Keuletan vs Kelenturan: Apa Perbedaan itu?
Keuletan menggambarkan seberapa besar deformasi permanen yang dapat dialami suatu material sebelum patah, yang biasanya diukur dengan meregangkannya. Kelenturan menggambarkan kemampuannya untuk dibentuk dengan kompresi, seperti dalam penempaan atau penggulungan. Bayangkan menarik logam menjadi kawat dibandingkan dengan meratakannya menjadi lembaran. Keduanya melibatkan perubahan bentuk yang permanen; operasi pembentukan yang sebenarnya sering menggabungkan tegangan dan kompresi.
Membandingkan kedua properti tersebut
Perbedaan umum "tarik versus tekan" adalah titik awal yang berguna. Kursus material di Penn State menggunakan penarikan kawat dan penempaan atau pengguliran untuk menjelaskan istilah-istilah tersebut. Ini tidak berarti bahwa setiap proses manufaktur hanya memiliki satu jenis tegangan.
| Perbandingan | Daktilitas | Sifat lunak |
|---|---|---|
| Ide utama | Deformasi plastis yang dapat ditahan suatu material sebelum patah. | Kemampuan untuk mengubah bentuk di bawah beban tekan tanpa retak. |
| Contoh yang sudah dikenal | Mengubah logam menjadi kawat. | Menempa emas menjadi lembaran atau menggulung logam menjadi lembaran tipis. |
| Bukti umum | Perpanjangan tarik dan pengurangan luas penampang, dengan metode pengujian dan kondisi spesimen. | Hasil dari operasi pembentukan atau pengujian yang relevan. Tidak ada satu pun "persentase kelenturan" yang universal. |
| Apa yang tidak diceritakannya kepada Anda | Beban yang dibutuhkan untuk mengubah bentuk logam, atau apakah setiap tekukan dan bentuk yang ditarik akan berhasil. | Radius tekukan, kedalaman penarikan, atau pengurangan yang diizinkan yang dijamin untuk setiap kondisi alat dan material. |
Pada layar kecil, geser tabel ke samping untuk membaca semua kolom.
Terminologi industri bisa lebih luas. Istilah dan Definisi GAG industri aluminium , bagian 4.3 , mengelompokkan “kemampuan kerja,” “kemampuan tempa,” dan “kemampuan bentuk” di bawah kemudahan pembentukan. Saat membaca spesifikasi, gunakan uji dan makna yang telah ditentukan, alih-alih berasumsi bahwa “kemampuan tempa” selalu berarti kompresi saja.
Mengapa suatu logam bisa bersifat ulet dan mudah dibentuk sekaligus?
Kedua sifat tersebut melibatkan deformasi plastis : logam mempertahankan bentuk baru setelah beban dihilangkan. Deformasi elastis adalah bagian yang dapat dipulihkan. Pegas yang kembali ke bentuk aslinya menunjukkan elastisitas; kawat yang tetap bengkok juga mengalami deformasi plastis. Patah tulang dengan sedikit deformasi plastis disebut perilaku getas.
Dalam kristal logam, cacat garis kecil yang disebut dislokasi memungkinkan struktur untuk berubah bentuk saat bergerak. Pergerakan mereka membantu menjelaskan mengapa banyak logam dapat meregang atau pipih alih-alih langsung patah. Penjelasan NIST tentang deformasi logam menggambarkan mekanisme ini dan bagaimana interaksi antar dislokasi membuat deformasi lebih lanjut menjadi lebih sulit.
Emas adalah contoh nyata tumpang tindih antara keuletan dan kelenturan: emas dapat dibuat menjadi lembaran dan ditarik menjadi kawat halus. Dewan Emas Dunia (World Gold Council ) menjelaskan kemampuan penarikan kawatnya. Menyebut suatu logam ulet tidak mengecualikan kelenturannya, dan tidak ada kata yang menetapkan tingkat kinerja tetap untuk setiap paduan atau perlakuan panas.
Keuletan juga berbeda dari kekuatan dan kekerasan. Kekuatan berkaitan dengan ketahanan terhadap tegangan; kekerasan berkaitan dengan ketahanan terhadap lekukan lokal. Keuletan berkaitan dengan deformasi sebelum patah. Suatu logam dapat membutuhkan gaya yang cukup besar untuk berubah bentuk dan masih mengalami regangan plastis yang bermanfaat sebelum patah. Untuk defleksi elastis, lihat kekakuan versus kekuatan pada baja dan aluminium.
Bagaimana cara mengukur daktilitas?
Uji tarik menarik spesimen sepanjang satu sumbu. Uji ini dapat mencatat seberapa jauh spesimen meregang dan seberapa besar penampang melintangnya menyempit sebelum patah. ASTM E8/E8M mencakup pengukuran tarik termasuk perpanjangan dan pengurangan luas penampang. Hasil ini mencirikan sampel yang diuji; hasil ini tidak secara otomatis menggambarkan setiap lokasi dalam produk jadi.
