Deformasi Elastis Dan Plastis, Pengertian Jenis Contoh Gaya Pembentukan

Pengertian Deformasi Pada Logam. Prinsip dasar pembentukan logam, metal forming adalah melakukan perubahan bentuk pada benda kerja dengan cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastik. Dengan gaya luar ini akan terjadi perubahan bentuk benda kerja secara permanen.

Pembentukan umumnya bertujuan untuk mendapatkan suatu produk logam sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Selain itu pembentukan memungkinkan diperoleh sifat-sifat mekanik tertentu sesuai dengan yang dibutuhkan atau yang dipersyaratkan.

Pembentukan logam selalu  mengunakan perkakas yang berfungsi sebagai pemberi gaya luar dan pengarah bentuk yang diinginkan. Perubahan bentuk pada bahan/logam dapat dibedakan menjadi dua yaitu deformasi elastis dan deformasi plastis.

Deformasi Elastis

Deformasi elastis adalah deformasi atau perubahan bentuk yang terjadi pada suatu benda saat gaya atau beban itu bekerja, dan perubahan bentuk akan hilang ketika gaya atau bebannya ditiadakan. Artinya, bila beban ditiadakan, maka benda akan kembali ke bentuk dan ukuran semula.


Deformasi Plastis

Deformasi plastik adalah deformasi atau perubahan bentuk yang terjadi pada benda secara permanen, walaupun beban yang berkerja ditiadakan.

Deformasi Total

Bila suatu benda kerja dikenai beban sampai pada daerah plastis, maka perubahan bentuk yang terjadi adalah gabungan antara deformasi elastis dan deformasi plastis. Penjumlahan dari kedua deformasi ini merupakan deformasi total.

Bila beban yang bekerja ditiadakan, maka deformasi elastis akan hilang juga, sehingga yang tertinggal adalah deformasi plastis. Jadi deformasi plastis merupakan deformasi yang tertinggal setelah gaya bekerja dilepas, atau setelah benda kerja manjadi produk baru. Sederhananya, produk akhir dari sebuah proses deformasi merupakan produk yang memiliki deformasi plastis.

Deformasi Secara Atomik

Secara atomik, perubahan bentuk, baik deformasi elastis maupun deformasi plastis, terjadi dengan adanya pegeseran kedudukan atom-atom dari tempatnya yang semula.

Pada deformasi elastis, adanya gaya luar akan menggeser atom-atom ke tempat kedudukkan atom yang baru, dan atom-atom tersebut akan menempati kedudukan atom semula bila tegangan dihilangkan. Pada deformasi ini pergeseran kedudukan atom-atom relatif kecil, sehingga deformasi elastis yang terjadi juga relatif kecil.

Pada deformasi plastis, atom-atom yang bergeser akan menempati kedudukan atom baru yang stabil. Ini berati atom-atom tersebut akan tetap berada pada kedudukan yang baru walaupun gaya dihilangkan. Secara atomic perubahan bentuk yang terjadi adalah permanen.

Deformasi Secara Atomik
Deformasi Secara Atomik

Gambar 3.  Deformasi Secara Atomik[/caption]

Tegangan Alir Flow Stress

Dalam proses pembentukan, terhadap benda kerja harus diberikan tegangan sehingga terjadi deformasi plastis. Tahanan atau perlawanan bahan terhadap deformasi plastis disebut tegangan alir (flow stress).

Dengan perkataan lain, tegangan alir adalah sifat menyatakan ketahanan bahan terhadap perubahan bentuk. Pada diagram tegangan regangan teknis flow stress ditunjukkan oleh kurva sepanjang titik YS hingga titik F.

Untuk terjadinya perubahan bentuk, tegangan yang diberikan pada benda kerja harus mencapai  tegangan  alir bahan yang  diproses.  Pada diagram tegangan — regangan, tegangan alir dinyatakan oleh kurva sepanjang daerah plastis, yaitu kurva diatas batas luluh (Yield point).

Diagram Kurva Tegangan Regangan Elastis Plastis

Gambar Secara skamatika, perbedaan deformasi elastis dan deformasi plastis yang ditunjukkan dalam suatu diagram tegangan-regangan dari hasil uji tarik, dapat dilihat pada gambar di bawah.

Diagram Kurva Tegangan Regangan Elastis Plastis
Diagram Kurva Tegangan Regangan Elastis Plastis

Gambar di atas menunjukkan tipikal diagram tegangan — regangan teknik yang diperroleh dari pengujian tarik bahan.

Tegangan adalah besarnya gaya yang bekerja per satuan luas penampang bahan semula, sedang regangan adalah pertarnbahan panjang bahan akibat bekerjanya tegangan per satuan panjang bahan semula.

Rumus Tegangan

S = F/Ao

S = tegangan tark

F = gaya tarik

Ao = luas penampang bahan semula

Rumus Regangan

e = (L — Lo)/L

e = regangan

L = panjang bahan setelah ditarik

Lo = panjang bahan semula

Batas Proporsional (Proportional Limit) adalah tegangan maksimum dimana regangan masih sebanding dengan tegangannya, yaitu titik P pada Gambar.

