BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.2. Hasil Pengujian
4.2.6. Hasil Pengujian Keausan ( Weathering Test ) …
Pengujian Keausan dilakukan dengan metode Pin on disk standard ASTM G99-04 dengan variasi komposisi. Keausan yang terjadi pada pengujian ini adalah Keausan Abrasif (Abrasive wear). Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui laju keausan pada bahan Aluminium Silikon karbida (Al-SiC). Spesimen sebelum dilakukan pengujian keausan dapat dilihat pada gambar 4.11.
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Raw Pofa 1,5 % 2,5 % 3,5 % 0.27 0.45 0.53 0.36 0.30
Gambar 4.11 Spesimen uji (A) Raw Material, (B) Al-SiC 1,5%, (C) Al-SiC 2,5%, (D) Al-SiC 3,5% sebelum dilakukan uji keausan
Spesimen setelah dilakukan pengujian keausan dengan variasi komposisi dan beban konstan dapat dilihat pada gambar 4.12.
Gambar 4.12 Spesimen uji (A) Raw Material, (B) Al-SiC 1,5%, (C) Al-SiC 2,5%, (D) Al- SiC 3,5% setelah dilakukan uji keausan.
Dari gambar diatas, terdapat jejak pada spesimen uji. Jejak tersebut akibat penekanan pin yang diberi beban pada saat pengujian sehingga pin tersebut bergesek pada permukaan spesimen. Lebar jejak tersebut dapat diukur dengan menggunakan Reflected Metallurgical Microscope dengan type Rax Vision No.545491, MM-10A,230V-50Hz. Berikut adalah lebar jejak dan kedalaman jejak Aluminium coran untuk Bahan Raw material yang dapat dilihat pada gambar 4.13.
(b)
(a) (c) (d)
Keterangan:
a = Lebar jejak (μm)
Gambar 4.13 Lebar jejak bahan Raw Material (A) Bagian atas (B) Bagian tengah (C) Bagian bawah dengan beban 10N (pembesaran 50x)
Salah satu faktor yang mempengaruhi keausan adalah variasi komposisi dari material uji. Maka dilakukan pengujian ini dengan variasi komposisi terhadap keausan. Pada Bahan Aluminium Raw Material, dapat dilihat besar jejak keausan sangat besar, Hal ini membuktikan bahwa bahan dari raw material sangat lemah terhadap ketahanan aus yg diberikan. Maka pengikisan abrasif pada Aluminium berbahan Raw material sangat lebar dan dalam saat di uji.
Untuk kedalaman jejak bahan Raw material dapat dilihat pada gambar 4.14.
A) B)
C)
a a
b= Kedalaman jejak (μm)
Gambar 4.14 Kedalaman jejak bahan Raw material
Berdasarkan hukum keausan Archard bahwa persamaan volume keausan dan laju keausan dapat diperoleh pada persamaan 4.4 dan 4.5.
= K
... (4.4)
Ψ = ... (4.5) VT = Volume keausan teori (mm3)
K = Koefisien keausan (6,0 x )
W = Beban (N)
H = Kekerasan material (Pa. N/ ) L = Panjang lintasan (m)
Ψ = Laju keausan teori ( /s) t = Waktu keausan (s)
Dan untuk menghitung panjang lintasan digunakan persamaan 4.6 dan 4.7.
L =
... (4.6)
r = ā
... (4.7)
b
Dimana:
r = Jari-jari lintasan (mm) n = Putaran (rpm)
ā = Lebar jejak rata-rata (μm) t = Waktu keausan (s)
d = Diameter pengujian (mm)
untuk menghitung laju keausan secara eksperimen dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 4.8 – 4.12.
VP = ( – ).Ƃ ... (4.8) Ψ = ... (4.9) = . ... (4.10) = . ... (4.11) = + ā... (4.12) Dimana:
Ψ = Laju keausan eksperimen ( /s) VP = Volume keausan eksperimen (mm³) = Luas dalam lintasan ( )
= Luas luar lintasan ( ) = Jari-jari dalam lintasan (mm) = Jari-jari luar lintasan (mm) Ƃ = Kedalaman rata-rata (μm)
Dari rumus diatas, maka lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Aluminium Raw material dapat dilihat pada tabel 4.6.