Peregangan setelah patah tulang, A
Ini adalah peningkatan permanen pada panjang ukur yang ditandai, dinyatakan sebagai persentase dari panjang aslinya. Untuk pengukuran manual, bagian-bagian yang patah disatukan dengan hati-hati untuk mengukur panjang ukur akhir. Perubahan dari 50 mm menjadi 62.5 mm memberikan pemanjangan 25% . Ini adalah perhitungan ilustratif, bukan pengukuran dari foto.
Periksa jenis perpanjangan yang tercantum dalam laporan. Perpanjangan seragam berkaitan dengan perpanjangan sebelum terjadinya penyempitan lokal; perpanjangan setelah patah juga mencerminkan deformasi pada bagian leher. Perpanjangan total saat patah , yang diukur di bawah beban, mencakup perpanjangan elastis dan plastis. Simbol, titik akhir, dan metode pengukuran sangat penting. ZwickRoell menjelaskan pengukuran dan rumus perpanjangan.
Pengurangan luas, Z
Ini membandingkan luas penampang asli dengan luas terkecil pada patahan. Ini menggambarkan penyempitan lokal, sedangkan pemanjangan diukur pada panjang ukur. Perubahan luas dari 80 mm² menjadi 44 mm² memberikan pengurangan luas sebesar 45% . Kedua persentase tersebut menggambarkan geometri yang berbeda dan tidak dapat dipertukarkan. Lihat definisi dan rumus pengurangan luas.
Hitung pemanjangan dan pengurangan luas.
Masukkan dimensi terukur untuk setiap pasangan. Gunakan satuan panjang yang sama pada pasangan pertama dan satuan luas yang sama pada pasangan kedua. Kolom di bawah ini menggunakan mm dan mm².
Contoh: (62.5 − 50) ÷ 50 × 100 = 25% A ; (80 − 44) ÷ 80 × 100 = 45% Z . Masukkan luas, bukan diameter, untuk S₀ dan Sᵤ. Hasilnya adalah pemeriksaan aritmatika, bukan peringkat kelenturan atau batas penerimaan pembentukan.
Bandingkan laporan pengujian yang sejenis. Periksa paduan dan perlakuan panas, bentuk dan ketebalan spesimen, panjang ukur asli, arah pengambilan sampel, suhu, dan metode pengujian. Persentase dari panjang ukur yang lebih pendek tidak secara otomatis berarti hasil material yang lebih baik. Detail-detail ini membantu menjelaskan mengapa dua nilai perpanjangan yang dipublikasikan mungkin berbeda.
Mengapa keuletan tarik tidak dapat memprediksi setiap operasi pembentukan?
Kemampuan dibentuk berarti membuat bentuk yang diinginkan di bawah kondisi proses yang sebenarnya. Spesimen tarik mengalami jalur pembebanan yang berbeda dari tekukan yang ketat, panel yang diregangkan, atau cangkir yang ditarik.
Dalam pembengkokan, permukaan luar meregang sementara permukaan dalam terkompresi. Selama proses pembentukan cangkir, lembaran datar di sekitarnya—flensa—bergerak ke dalam. Flensa mengalami tegangan radial dan kompresi melingkar. Kombinasi ini dijelaskan dalam panduan pembentukan WorldAutoSteel.
Oleh karena itu, label seperti "sangat mudah dibentuk" memerlukan tindak lanjut praktis: di bawah operasi pembentukan, kondisi material, dan perkakas apa? Pilih bukti untuk mode deformasi utama bagian tersebut.
| Pertanyaan tentang bagian tersebut | Bukti yang bermanfaat | Bagaimana cara menafsirkannya? |
|---|---|---|
| Apakah akan retak saat berbelok? | Uji tekuk tertentu, seperti ASTM E290, dengan sudut tekukan, jari-jari dalam, dan kondisi spesimen. | Mengevaluasi ketahanan terhadap keretakan pada tekukan tersebut. Metode ini tidak memberikan satu radius minimum yang berlaku untuk semua ketebalan, arah, dan alat. |
| Seberapa elastis kain tersebut? | Tes tusukan bola seperti ASTM E643. | Terutama membandingkan perilaku peregangan biaxial. Kondisi pelumasan dan penahan memengaruhi hasilnya; tinggi cangkir bukanlah batasan produksi universal. |
| Bagaimana lembaran tersebut menahan penipisan saat proses penarikan? | Rasio regangan plastis, r, Dari ASTM E517, ditambah dengan uji coba undian yang relevan. | r menggambarkan anisotropi plastis—deformasi yang bergantung pada arah. Ini berkontribusi pada perilaku deep-drawing; laporkan arah dan tingkat regangan yang digunakan. |
| Bagaimana cara agar benda tersebut mengeras saat diregangkan? | Eksponen pengerasan regangan, n, Dari ASTM E646. | Membantu menilai kemampuan pembentukan regangan relatif pada material yang sebanding. Simpan interval regangan yang sesuai dan kondisi pengujian bersama dengan nilainya. |
| Kapan penyempitan lokal dapat dimulai pada lembaran yang telah dibentuk? | Kurva batas pembentukan, atau FLC, diukur menggunakan metode seperti ASTM E2218. | Menunjukkan batasan regangan mayor dan minor untuk lembaran yang diuji. Riwayat material penting. Ini bukan aturan lulus/gagal umum untuk retak tepi, kerutan, atau setiap mode patahan. |
Pilih pengujian yang sesuai dengan kemungkinan kesulitan pada komponen tersebut. Tabel ini adalah panduan tentang apa yang dapat Anda ketahui dari setiap pengukuran, bukan persyaratan untuk menjalankan kelima pengujian tersebut.
