Nama : Farhan Ramadhan
NPM : G1C019050
Tugas 3
1. Video penjelasan materi tentang mekanisme cacat
a. Deffects In crystals
e. Edge Dislocation ( Half Plane )
2. Terjemahan 2.11 Synopsis ( Bab 2 ) dan 3.5 Synopsis ( Bab 3 )
PHYSICAL METALLURGY
PRINCIPLES AND DESIGN
Bab 2 Structure of metals
2.11 Rangkuman
1. Logam adalah bahan kristal. Atom dalam struktur kristal menempati posisi di
pengaturan, yang dicirikan oleh periodisitas. Susunan atomnya adalah
berulang 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. Kristal terpenting
struktur logam adalah kubik berpusat basa (BCC), kubik berpusat wajah (FCC)
dan heksagonal padat (Profesi Kesehatan).
4. Struktur kristal mempengaruhi beberapa fenomena dalam metalurgi fisik seperti
sebagai potensi logam untuk membentuk paduan, deformasi plastis logam dan
difusi, yaitu pengangkutan atom melalui kisi.
5. Logam membentuk dua jenis larutan padat: larutan padat interstisial dan substitusi.
Ukuran situs interstisial menentukan kelarutan padat maksimum dalam
solusi solid interstisial. Pembentukan larutan padat substitusional dikendalikan
oleh aturan Hume-Rothery. Kebanyakan sistem paduan tidak memenuhi aturan ini
dan, oleh karena itu, larutan padat menunjukkan kelarutan padat yang terbatas.
6. Senyawa intermetalik terbentuk di sebagian besar sistem paduan. Senyawa ini adalah salah satunya
stoikiometri atau menunjukkan kisaran komposisi homogenitas. Faktor-faktor yang mengatur
pembentukan, komposisi dan struktur kristal senyawa intermetalik
termasuk 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 (kekosongan
dan interstisial), cacat garis (dislokasi), batas butir dan antarmuka.
Struktur mikro suatu logam mempengaruhi sifat-sifatnya. Mikrostruktur bisa
diubah melalui pemrosesan dengan aktivasi transformasi fase.
8. Termodinamika mendefinisikan potensi reaksi atau transformasi yang akan terjadi
tempat sementara kinetika mendefinisikan laju reaksi atau transformasi.
9. Suatu sistem dikatakan berada pada keadaan kesetimbangan termodinamika ketika berada pada mekanis,
kesetimbangan termal dan kimia secara bersamaan. Kriteria termodinamika
ekuilibrium adalah minimalisasi energi bebas Gibbs. Semua spontan
transformasi menurunkan energi bebas sistem.
10. Penurunan energi bebas yang menyertai transformasi disebut termodinamika
kekuatan pendorong transformasi. Penghalang energi, yang harus diatasi
agar transformasi berlangsung, adalah energi aktivasi
transformasi.
11. Energi aktivasi ditentukan oleh distribusi energi Maxwell-Boltzmann.
Laju transformasi kemudian secara eksponensial bergantung pada energi aktivasi
dan suhu melalui hukum Arrhenius.
12. Dalam suatu reaksi atau transformasi yang terdiri dari beberapa langkah, laju keseluruhan
reaksi dikendalikan oleh langkah paling lambat, yang menunjukkan aktivasi tertinggi
energi. Langkah ini disebut langkah pembatasan kecepatan.
Bab 3 Structural imperfections
3.5 Rangkuman
1. Ketidaksempurnaan struktural memiliki pengaruh yang signifikan terhadap fisik dan mekanik
sifat logam. Mereka dapat diklasifikasikan sebagai (a) cacat poin, seperti lowongan
dan pengantara, (b) ketidaksempurnaan linier, seperti dislokasi tepi dan sekrup,
(c) ketidaksempurnaan permukaan, seperti batas butir dan antarmuka dan (d) tiga dimensi
cacat, seperti rongga dan inklusi.
2. Pada setiap suhu terdapat konsentrasi titik cacat tertentu pada termodinamika
keseimbangan dalam kristal. Konsentrasi lowongan dan pengantara
meningkat secara eksponensial dengan suhu, mengikuti suhu tipe Arrhenius
ketergantungan. Konsentrasi pengantara beberapa kali lipat lebih rendah daripada konsentrasi lowongan pada suhu yang sama.
3. Lowongan memainkan peran kunci dalam difusi atom, terutama substitusional
difusi.
4. Deformasi plastis terjadi karena dislokasi luncuran pada bidang slip tertentu (kantong tertutup
pesawat) dan petunjuk arah slip (arah yang rapat), yang merupakan
sistem slip dari logam.
5. Sistem slip menjadi beroperasi dengan penerapan tegangan tertentu pada slip
bidang, disebut tegangan geser teratasi kritis (CRSS), yang terkait langsung dengan
kekuatan mekanik logam.
6. Peluncuran dislokasi tepi terjadi dalam arah sejajar dengan arah yang diterapkan
tegangan geser saat luncuran dislokasi ulir berlangsung dalam arah tegak lurus
untuk stres yang diterapkan. Dalam kedua kasus, luncuran menyebabkan deformasi plastis
dari kristal.
7. Pada setiap posisi selama luncuran, garis dislokasi adalah batas antara
bagian kristal yang tergelincir dan bagian yang tidak.
8. Tegangan yang dibutuhkan untuk dislokasi luncuran jauh lebih rendah daripada kristal ideal
kekuatan. Ini menjelaskan perbedaan antara kekuatan aktual dan ideal
sebuah logam.
9. Arah dan besarnya slip, yang disebabkan oleh dislokasi, dinyatakan dengan
Vektor burger~bdari garis dislokasi. Vektor Burgers ditentukan oleh
Sirkuit burger.