Tabel 4.6 Lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Raw material.
Komposisi Titik a ( µm) ā (µm)
b (µm) Atas Tengah Bawah
Raw 1 1481.612 1505.493 1175.324 1305.189 59.254 2 1468.421 1368.562 1289.517 3 1163.426 1284.240 1223.823 4 1342.304 1568.597 1518.478 5 1247.539 1094.799 1573.686 6 1092.195 1105.291 1250.044 7 1189.481 1305.284 1321.053 8 1431.587 1257.950 1065.819
Pada tabel 4.6 memperlihatkan hasil dari lebar jejak dan kedalaman jejak (gambar 4.13 dan 4.14) dengan menggunakan mikroskop optik pembesaran 50x.
Lebar jejak bahan Pofa pada uji keausan dapat dilihat pada gambar 4.15.
A)
a
B)
Keterangan :
a = Lebar jejak (μm)
Gambar 4.15 Lebar jejak bahan Pofa (A) Bagian atas (B) Bagian tengah (C) Bagian bawah dengan beban 10N (pembesaran 50x)
Pada gambar 4.15 berbahan Pofa dapat dilihat besar jejak keausan yang kecil terdapat pada bagian tengah material. Hal ini membuktikan bahwa distribusi Fly Ash (POFA) tidak merata terhadap material dan juga jejak yang dihasilkan tidak merata, hal itu dikarenakan oleh adanya getaran pada pin dan penambahan Fly Ash yang membuat material tersebut semakin keras dari bahan Raw.
Untuk kedalaman jejak bahan Pofa dapat dilihat pada gambar 4.16.
Keterangan:
b = Kedalaman jejak (μm)
Gambar 4.16 Kedalaman jejak bahan Pofa
C)
Dari gambar 4.15 dan 4.16, maka lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Pofa dapat dilihat pada tabel 4.7.
Tabel 4.7 Lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Pofa.
Komposisi Titik a ( µm) ā (µm)
b (µm) Atas Tengah Bawah
Pofa 1 1471.342 1408.723 1105.024 1291.136 57.867 2 1448.521 1428.462 1209.507 3 1343.466 1384.040 1123.803 4 1322.721 1268.897 1418.578 5 1245.599 1394.899 1373.086 6 1197.595 1205.391 1253.144 7 1089.191 1209.084 1221.653 8 1491.687 1207.050 1165.805
Pada tabel 4.7 memperlihatkan hasil dari lebar jejak dan kedalaman jejak (gambar 4.15 dan 4.16) dengan menggunakan mikroskop optik pembesaran 50x.
Lebar jejak bahan Al-Si 1,5%SiC pada uji keausan dapat dilihat pada gambar 4.17.
A) B)
a
Keterangan :
a = Lebar jejak (μm)
Gambar 4.17 Lebar jejak bahan Al-SiC 1,5% (A) Bagian atas (B) Bagian tengah (C) Bagian bawah dengan beban 10N (pembesaran 50x)
Pada gambar 4.17. Al-Si 1,5% dapat dilihat besar jejak keausan yang sangat kecil terdapat pada bagian tengah material. Hal ini membuktikan bahwa distribusi Silikon karbida (SiC) tidak merata terhadap material dan juga jejak yang dihasilkan tidak merata, hal itu dikarenakan oleh adanya getaran pada pin dan penambahan Silikon yang membuat material tersebut semakin keras.
Untuk kedalaman jejak bahan Al-SiC 1,5% dapat dilihat pada gambar 4.18.
Keterangan:
b = Kedalaman jejak (μm)
Gambar 4.18 Kedalaman jejak bahan Al-SiC 1,5%
C)
a
Dari gambar 4.17 dan 4.18, maka lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Al-SiC 1,5% dapat dilihat pada tabel 4.8.