Mengapa paduan, perlakuan panas, dan riwayat pemrosesan itu penting?
Nama material saja tidak cukup. Lembaran yang dianil dan lembaran yang mengalami pengerjaan dingin berat dari paduan yang sama dapat memiliki kekuatan dan kapasitas deformasi sisa yang berbeda. Proses penggulungan, penarikan, atau pembengkokan sebelumnya mengubah material yang mencapai operasi selanjutnya.
Pengerjaan dingin biasanya meningkatkan kekuatan dan kekerasan sekaligus mengurangi keuletan yang tersisa. Seiring berlangsungnya deformasi, dislokasi berlipat ganda dan berinteraksi, membuat pergerakan plastis lebih lanjut menjadi lebih sulit. Perlakuan anil yang tepat dapat mengembalikan kemampuan pembentukan pada logam yang telah mengalami pengerasan kerja, tetapi perlakuan tersebut harus sesuai dengan paduan dan kondisi akhir yang dibutuhkan. Hubungan ini dijelaskan dalam definisi GAG tentang pengerasan kerja dan anil.
Hal ini tidak bertentangan dengan kegunaan nilai n yang tinggi selama peregangan. Nilai n menggambarkan bagaimana logam mengeras saat mengalami deformasi ; ini bukan jumlah pengerjaan dingin yang telah terakumulasi sebelum pengujian. Kondisi pengerjaan dingin dan eksponen pengerasan regangan menjawab pertanyaan yang berbeda.
Suhu, laju deformasi, dan arah pengambilan sampel juga memengaruhi perbandingan. Gunakan data untuk kondisi di mana bagian tersebut akan benar-benar dibentuk. Pernyataan "Pemanasan mempermudah" terlalu samar untuk memilih suhu pembentukan atau siklus perlakuan panas.
Menggunakan perbedaan pada bagian nyata
Contoh-contoh ilustratif berikut menunjukkan bagaimana beralih dari deskripsi material ke pemeriksaan yang bermanfaat. Ini adalah situasi hipotetis, bukan uji coba pabrik yang dilaporkan.
Lembaran tersebut memenuhi persyaratan peregangan tetapi retak pada tekukan.
Hasil uji tarik mungkin masih valid: hasil tersebut mengukur mode deformasi yang berbeda. Pertama, pastikan laporan tersebut berkaitan dengan paduan, perlakuan panas, ketebalan, dan lot yang sama. Kemudian, bandingkan radius dan arah tekukan bagian dalam yang sebenarnya relatif terhadap proses penggulungan, dan periksa bagian tepi tempat retakan dimulai.
Uji tekuk representatif dapat menguji radius dan perkakas yang diusulkan secara langsung. Retak yang berasal dari tepi memerlukan pemeriksaan kualitas tepi serta material. Untuk langkah selanjutnya, gunakan panduan radius tekuk lembaran logam . Jangan langsung mengubah persentase perpanjangan menjadi radius tekuk yang disetujui.
Kawat awalnya berhasil ditarik, tetapi kemudian putus setelah beberapa kali dililitkan.
“Logam ulet” bukan berarti penarikan tanpa batas. Pengerjaan dingin yang terakumulasi adalah salah satu kemungkinan penjelasannya, di samping cacat permukaan, pelumasan, kondisi cetakan, dan pengurangan per lintasan. Periksa di mana patahan dimulai dan riwayat proses sebelum menentukan penyebabnya.
Jika deformasi kumulatif menjadi penyebabnya, tinjau urutan penarikan dan apakah jalur yang disetujui untuk paduan tersebut mencakup perlakuan panas perantara. Percobaan menggunakan urutan yang diusulkan diperlukan untuk menetapkan hasilnya; baik perpanjangan awal kawat maupun suhu perlakuan panas umum tidak dapat membuktikannya sendiri.
Pernyataan material yang bermanfaat bersifat spesifik. Alih-alih "keuletan tinggi dan kelenturan yang baik," sebutkan paduan dan perlakuan panasnya, bentuk dan ketebalan produk, sifat terukur beserta metode pengujiannya, dan operasi pembentukan yang dimaksud. Sepakati kriteria penerimaan yang relevan jika bagian tersebut membutuhkannya.
Merencanakan pengelasan laser setelah pembentukan? Bagikan informasi paduan dan temper, ketebalan, gambar sambungan, dan apakah pembentukan dilakukan sebelum atau setelah pengelasan dengan Oceanplayer Laser.
Diskusikan peran Anda