Tugas Uas Kts (prima Rizki 1806243216) .pdf

Nama : Prima Rizki NPM : 1806243216 1. Perbedaan antara lever rule dan scheil Lever Rule Lever rule merupakan suatu metode dalam menentukan presentase berat dari tiap fasa proses solidifikasi pada material secara satu dimensi, di mana penghitungan jumlah-jumlah fase yang ada pada suatu proses solidifikasi dilakukan pada tiap-tiap temperatur tertentu. Hasil yang diperoleh dari lever rule ini dapat berupa fraksi dari fase-fase pada temperatur tersebut, perbandingan komposisi zat atau paduan yang ada, serta juga entalpi pada temperatur tertentu. Dengan menggunakan lever rule, penghitungan tetap dapat dilakukan meskipun semua liquid sudah tersolidifikasi menjadi padatan. Scheil Rule Scheil rule merupakan metode untuk menentukan presentase berat dari tiap fasa proses solidifikasi pada suatu material, dimana pada Scheil rule ini, asumsi yang digunakan ialah konsentrasi dari fase solid yang terbentuk tidak berubah setelah selesainya proses solidifikasi, sehingga pada data hanyal tercatat entalpi yang berhubungan dengan adanya perubahan temperatur. Asumsi lainnya dalam scheil rule ialah tidak ada lagi difusi yang terjadi pada fase solidnya ketika proses solidifikasi selesai terjadi,. Selain itu, pada Scheil rule, jalur solidifikasi yang digunakan umumnya ditentukan dengan menggunakan interval temperatur dan juga menggunakan asumsi adanya kesetimbangan yang ada pada interface diantara larutan dan padatan pada tiaptiap titik temperatur tertentu. Perbedaan Lever Rule dengan Scheil Rule Perbedaan prinsip metode dan asumsi yang digunakan antara Lever rule dengan Scheil rule akan menyebeabkan hasil yang berbeda. Pada lever rule, proses penghitungan fase yang digunakan tidak memerlukan adanya fase liquid pada diagram fase pada suatu temperatur tertentu.. Sedangkan pada proses solidifikasi Scheil rule, penghitungan dilakukan dengan mengasumsikan adanya fase liquidus yang ada pada penghitungan sebelumnya, meskipun pada temperatur tersebut sudah tidak mengandung lagi fase liquid. Selain itu, pada Scheil rule, ketika proses solidifikasi selesai, asumsi yang digunakan adalah tidak ada proses difusi pada fase solidnya,

dimana pada beberapa material ketika solidifikasi selesai maka akan ada kemungkinan terjadi difusi pada fase solidnya. Oleh karena adanya perbedaan tersebut, maka garis dan proses solidifikasi yang ada juga akan berbeda satu sama lain.

2. Jelaskan apa yang dimaksud microsegregation pada proses solidifikasi atau pertumbuhan butir! Segregasi adalah pemisahan unsur pengotor dan paduan di berbagai daerah solidified alloy. Segregasi disebabkan oleh penolakan zat terlarut dari solidified alloy ke dalam fase liquid. Penolakan ini adalah hasil dari kelarutan yang berbeda dari pengotor dalam fase liquid dan solid pada suhu kesetimbangan. Pembentukan fase padat selama solidifikasi memiliki bentuk dendrit. Menurut persamaan Equilibrium Partition Coefficient, yaitu: K = CS/CL, lengan dendrit solid memiliki kandungan zat terlarut yang rendah, ketika fase liquid yang berada di ruang antara lengan dendrit diperkaya oleh zat terlarut. Partisi zat terlarut antara lengan dendrit dan interdendritik liquid disebut mikrosegregasi. Mikrosegregasi yang merupakan distriusi nn-uniform dari elemenelemen paduan dalam skala dendrite arm spacing (DAS), merupakan suatu fenomena penting selama solodifikasi. Ini biasanya menghasilkan pembentukan beberapa yang tidak terduga fase sekunder yang, secara umum, mengurangi kemampuan kerja dari produk casting.

3. Apakah yang dimaksud dengan spinodal decomposition? Proses apa yang mempengaruhi terjadinya spinodal pada level perubahan fasa nya? Dekomposisi spinodal adalah pemisahan fasa berskala nano secara spontan (clustering) yang terjadi dalam larutan lewat-jenuh yang homogen (liquid atau solid), yang menghasilkan pembentukan dua fasa dengan komposisi lattice parameter berbeda tetapi dengan struktur kristal yang identik. Fasa spinodal terbentuk tanpa nukleasi dan tidak memerlukan periode inkubasi. Struktur spinodal sangat halus dan kontinu di seluruh butir. Penguraian ini terjadi didaerah spinodal. Istilah ini sering digunakan dalam proses solidifikasi dimana dimana sebuah material berada dalam kondisi metasbale/unstable yang digambarkan seperti bukit (miscible gap) dalam diagram fasa. Fenomena ini terjadi karena adanya kecnderungan fasa untuk membentuk dua buah fasa berbeda akibat adanya perbedaan energi bebas Gibbs, dimana sebuah material akan mencari suatu kestabilan pada kondisi tertentu.

Dekomposisi spinodal terjadi bila komposisi mengakibatkan penurunan energi bebas sehingga sistem menjadi tidak stabil. Akibat dari dekomposisi spinodal komponen penyusun mengalir dari daerah dengan konsentrasi rendah ke daerah dengan konsentrasi tinggi. Ini merupakan kebalikan dari situasi yang normal, hal mana kita berpikir materi berdifusi dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah berkonsentrasi rendah. Proses ini kadang dikenal sebagai difusi uphill, yang terjadi akibat adanya potensial kimia. Potensial kimia berkaitan dengan turunan pertama energi bebas terhadap konsentrasi, untuk turunan kedua energi bebas terhadap konsentrasi adalah positip maka daerah dengan konsentrasi tinggi mempunyai potensial kimia tinggi dan difusi adalah normal, arah downhill. Tetapi dalam daerah spinodal turunan kedua energi bebas terhadap konsentrasi adalah negatif, gradien potensial kimia mempunyai tanda berlawanan terhadap gradien konsentrasi, dan material mengalir dari daerah dengan konsentrasi rendah ke daerah dengan konsentrasi tinggi – difusi uphill 4. Jelaskan mengapa shape memory alloy akan kehilangan kemampuan untuk kembali kebentuk awal setelah beberapa cycle? Jelaskan batasan batasan apa yang diperlukan untuk mendapat shape memory alloy yang baik. Karena rasio resistansi terhadap suhu temperatur pada suatu SMA akan semakin menurun seiring dengan makin lama / banyaknya cycle penggunaan, sehingga terjadi penurunan critical resolved shear stress. Hal ini menyebabkan pada penggunanan cycle kesekian nilai stress yang di terapkan pada material akan lebih besar dari pada critical resolved shear stress, sehingga pada akhirnya material SMA tidak dapat untuk kembali kebentuk awal. Untuk mendapatkan material shape memory alloy yang baik diperlukan material yang memiliki shape memory effect. Dengan karakteristik yang dibutuhkan sebagai berikut. -

Resistensi tinggi terhadap slip dislokasi (untuk menghindari deformasi irreversible).

-

Easy twin motion pada kondisi martensitik sehingga varian dapat bertukar volume pada tekanan rendah.

-

Crystallographically reversible transformation dari fase produk kembali ke fase induk; struktur memerintahkan memiliki sifat ini (sedangkan untuk fase induk yang tidak teratur, misal sebagian besar paduan-Fe, ada beberapa rute kembali ke struktur induk).