Assignment Failure Analysis and Fracture Mechanic

1.      How do flaws in a material initiate failure ?

           

            Pada material yang sudah terpicu terinisiasi untuk fracture akan terdapat flaws, flaws merupakan tempat terjadinya stress concentration pada bagian yang akan mengalami fracture.

Setelah terjadi crack concentration akan terjadi crack initiation dan akan memulai munculnya crack propagation. Hasil akhir dari crack propagation akan mendapatkan final fracture yang menjadikan material tersebut failure.

2.      How is fracture resistance quantified, how do different material classes compare ?

  fracture toghness is a property that is a maeasure of a materials resistance for brittle fracture when cracks are present. This property can be defined by parameter K_c that relates the critical stress for crack propagation and geometry of the crack.

K_c = Fracture Toghness

Y = Dimensionless parameter (depens on specimen sizes and geometries)

σ_c  = critical stress

a  = crack length

material classes compare

                    

3.       How do we estimate the stress to fracture ? 

if σ_m  > σ_c akan terjadi stress pada fracture.

4.       How do loading rate , loading history and temperature affect the temperature stress ?

·         pada loading rate , semakin meningkat kecepatan pembebanan, kekuatan tarik akan semakin meningkat, hal ini beerhubungan dengan pergerkan dislokasi yang terjadi saat loading rate di tingkatkan.

·         Loading history

pada cyclic load , failure stress akan semakin berkurang dengan perubahan stress yang semakin meingkat

pada uncyclic load, failure stress akan tergantung pada bentuk dann ukuran flaws .

·         Pada hubungannya dengan temperature , semakin tinggi fracture toughness dan semakin meningkatnya temperature akan menyebabkan failure stress lebih kecil kemungkinan nya untuk terjadi

Referensi 
 

    Callister, William D. 2007. Materials Science and Engineering An Introduction Seventh Edition. The McGraw-Hill Companies : New York, NY

Metallurgy and Materials Engineering (Materials Concentration)

Perkenalkan nama saya Fuad Hakim. Saya adalah mahasiswa Fast Track dari jurusan Teknik Metalurgi dan Material Universitas Indonesia. Program peminatan yang saya ambil pada jenjang S2 / Magister ini adalah bidang Material. Saya memilih material karena berkaitan langsung dengan tugas akhir S1 (skripsi) yang sedang saya jalani yaitu bidang biomaterial degradable  yang akan diaplikasikan pada coronary stent.

Teknik Metalurgi dan Material merupakan suatu disiplin ilmu yang mempelajari mengenai proses produksi, karakterisasi, pemilihan dan disain material teknik (engineering materials). Secara fungsional, peran seorang magister teknik antara lain mendisain material baru/modifikasi, mengembangan     proses    manufaktur    baru/modifikasi,    seleksi    material,    karakterisasi struktur dan sifat material dan menganalisis bila terjadi kegagalan dalam penggunaannya. Pendidikan magister program studi Teknik Metalurgi dan Material bertujuan untuk menghasilkan Magister Teknik (MT) yang memiliki kemampuan dalam menentukan dan merekayasa, memproses pembuatan dan mengendalikan sifat – sifat material logam maupun non logam. Selain itu lulusan Program Studi Teknik Metalurgi dan Material FTUI juga dituntut dapat melakukan analisis kegagalan material akibat penggunaanya.

Pada tahun ajaran 2011/2012 semester gasal ini, saya mengambil 4 mata kuliah magister. Mata kuliah beserta penjelasannya adalah sebagai berikut:

1. Material Teknik

Teori dasar material mencakup teori atom, ikatan atom, bonding system, struktur kristal, struktur dan sifat material, serleksi material     besi,     klasifikasi     penandaan     dan    spesifikasi     baja,     baja    paduan     rendah,     heat    treatable cabon steel dan low alloy steel, seleksi tool steel, seleksi stainless steel, besi

tuang, seleksi material non ferrous, (Al, Ti, Mg dan Ni serta paduanya), shape memory alloy (material cerdas), material in organik: keramik dan glass, mechanical behaviour of ceramic, material polimer, seleksi plastik, polimerisasi dan material komposit.

2. Kinetika dan Transformasi Fasa

Pengantar termodinamik, Efek Thomson, difusi, antar-muka dan energi/tegangan permukaan, kinetika pertumbuhan butir, pergerakan batas butir, nukleasi homogen dan heterogen, pertumbuhan kontinyu dan

lateral, pembekuan paduan, pembekuan kesetimbangan, pembekuan non equilibrium, pembekuan cellular dan dendritik, constitutional super-cooling, pembekuan eutektik, struktur eutektik, pertumbuhan eutektik, pembentukan rod dan lamellar, efek pengotor, antar-muka antar-fasa, koheren, semi-koheren dan non-koheren, migrasi antar-muka, pertumbuhan endapan, kinetik transformasi, rekristalisasi, pengkasaran

butir , pertumbuhan butir, age hardening, presipitasi ferrit dan austenite, reaksi pearlite, transformasi bainite, transformasi martensite, transformasi spinodal, tempering martensite, studi kasus.

3. Karakterisasi Material + Lab

Pendahuluan, prosedur dan standar pengujian, prinsip dan metoda analisis lanjut untuk komposisi kimia material teknik (AAS, OES, EDS,    XPS),    identifikasi    struktur    kristal    (difraksi sinar    X),    metalografi    lanjut    (SEM,EPMA,TEM), serta analisis termal (DTA, TGA, DSC dan TMA).

4. Mekanika Material

Pengantar mekanika material, jenis-jenis kegagalan material, rekayasa dan seleksi material, deformasi elastis dan teori kekuatan, deformasi in-elastis, proses logam dan paduannya, komposit, keramik dan gelas, polimer, konsep tegangan dan regangan, model reologi, deformasi plastis, deformasi creep, material anisotropik, teori uji mekanik material, sifat tegangan-regangan, kecenderungan perilaku tarik, interpretasi

tegangan-regangan sesungguhnya, uji kompresi, kekerasan, impak, uji bending dan torsi, plane stress, plane strain, keadaan tegangan tiga dimensi,  tegangan pada bidang oktahedral, keadaan regangan komplek,

bentuk umum kriteria kegagalan, kriteri, konsep mekanika patahan, nilai fracture toughness, aplikasi nilai K pada disain dan analisa, kelelahan berdasarkan tegangan, siklus pembebanan, kurva tegangan-waktu, tegangan rata-rata, tegangan multiaxial, fatigue crack growth, kelelahan berdasarkan regangan, regangan vs umur, efek tegangan rata-rata, estimasi umur untuk komponen struktur dan creep.

Demikian postingan dari saya, semoga hal-hal yang telah saya sebutkan diatas berguna bagi rekan-rekan yang ingin mengetahui ilmu metalurgi dan material.

Terima Kasih

Best Regards 

Fuad Hakim