan structural lebih renda dari konsentrasi lowongan pada temperature yang sama.

3)Lowongan memainkan peran kunci dalam difusi atom, terutama difusi substitusi.

4)Deformasi plastis terjadi dengan dislokasi luncuran pada bidang slip tertentu(bidang tertutup rapat) dan arah selip(arah rapat), yang merupakan system selip logam.

5)System selip menjadi operasional dengan penerapan tegangan tertentu pada bidang slip, yang disebut tegangan geser teratasi kritis (CRSS), yang secara langsung berhubungan dengan kekuatan mekanik logam.

6)Luncurkan diskolasi tepi terjadi dalam arah sejajar dengan tegangan geser yang diterapkan sementara luncuran diskolasi sekrup berlangsung kearah tegak lurus dengan tegangan yang diterapkan. Dalam kedua kasus, luncuran menyebabkan deformasi plastic pada Kristal.

7)Pada setiap posisi saat luncuran, garis dislokasi merupakan batas anatar bagian Kristal yang tergelincir dan bagian yang tidak.

8)Tegangan yang diperlukan untuk dislokasi luncuran jauh lebih rendah daripada kekuatan Kristal ideal. Ini menjelaskan perbedaan antara kekuatan sebenarnya dan kekuatan ideal sebuah logam.

9)Arah dan besarnya slip, yang disebabkan oleh dislokasi, dinyatakan oleh vector Burgers b dari garis dislokasi. Vector Buergers ditentukan oleh sirkuit Burgers.

10)Vektor Burgers dari diskolasi edge tegak lurus dengan garis diskolasi. Jika ini berlaku untuk seluru garis diskolasi, maka ini adalah diskolasi tepi murni. Vector Burgers dari diskolasi ulir sejajar dengan gasris diskolasi. Jika ini berlaku untuk seluruh garis diskolasi, maka itu adalah diskolasi ulir murni.

11)Jika diskolasi bukan merupakan tepi murni atau bukan sekrup murni, ini adalah diskolasi campuran. Dalam hal ini garis diskolasi membentuk sudat acak dengan vector Burgers.

12)Diskolasi tidak dapat berakhir di dalam Kristal. Mereka dapat berakhir baik di atas permukaan Kristal pada batas butir atau pada dirinya sendiri, membentuk loop diskolasi. Ekspansi loop diskolasi dibawah aksi tegangan geser menyebabkan deformasi plastic Kristal.

13)Energy regang elastis dari diskolasi berhubungan dengan regangan yang disebabkan oleh perpindahan atom dari posisi ekuilibriumnya di sekitar inti vector Burgers. Garis diskolasi, energy regangan elastis sebanding dengan kuadrat.

14)Dalam beberapa kasus, disosiasi dislokasi sempurna menjadi diskolasi parsial lebih disukai secara energetic. Luncuran parial ini memiliki efek yang sama dengan luncuran diskolasi sempurna.

15)Disosiasi dislokasi sempurna pada Kristal FCC menjadi dislokasi parsial disertai dengan pembentukan sesar susun, yang ditandai dengan energy sesar susun(SFE). Terlepas dari kenyataan bahwa disosiasi menueurnkan energy regangan elastis Kristal, jika aturan Frank ditaati, disosiasi hanya akan terjadi jika energy total Kristal berkurang.

16)Pada logam FCC dengan SFE renda, slip terjadi akibat luncuran diskolasi parsial, diskolasi ulir penting untuk deformasi plastic logam,

17)Perubahan bidang slip oleh diskolasi ulir disebut slip silang. Slip silang memungkinkan diskolasi menlanjutkan luncurannya di Kristal dan menghasilkan deformasi plastis.

18)Perubahan bidang slip oleh diskolasi tepi disebut memanjat dan membutuhkan difusi kekosongan atau interstial di diskolasi.

19)Jogs dan ketegaran adalah langkah-langkah pada garis diskolasi. Jogs mentransfer satu segmen dari garis dislokasi ke bidang slip yang berbeda sementara belitan adalah langkah-langkah pada bidang slip yang sama dengan garis diskolasi lainnya.  Kink dan jogs pada diskolasi tepi tidak menghalangi luncuran diskolasi. Namun jogs pada diskulasi ulir, menghalangi luncurannya, karena pendakian diperlukan agar jogs dapat bergerak dengan diskolasi tersebut.

20)Tingkat regangan plastic akibat luncuran diskolasi sebanding dengan kepadatan diskolasi mobil dan kecepatan diskolasi rata-rata.

21)Medan tegangan disekitar diskolasi ulir adalah geser murni. Medan tegangan di sekitar diskolasi tepi melibatkan geser pada setiap bidang slip serta tegangan dan kompresi masing-masing di bawah dan diatas bidang slip.

22)Energy diskolasi sebanding dengan . Medan tegangan jarak jauh memungkinkan dislokasi untuk berinteraksi dengan cacat titik, atom terlarut, dan diskolasi lain pada jarak jauh hingga 100b, dari inti dislokasi.

23)Mengenai gaya yang bekerja pada dislokasi: gaya luncur bekerja tegak lurus terhadap garis dislokasi ketidaksempurnaan structural. Tegangan garis bertindak untuk mengurangi panjang diskolasi. Gaya tekuk bertindak untuk membengkokkan diskolasi antar rintangan. Tegangan yang dibutuhkan suatu diskolasi untuk melewati hambatan pada bidang slip, dengan kata lian hambatan terhadap luncuran diskolasi, berbanding terbalik dengan jarak antar hambatan.

24)Efek utama diskolasi berkaitan dengan deformasi plastis, penguatan dan transformasi fase. Dalam kasus terakhir, diskolasi meningkatkan nukleasi dan pertumbuhan fase baru, dengan menyediakan situs untuk nukleasi heterogen dan dengan melayani sebagai jalur difusuvitas tinggi untuk pertumbuhan diffusional fase baru.

25)Logam ini adalah permukaan bebas, batas butir, interfase batas dan kesalahan susun. Semua antarmuka diciriksn oleh energy antarmuka y.

26)Energy permukaan bebas sangat anisotropic. Bentuk kesetimbangan Kristal tunggal adalah yang meminimalkan energy permukaan total.

27)Batas butir memisahkan dua wilayah Kristal dengan struktur Kristal yang sama dengan orientasi kisi yang berbeda. Batas butir dibedakan dalam batas kemiringan dan puntiran serta batas sudut rendah dan sudut tinggi.

28)Batas antar fase memisahkan dua fase yang berbeda, yang mungkin memiliki struktur Kristal atau komposisi kimia yang berbeda. Bergantung pada apakah ada penuh, parsial atau tidak ada kebetulan dari dua sisi Kristal pada batas, batas interfasee dibedakan dalam batas koheren, semikohere, dan tidakkoheren.