Tabel 4.8 Lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Al-SiC 1,5%
Komposisi Titik a ( µm) ā (µm)
b (µm) Atas Tengah Bawah
SiC 1,5 % 1 1326.410 1213.343 1334.298 1257.103 54.071 2 1047.449 1239.521 1355.282 3 1192.154 1047.471 1352.699 4 1289.474 1236.845 1239.541 5 1268.456 1215.260 1307.964 6 1155.265 1231.919 1129.373 7 1371.902 1368.444 1284.228 8 1476.318 1405.263 1081.596
Pada tabel 4.8 memperlihatkan hasil dari lebar jejak dan kedalaman jejak (gambar 4.17 dan 4.18) dengan menggunakan mikroskop optik pembesaran 50x.
Lebar jejak bahan Al-Si 2,5%SiC pada uji keausan dapat dilihat pada gambar 4.19.
A) B)
Keterangan :
a = Lebar jejak (μm)
Gambar 4.19 Lebar jejak bahan Al-SiC 2,5% (A) Bagian atas (B) Bagian tengah (C) Bagian bawah dengan beban 10N (pembesaran 50x)
Pada gambar 4.19. Al-SiC 2,5% dapat dilihat besar jejak keausan yang sangat kecil terdapat pada bagian atas material. Salah satu faktor yang mempengaruhi keausan adalah variasi komposisi dari material uji. Penambahan Silikon pada Aluminium coran berpengaruh terhadap lebar jejak keausan Hal ini membuktikan bahwa semangkin tingginya jumlah komposisi SiC maka semangkin keras pula bahan material uji tersebut terhadap ketahanan aus.
Untuk kedalaman jejak bahan Al-SiC 2,5% dapat dilihat pada gambar 4.20.
Keterangan :
b = Kedalaman jejak (μm)
Gambar 4.20 Kedalaman jejak bahan Al-SiC 2,5%
C)
a
Dari gambar 4.19 dan 4.20 maka lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Al-SiC 2,5% dapat dilihat pada tabel 4.9.
Tabel 4.9 Lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Al-SiC 2,5%
Komposisi Titik a ( µm) ā (µm)
b (µm) Atas Tengah Bawah
SiC 2,5 % 1 1179.509 1263.432 1350.106 1190.225 52.989 2 1186.842 1221.098 1437.223 3 1205.783 1155.290 1150.193 4 1236.850 1213.253 965.879 5 1244.834 1392.107 1100.113 6 1363.229 1331.706 1145.060 7 1131.741 864.246 1063.160 8 1076.402 1221.396 1065.941
Pada tabel 4.9 memperlihatkan hasil dari lebar jejak dan kedalaman jejak (gambar 4.19 dan 4.20) dengan menggunakan mikroskop optik pembesaran 50x.
Lebar jejak bahan Al-Si 3,5%SiC pada uji keausan dapat dilihat pada gambar 4.21.
A) B)
a
Keterangan :
a = Lebar jejak (μm)
Gambar 4.21 Lebar jejak bahan Al-SiC 3,5% (A) Bagian atas (B) Bagian tengah (C) Bagian bawah dengan beban 10N (pembesaran 50x)
Pada gambar 4.21. Al-Si 3,5% dapat dilihat besar jejak keausan yang sangat kecil. Penambahan Silikon pada Aluminium coran berpengaruh terhadap lebar jejak keausan yang dapat dilihat lebar jejak keausan sangat kecil. Hal ini membuktikan bahwa penambahan komposisi SiC terhadap material uji berbanding lurus terhadap ketahanan aus. Jejak yang dihasilkan tidak merata, hal itu dikarenakan oleh adanya penambahan Silikon yang membuat material itu semakin keras sehingga pengikisan abrasif pada material tidak merata. Untuk kedalaman jejak bahan Al-SiC 3,5% dapat dilihat pada gambar 4.22.
