Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Proses manufaktur

Memahami Kerapuhan bahan

Ketika di bawah tekanan, suatu bahan dikatakan rapuh jika retak dengan sedikit deformasi elastis dan sedikit atau tanpa deformasi plastis. Bahkan bahan dengan kekuatan tinggi yang rapuh cenderung menyerap energi yang relatif sedikit sebelum putus. Suara gertakan yang keras sering terdengar saat ada yang rusak.

Ini biasanya digunakan untuk bahan yang gagal ketika ada sedikit atau tidak ada deformasi plastis sebelum kegagalan ketika digunakan dalam penelitian bahan. Potongan yang retak harus menyatu dengan sempurna karena tidak ada deformasi plastis, yang merupakan salah satu cara untuk memverifikasi ini.

Dalam artikel ini, Anda akan mendapatkan pertanyaan-pertanyaan berikut yang akan dibahas:

Apa itu kerapuhan?

Istilah "kerapuhan" mengacu pada kecenderungan material untuk patah di bawah tekanan tetapi hanya sedikit berubah bentuk sebelum melakukannya. Kuat tekan yang tinggi dan kuat tarik yang rendah merupakan karakteristik dari bahan yang getas, seperti deformasi yang kecil, ketahanan yang buruk terhadap benturan dan getaran beban, dan kuat tekan yang tinggi. Mayoritas bahan anorganik non-logam bersifat rapuh.

Ketika di bawah tekanan, suatu bahan dikatakan rapuh jika retak dengan sedikit deformasi elastis dan sedikit atau tanpa deformasi plastis. Bahkan bahan dengan kekuatan tinggi yang rapuh cenderung menyerap energi yang relatif sedikit sebelum putus. Suara gertakan yang keras sering terdengar saat ada yang rusak.

Ini biasanya digunakan untuk bahan yang gagal ketika ada sedikit atau tidak ada deformasi plastis sebelum kegagalan ketika digunakan dalam penelitian bahan. Potongan yang retak harus menyatu dengan sempurna karena tidak ada deformasi plastis, yang merupakan salah satu cara untuk memverifikasi ini.

Di bawah suhu ambang batas yang dikenal sebagai suhu transisi gelas (Tg) atau suhu transisi ulet ke getas (DBTT), logam dan polimer menjadi rapuh. Terutama ketika kekuatan mengerahkan diri pada tubuh, perubahan cepat ini adalah bencana. Diamati bahwa pertumbuhan rekahan adalah ortogonal terhadap gaya yang diterapkan yang melewati butiran molekul atau batas butir.

Dalam hal ini, suhu mempengaruhi struktur molekul material dengan cara yang mencegahnya mempertahankan fleksibilitasnya, yang mengakibatkan kegagalan material. Secara umum, semua material pada akhirnya akan gagal ketika batasnya terlampaui, namun, kerapuhan mengacu pada kecenderungan material untuk gagal sebelum berubah bentuk atau ukurannya.

Kegagalan material getas terjadi dalam dua keadaan:tegangan yang bekerja pada permukaan material dan suhu sekitar di bawah titik leleh material.

Kerapuhan pada bahan yang berbeda

Berikut ini adalah bahan dengan tingkat kerapuhannya:

Polimer

Sifat mekanik polimer rentan terhadap fluktuasi suhu mendekati suhu kamar. Misalnya, poli (metil metakrilat) sangat rapuh pada 4 °C tetapi menjadi lebih ulet saat suhu naik.

Polimer amorf adalah polimer yang merespon secara berbeda terhadap perubahan suhu. Pada suhu rendah, mereka mungkin berperilaku seperti kaca (zona kaca), pada suhu menengah, mereka mungkin berperilaku seperti padatan karet (daerah transisi kasar atau kaca), dan pada suhu yang lebih tinggi, mereka mungkin berperilaku seperti cairan kental (karet aliran dan wilayah aliran kental).

Perilaku viskoelastik adalah nama yang diberikan untuk tindakan ini. Polimer amorf akan menjadi keras dan rapuh di zona kaca. Polimer akan menjadi kurang rapuh saat suhu naik.

Logam

Karena sistem slip mereka, beberapa logam menunjukkan kualitas rapuh. Logam kurang rapuh semakin banyak sistem slip yang dimilikinya karena beberapa dari sistem slip ini dapat mengalami deformasi plastis. Di sisi lain, logam akan lebih rapuh dengan sistem slip yang lebih sedikit karena deformasi plastis yang mungkin terjadi lebih sedikit. Misalnya, logam HCP (hexagonal close-packed) seringkali rapuh dan memiliki sedikit sistem slip aktif.

Keramik

Karena sulitnya gerakan dislokasi atau slip, keramik biasanya rapuh. Keramik kristal memiliki sistem slip dalam jumlah terbatas, yang membuat deformasi menjadi sulit dan meningkatkan kerapuhan keramik.

Ikatan ionik biasanya hadir dalam bahan keramik. Slip lebih terbatas sebagai akibat dari muatan listrik ion dan daya tariknya ke ion lain dengan muatan yang sama.

Bagaimana bahan berubah menjadi getas?