Batas Elastis (Elastic Limit) adalah tegangan maksimum dimana tidak terjadi regangan permanen ketika tegangan tersebut ditiadakan dinyatakan dengan titik E pada gambar. Pada kebanyakan bahan struktur, batas elastis secara numerik hampir sama dengan batas proporsional.

Batas Luluh (Yield Point) adalah tegangan awal pada bahan yang mengakibatkan terjadinya peningkatan regangan tanpa adanya peningkatan tegangan. Fenomena ini terjadi pada bahan yang ulet. Jika terjadj penurunan tegangan ketika batas luluh telah terlewati, maka akan dapat ditentukan batas luluh atas dan batas luluh bawah.

Tegangan Luluh (Yield Strength) adalah tegangan diatas manabahan akan mengalami sedikit peregangan jika tegangan ditiadakan. Untuk menentukannya, digunakan cars “off set” yaitu pengukuran tegangan pada nilai regangan terteiitu, misal pada 0,2 %.

Kuat Tarik (Tensile Strength) adalah tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh bahan, jika sedikit dilewati bahan akan patah. Pada Gambar diumjukkan oleh titik TS, yang merupakan batas terjadinya peregangan atau perpanjangan yang merata uniform elongation). Kurva TS-F menurun, karena terjadinya necking (pengecilan penampang bahan sebelum bahan mengalami patah).

Modulus Elastisitas adalah ukuran kekakuan (rigidity) suatu bahan, yaitu perbandingan antara tegangan dalam batas proporsional terhadap regangannya.

E = S/ e

dimana ,

E = modulus elastisitas

S = tegangan dibawah batas proporsional

e = regangan

Modulus Lenting (Modulus of Resilience) adalah parameter yang menunjukkan besar energi spesifik yang dapat disimpan dalam bahan secara elastis. Energy spesifik tersebut sama dengan luas daerah dibawah kurva tegangan — regangan sampai pada batas luluhnya.

Er = (Sy)2/2E

Dimana,

Er = modulus lenting

Sy= batas luluh

Rasio Poisson adalah perbandingan absolut regangan lateral terhadap regangan longitudinal.

Pada pembebanan satu sumbu (uniaxial), deformasi plastis terjadi bila tegangan yang bekerja melalui batas luluhnya. Pada proses pembentukan logam kondisi tegangannya tidak hanya satu sumbu, tetapi lebih kompleks lagi.

Tegangan yang bekerja dapat berupa tegangan tarik, tekan dan tegangan geser. Kriteria luluh yang dapat digunakan untuk meramalkan awal terjadinya deformasi plastis adalah kriteria luluh Tresca dart Von Mises.

Kriteria Luluh Tresca   Bahan akan berdeformasi plastis bila tegangan geser maksimum yang bekerja mencapa harga kritisnya.

Kriteria Luluh Von Mises Bahan akan terdeformasi plastis  bila energi distorsi maksimum akibat pembebanan mencapai harga kritisnya.

Klasifikasi Gaya Pembentukan

Ditinjau dari tegangan yang bekerja pada daerah deformasi, proses pembentukan logam dapat dikelompokkan sebagai berikut

♦ Pembentukan dengan tekanan, pada daerah deformasi bekerja tegangan-tegangan tekan. Misalnya: pencanaian (rolling), tempa (forging), ekstrusi (extruding) dan pukul putar (swaging)

♦ Pembentukan dengan tekanan dan tarikan, tegangan yang bekerja pada daerah deformasi adalah tegangan tekan dan tank. Tegangan tarik yang diberikan pada benda kerja menimbulkan reaksi berupa tegangan tekan dari perkakas terhadap benda kerja.

Contoh penarikan kawat (drawing), penarikan pipa (tube drawing), penarikan daIarn (deep drawing), penipisan dinding (ironing), spinning

♦ Pembentukan dengan tarikan. Contoh: tarik regang (stretching), ekspansi (expanding)

♦ Pembentukan dengan tekukan, misal proses tekuk (bending)

♦ Pembentukan dengan geseran. Perubahan bentuk disebabkan geseran, baik oleh tegangan geser maupun momen puntir. Contoh: proses shearing

Deformasi Elastis Dan Plastis, Pengertian Jenis Contoh Gaya Pembentukan

Pengertian Deformasi Pada Logam . Prinsip dasar pembentukan logam , metal forming  adalah melakukan perubahan bentuk pada benda kerja dengan cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastik. Dengan gaya luar ini akan terjadi perubahan be...

Pengaruh Deformasi Plastis Terhadap Struktur Mikro Baja

Selain terjadi perubahan pada sifat mekanik, besarnya deformasi yang diterapkan pada bahan baja juga berpengaruh terhadap perubahan struktur mikro. Perubahan yang terjadi tampak jelas melalui pengamatan secara mikroskopik. Besarnya deformasi yang telah...