10. Vektor Burgers dari suatu dislokasi tepi tegak lurus dengan garis dislokasi.
Jika ini berlaku untuk seluruh garis dislokasi, maka ini adalah dislokasi tepi murni.
Vektor Burgers dari dislokasi ulir sejajar dengan garis dislokasi.
Jika ini berlaku untuk seluruh garis dislokasi, maka itu adalah dislokasi ulir murni.
11. Jika dislokasi bukan merupakan tepi murni atau bukan sekrup murni, ini adalah dislokasi campuran.
Dalam hal ini garis dislokasi membentuk sudut acak dengan Burgers
vektor.
12. Dislokasi tidak dapat berhenti di dalam kristal. Mereka dapat mengakhiri baik di
permukaan kristal, pada batas butir atau pada dirinya sendiri, membentuk loop dislokasi.
Ekspansi loop dislokasi di bawah aksi tegangan geser menyebabkan plastis
deformasi kristal.
13. Energi regangan elastis dari dislokasi berhubungan dengan regangan yang disebabkan oleh perpindahan atom dari posisi kesetimbangannya di sekitar inti
garis dislokasi. Energi regangan elastis sebanding dengan kuadrat dari
Vektor burger.
14. Dalam beberapa kasus, disosiasi dari dislokasi sempurna menjadi dislokasi parsial
disukai secara energik. Luncuran parsial ini memiliki efek yang sama seperti luncuran
dari dislokasi sempurna.
15. Disosiasi dislokasi sempurna pada kristal FCC menjadi dislokasi parsial
disertai dengan terbentuknya sesar susun yang ditandai dengan adanya susun
energi kesalahan (SFE). Terlepas dari kenyataan bahwa disosiasi menurunkan elastisitas
energi regangan kristal, jika aturan Frank ditaati, akan terjadi disosiasi
tempatkan hanya jika itu mengurangi energi total kristal.
16. Pada logam FCC dengan SFE rendah, slip terjadi karena luncuran dislokasi parsial,
sedangkan pada logam FCC dengan SFE tinggi, slip terjadi karena luncuran dislokasi sempurna.
17. Perubahan bidang slip dengan dislokasi ulir disebut slip silang. Slip silang
dislokasi sekrup penting untuk deformasi plastik logam, karena itu
memungkinkan dislokasi untuk melanjutkan luncurannya di kristal dan menghasilkan plastik
deformasi.
18. Perubahan bidang slip oleh dislokasi tepi disebut memanjat dan membutuhkan
difusi lowongan atau interstisial ke dislokasi.
19. Jogs dan ketegaran adalah langkah-langkah pada garis dislokasi. Jogs mentransfer segmen dislokasi
baris ke bidang slip yang berbeda sementara belitan adalah langkah pada bidang slip yang sama
dengan sisa garis dislokasi. Kinks dan joging pada dislokasi tepi tidak
menghalangi luncuran dislokasi tersebut. Namun berlari pada dislokasi sekrup, halangi
luncurannya, karena pendakian diperlukan agar joging dapat bergerak dengan dislokasi.
20. Laju regangan plastis akibat dislokasi luncuran sebanding dengan ponsel
kepadatan dislokasi dan kecepatan dislokasi rata-rata.
21. Medan tegangan di sekitar dislokasi ulir adalah geser murni. Medan stres di sekitar
dislokasi tepi melibatkan geser pada bidang slip serta tegangan dan kompresi
di bawah dan di atas bidang slip.
22. Energi dislokasi sebanding dengan b2. Medan stres jarak jauh memungkinkan
dislokasi untuk berinteraksi dengan cacat titik, atom terlarut dan dislokasi lainnya
pada jarak jauh, hingga 100b, dari inti dislokasi.
23. Mengenai gaya yang bekerja pada dislokasi: gaya luncur bekerja tegak lurus dengan garis dislokasi. Tegangan garis berfungsi untuk mengurangi panjang dislokasi. Pembengkokan
gaya bertindak untuk membengkokkan dislokasi antara rintangan. Stres dibutuhkan dalam
perintah dislokasi untuk melewati rintangan pada bidang slip, dengan kata lain the
hambatan hambatan terhadap dislokasi luncuran, berbanding terbalik dengan jarak
di antara rintangan.
24. Efek utama dislokasi terkait dengan deformasi plastis, penguatan
dan transformasi fase. Dalam kasus terakhir, dislokasi meningkatkan nukleasi
dan pertumbuhan fase baru, dengan menyediakan situs untuk nukleasi heterogen
dan dengan melayani sebagai jalur difusivitas tinggi untuk pertumbuhan difusional
fase baru.
25. Antarmuka utama dalam logam adalah permukaan bebas, batas butir, interfase
batas dan kesalahan susun. Semua antarmuka dicirikan oleh antarmuka
energig .
26. Energi permukaan permukaan bebas sangat anisotropik. Bentuk kesetimbangan
kristal tunggal adalah salah satu yang meminimalkan energi permukaan total.
27. Batas butir memisahkan dua wilayah kristal dengan struktur kristal yang sama
tetapi dengan orientasi kisi yang berbeda. Batas butir dibedakan dalam
batas kemiringan dan puntiran serta batas sudut rendah dan sudut tinggi.
28. Batas interfase memisahkan dua fase berbeda, yang mungkin berbeda
struktur kristal atau komposisi kimia. Tergantung apakah ada yang penuh,
sebagian atau tidak ada kebetulan dari dua kisi kristal di perbatasan, interfase batas-batas dibedakan dalam batas-batas yang koheren, semikoheren, dan tidak koheren.