Keterangan:
b = Kedalaman jejak (μm)
Gambar 4.22 Kedalaman jejak bahan Al-SiC 3,5%
C)
a
Dari gambar 4.21 dan 4.22 maka lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Al-SiC 3,5% dapat dilihat pada tabel 4.10.
Tabel 4.10 Lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Al-SiC 3,5%
Komposisi Titik a ( µm) ā (µm)
b (µm) Atas Tengah Bawah
SiC 3,5 % 1 1100.028 1118.433 1308.159 1123.204 50.129 2 1068.424 1223.696 1273.686 3 1197.603 1031.474 1016.353 4 1297.464 1289.474 1368.752 5 986.854 1276.316 886.983 6 1173.862 1023.687 1057.994 7 1205.306 928.951 1010.035 8 1147.580 992.105 973.686
Dari hasil foto makro pembesaran 50x pada tabel 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 dan 4.10 dapat dilihat lebar jejak dan jejak kedalaman yang terjadi pada bahan raw material, Pofa, Al-SiC 1,5%, Al-SiC 2,5% dan Al-SiC 3,5%. Lebar jejak tersebut digunakan untuk menghitung panjang lintasan keausan pada hukum Archard, sehingga didapatkan volume keausan dari bahan tersebut. Sedangkan kedalaman jejak tersebut digunakan untuk menghitung volume keausan berdasarkan eksperimen.
Berdasarkan hukum keausan Archard tentang hukum keausan (wear law) bahwa untuk menentukan laju keausan terlebih dahulu dihitung volume keausannya. Berikut ini adalah tabel hasil dari laju keausan dengan variasi Komposisi pada bahan Aluminium Silikon karbida (Al-SiC) yang dapat dilihat pada tabel 4.11.
Tabel 4.11 Hasil Laju keausan dengan variasi komposisi pada bahan Al-SiC. Komposisi w N t S n rpm d mm k. ᾱ mm L m Vt mm³ Ψt mm³/s Ψp mm³/s Raw Material 10 30 120 50 6,0 1305.189 9.666 12.022 0.401 0.415 Pofa 10 30 120 50 6,0 1291.136 9.663 11.718 0.391 0.401 Al + SiC 1,5 % 10 30 120 50 6,0 1257.103 9.657 10.720 0.357 0.365 Al + SiC 2,5 % 10 30 120 50 6,0 1190.225 9.644 10.051 0.335 0.341 Al + SiC 3,5 % 10 30 120 50 6,0 1123.204 9.632 9.316 0.311 0.320
Dari tabel 4.11 memperlihatkan hasil dari laju keausan secara teori dan secara eksperimen. Grafik laju keausan dengan variasi komposisi pada bahan Raw material, Pofa, Al-SiC 1,5%, 2,5% dan 3,5% dapat dilihat pada gambar 4.23.
Gambar 4.23 Grafik Laju keausan VS Variasi Komposisi
Dari gambar 4.23 bahwa kenaikan laju keausan akan terus meningkat seiring dengan variasi komposisi. Kenaikan laju keausan paling besar terjadi pada bahan raw material yaitu sebesar 0,401 /s. Secara teori dan secara
0.401 0.391 0.357 0.335 0.311 0.415 0.401 0.365 0.341 0.320 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500 Raw Pofa 1,5 2,5 3,5 L aj u K eau san ( m m ³/s)
laju keausan teori laju keausan experimen
eksperimen sebesar 0,415 /s dan Aluminium coran yang paling rendah laju keausannya pada bahan Al-SiC 3,5% yaitu sebesar 0,311 mm³/s secara teori dan secara eksperimen sebesar 0,320 /s. Hal ini disebabkan penambahan unsur Silikon karbida (SiC) yang dapat mempengaruhi sifat mekanik pada bahan Aluminium coran yaitu meningkatkan kekerasannya, Menurut teori, semakin tinggi tingkat kekerasannya maka semakin rendah laju keausan. Sehingga pada pengujian keausan, Aluminium Silikon karbida (Al-SiC) dapat menahan gesekan yang diakibatkan oleh pembebanan yang diberikan.