Melalui ketangguhan, bahan dapat dibuat lebih rapuh atau kurang rapuh. Suatu material biasanya memiliki dua pilihan ketika mencapai batas kekuatannya:deformasi atau patah. Dengan mencegah mekanisme deformasi plastis, logam yang lentur secara alami dapat dibuat lebih kuat, tetapi jika hal ini dilakukan secara ekstrim, kemungkinan besar akan terjadi patah dan material menjadi rapuh. Oleh karena itu, meningkatkan ketangguhan material membutuhkan keseimbangan yang cermat.

Kaca dan bahan rapuh alami lainnya dapat dikeraskan secara efisien. Sebagian besar metode ini menggunakan salah satu dari dua mekanisme:baik untuk membelokkan atau menyerap ujung patahan saat menyebar atau untuk menghasilkan tegangan sisa yang diatur dengan tepat yang akan mendorong retakan dari sumber tertentu yang diketahui untuk menutup.

Kaca laminasi, yang terdiri dari dua lembar kaca yang dipisahkan oleh interlayer polivinil butiral, menggunakan prinsip pertama. Sebagai polimer viskoelastik, polivinil butiral menyerap retakan yang mengembang. Kaca yang dikeraskan dan beton prategang keduanya menggunakan teknik kedua.

Prince Rupert's Drop menawarkan ilustrasi ketangguhan kaca. Polystyrene berdampak tinggi, juga dikenal sebagai HIPS, adalah ilustrasi yang baik tentang bagaimana polimer rapuh dapat dibuat lebih keras dengan memasukkan partikel logam untuk menyebabkan craze ketika sampel ditekan. Silikon karbida dan zirkonia yang dikeraskan transformasi adalah keramik struktural yang paling tidak rapuh.

Bahan komposit, di mana serat kaca rapuh, misalnya, digabungkan dalam resin poliester seperti matriks yang ulet, menggunakan filosofi yang berbeda. Pada antarmuka kaca-matriks, retakan muncul di bawah tekanan, tetapi ada begitu banyak sehingga banyak energi yang diserap, membuat material lebih tahan lama. Komposit matriks logam dibuat menggunakan ide dasar yang sama.

Apa pengaruh tekanan terhadap kerapuhan?

Secara umum, tekanan dapat digunakan untuk menaikkan kekuatan getas suatu bahan. Hal ini terjadi, misalnya, di zona transisi getas-ulet pada kedalaman sekitar 10 kilometer (6,2 mil) di kerak bumi, di mana batuan lebih cenderung membengkok secara daktail dan kurang rentan terhadap patah.

FAQ

Apa yang dimaksud dengan kerapuhan dan contohnya?

Setelah mengalami regangan melampaui batas elastisnya, bahan getas hampir dengan cepat mulai gagal menuju patah atau pecah karena memiliki zona plastis yang kecil. Bahan rapuh mencakup hal-hal seperti tulang, besi tuang, porselen, dan beton.

Apa yang dimaksud dengan keuletan dan kerapuhan?

Sementara kerapuhan mengacu pada kecenderungan material untuk patah atau pecah daripada menekuk secara plastis di bawah tekanan tarik, keuletan mengacu pada kapasitas material padat untuk melakukannya.

Apa saja jenis kerapuhannya?

Fraktur transgranular dan intergranular adalah dua bentuk utama dari fraktur getas.

Apakah Kerapuhan merupakan sifat logam?

Keramik, kaca, dan logam dingin sering menjadi bahan utama yang rapuh. Kerapuhan logam membantu dalam mengidentifikasi ambang suhu pendinginan di mana bahan ulet menjadi rapuh.

Apa itu bahan rapuh?

Kaca, keramik, grafit, dan beberapa paduan dengan plastisitas sangat rendah adalah contoh bahan rapuh. Pada material ini, retakan dapat dimulai tanpa deformasi plastis dan dengan cepat berkembang menjadi kerusakan getas.

Ringkasan

Kerapuhan adalah properti penting yang harus dipertimbangkan ketika memilih bahan untuk sebuah proyek. Ini mengacu pada kecenderungan material untuk patah di bawah tekanan tetapi hanya sedikit berubah bentuk sebelum melakukannya. Kuat tekan yang tinggi dan kuat tarik yang rendah merupakan karakteristik dari bahan getas, seperti halnya deformasi yang kecil, ketahanan yang buruk terhadap benturan dan getaran beban, dan kuat tekan yang tinggi.

Itu saja untuk artikel ini, di mana jawaban atas pertanyaan-pertanyaan berikut disediakan:

Saya harap Anda belajar banyak dari membaca, jika demikian, silakan berbagi dengan orang lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa!


Proses manufaktur

  1. Memahami Otomasi Pers
  2. Pengertian besi tempa
  3. Memahami pengecoran sentrifugal
  4. Memahami die casting
  5. Memahami casting investasi
  6. Memahami pengelasan stud
  7. Memahami Kaliper Vernier
  8. Pengertian mesin bubut
  9. Memahami Kekerasan, kekuatan, dan ketangguhan material
  10. Pengertian pompa sentrifugal