Pengertian, Penentuan, Pengerasan Regangan, Strain Hardening

Pengertian Strain Hardening , Pengerasan Regangan.  Proses pembentukan logam, metal forming pada temperatur rendah, dibawah temperatur rekristalisasi biasa disebut pengerjaan dingin (cold working ). Pada pengerjaan dingin, proses deformasi akan mengakibatkan ...

Koefisien Pengerasan Regang, Strain Hardening Coefficient

Pengukuran  Koefisien Pengerasan Regang, n, Strain Hardening Coefficient.  Efek penguatan yang disebut sebagai efek pengerasan regang dapat direpresentasikan dengan karakteristik bahan dari hasil uji tarik uniaksial. Pada daerah deformasi plastik, h...

Produk Hasil Hot Rolling, Cold Rolling, Cold Rolled Forming.

Pengertian Produk Hasil Rolling Beberapa contoh produk yang diproduksi dengan menggunakan teknologi rolling dapat dilihat pada gambar di bawah. Contoh Produk Pengerjaan Dingin, Cold Rolling. Produk dari cold rolling, canai dingin biasanya merupakan...

Proses Ekstrusi Bahan Logam, Extrusion

Pengertian Proses Ekstrusi.  Proses ekstrusi merupakan proses pembentukan logam yang bertujuan untuk mereduksi atau mengecilkan penampang dengan cara menekan bahan logam melalui rongga cetakan. Pembentukan logam metoda ini menggunakan gaya tekan yang ...

Proses Penarikan Dalam, Deep Drawing

Pengertian  Deep Drawing .  Deep drawing merupakan proses pengerjaan logam yang digunakan untuk membentuk lembaran/plat menjadi bentuk seperti mangkuk, panel mobil, panci dan lain-lain. Pembentukannya dengan melakukan penekanan terhadap bagian tengah d...

Contoh Produk Yang Menggunakan Proses Deep Drawing, Penarikan Dalam

Deep drawing  atau dalam bahasa Indonesia disebut penarikan dalam adalah proses pengerjaan logam yang digunakan untuk membetuk lembaran/plat menjadi produk seperti mangkuk, cangkir mug, panel mobil, filter oli kendaraan, panci dan lain-lain. Proses ...

Sifat Mampu Bentuk Bahan Logam, Deep Drawability

Deep Drawability Baja Lembaran,  Limtting Drawing Ratio, LDR.  Sifat material yang cukup berpengaruh terhadap proses pembentukan deep drawing adalah nilai rm , yaitu koefisien anisotropy normal. Sedangkan besaran yang menjadi ukuran deep drawability ...

Variabel-Parameter Yang Mempengaruhi Proses Deep Drawing

Pengaruh Blank Holder. Pemegang bakalan (blank holder ) dipakai untuk memberikan gaya tekan pada bagian flens (flange ), dengan tujuan untuk menghindari terjadinya buckling atau cacat keriput (wringkles ). Besar gaya tekan dari pemegang bakalan harus...

Daftar Pustaka:

  1. Dieter, G. E., 1986, ” Mechanical Matallurgy”, 3rd edition, McGraw-Hill, Inc.
  2. Betzalel Avitzur, 1983, “Handbook of Metal-Forming Process”, John Wiley & Sons Inc., New York.
  3. Thomas Maxwell, 2001, “Maintenance, Design, Measuring And Pressure Lubrication Of The Wire Drawing Die”,Wire Journal International, Vol. 34, Number 5. May.
  4. Lange, K. 1985, “Handbook of Metal Forming”, MC Graw-Hill, New Jersey
  5. Hosford, W. F., 1993, “Metal Forming, Mechanics & Metallurgy”, Second edition, Printice-Hill, Inc., New Jersey.
  6. Backofen, W. A., 1972, “Deformation Processing”, Addison-Willey Publishing Company, Massachusett.
  7. Dieter, G.E., 1988,”Workability Testing Techniques”, ASM, Metal Park, Ohio.
  8. Hobbs,R.M., 1974,”BPH Technical Bulletin”, Broken-Hill Proprietary Co., Ltd., Vol. 18.N0.2.
  9. Hutchinson, W.B., 1984, “International Metal Riviews”, vol 29, No. 1.
  10. Cara menentukan Deformasi elastis Deformasi permanen dan Gambar diagram tegangan-regangan hasil uji tarik. Menentukan Deformasi Elastis dan Plastis Pada Hasil Uji Tarik dengan Pengertian Contoh Cara menentukan Deformasi Plastis. Pengertian contoh Deformasi Elastis dan Pengertian Deformasi Logam. perbedaan deformasi elastis dan deformasi plastis pada diagram uji tarik dengan Prinsip dasar pembentukan logam dan Tujuan metal forming adalah.
Deformasi Elastis Dan Plastis Pada Kurva Tegangan Regangan Hasil Uji Tarik
Deformasi Elastis Dan Plastis Pada Kurva Tegangan Regangan Hasil Uji Tarik