Ketahanan suatu material terhadap retak lelah (fatigue crack) merupakan salah satu
sifat mekanik material yang dinamakan fracture toughness. Salah satu cara untuk
meningkatkan fracture toughness adalah dengan memanfaatkan fenomena crack tip
stress shielding yang terjadi di dalam baja. Crack tip stress shielding bekerja
dengan menghambat pertumbuhan retak yang diakibatkan karena adanya fasa
kedua yang keras seperti pearlite. Umumnya crack tip stress shielding berupa
branching dan crack interlocking. Dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya, struktur mikro sangat mempengaruhi laju perambatan retak lelah.
Namun, penelitian-penelitian terdahulu dilakukan dalam skala makro, dengan
menganalisis gambar SEM melalui morfologi saat retak melewati morfologi
struktur mikro tertentu. Pada penelitian ini akan ditinjau crack tip stress shielding
dari skala mikro serta korelasinya dengan crack tip stress shielding pada skala
makro.
Spesimen yang diuji coba merupakan baja feritik-perlitik karbon rendah dengan
variasi morfologi struktur mikro. Percobaan perambatan retak lelah dilakukan
secara in-situ SEM. Pengamatan penjalaran retak dilakukan melalui OM dan SEM.
Untuk melihat fenomena crack tip stress shielding secara mikro, maka bukaan retak
diamati di bawah SEM dengan variasi pembebanan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa fenomena crack tip stress shielding teramati
pada baja karbon rendah dengan variasi morfologi struktur mikro. Pengamatan
secara in-situ SEM menunjukkan bahwa adanya crack tip stress shielding berupa
branching dan interlocking. Branching terjadi saat retakan merambat menghadapi
pearlite band. Sementara crack interlocking terjadi pada struktur ferit-perlit yang
terdistribusi. Pada pengamatan bukaan retak secara in-situ SEM terlihat bahwa
bukaan retak tidak meningkat dengan meningkatnya beban, melainkan terjadi
penurunan bukaan retak pada beban-beban tertentu.