BAB IV HASIL PEMBAHASAN
4.2 Hasil Pengujian
4.2.5 Hasil Pengujian Tensile
Pengujian tensile (uji tarik) dilakukan untuk melihat tegangan, regangan dan modulus elastisitas dari sampel uji yang terbuat dari bahan campuran Al356 dipadukan dengan Titanium Carbida (TiC). Pengujian ini menggunakan ini menggunakan standart ASTM E8. Hasil Pengujian tarik ini dilakukan untuk
material Alumunium matriks komposit (Al 356- TiC) dengan variasi 0,15%, 0,17%, 0,19% TiC dapat dilihat pada gambar 4.37 berikut ini.
Gambar 4.37 Spesimen Pengujian Tensile ASTM E8 (1). Sebelum (2) sesudah pengujian
Berikut adalah hasil yang didapat setelah dilakukannya pengujian pada spesimen. Dimana D =9mm dan L0 = 45mm. Data setelah pengujian dapat dilihat pada tabel 4.18 sampai 4.20 berikut ini.
Tabel 4.18 Hasil pengujian spesimen variasi 0,15%.
Variasi TiC 0.15%
P (Newton) A (mm2) L1 (mm) ∆l (mm)
1700 63.58 45.26 0.26
3400 63.58 45.52 0.52
5100 63.58 45.77 0.77
6400 63.58 46.03 1.03
6800 63.58 46.29 1.29
1. 2.
Tabel 4.19 Hasil pengujian spesimen variasi 0,17%.
Variasi TiC 0.17%
P (Newton) A (mm2) L1 (mm) ∆l (mm)
1700 63.58 45.25 0.25
3400 63.58 45.51 0.51
5100 63.58 45.76 0.76
6500 63.58 46.02 1.02
6900 63.58 46.27 1.27
Tabel 4.20 Hasil pengujian spesimen variasi 0,19%.
Variasi TiC 0.19%
P (Newton) A (mm2) L1 (mm) ∆l (mm)
1800 63.58 45.25 0.25
3600 63.58 45.50 0.50
5400 63.58 45.75 0.75
6600 63.58 46.00 1.00
7000 63.58 46.25 1.25
1. Tegangan dan regangan.
Untuk mencari hasil tegangan dan regangan dapat menggunakan persamaan 4.12 dan 4.13 berikut ini.
. . . . . . . . (4.12) Dimana:
σ : tegangan (MPa) P : beban tarik (Newton)
A0 : luas penampang spesimen (mm2)
. . . .. . . . (4.13)
Dimana:
ԑ :
regangan∆L : Lt – L0 (mm) L0 : panjang awal (mm)
Berdasarkan persamaan (4.12) di atas maka didapatkan hasil tegangan dari spesimen dengan variasi TiC 0,15% yang memiliki nilai P = 1700 N dan luas
Kemudian dengan persamaan 4.13 diatas didapatkan hasil regangan dari spesimen pada variasi 0,15% yang memiliki nilai ∆L: 0,26 mm dan panjang awal L0: 45 mm data pada tabel 4.18, maka didapat nilai regangan pada perhitungan
Berdasarkan perhitungan secara experiment di atas, maka dapat diketahui nilai tegangan dan regang dari spesimen uji coba. Berikut tabel 4.21 data tegangan dan reganan untuk semua variasi specimen 0,15%, 0,17%, dan 0,19%.
Tabel 4.21 Nilai tegangan dan regangan VARIASI TiC σ (MPa) ԑ (%) ∆σ ∆ԑ
102.23 2.26
Berikut gambar 4.38 sampai dengan gambar 4.40 memperlihatkan grafik perbandingan tegangan dan regangan dari spesimen 0,15%, 0,17%, dan 0,19%.
Gambar 4.38 Grafik tegangan regangan variasi TiC 0,15%
Pada gambar 4.38 dapat dilihat beban maksimum yang dapat ditanggung oleh spesimen variasi TiC 0,15% adalah Pmax = 6800 N. Dan didapatkan nilai kekuatan luluh
σ
y = 80,21 MPa dengan menggunakan metode offset.0
Gambar 4.39 Grafik tegangan regangan variasi TiC 0,17%
Pada gambar 4.39 dapat dilihat beban maksimum yang dapat ditanggung oleh spesimen variasi TiC 0,17% adalah Pmax = 6900 N. Dan didapatkan nilai kekuatan luluh
σ
y = 80,21 MPa dengan menggunakan metode offset.Gambar 4.40 Grafik tegangan regangan variasi TiC 0,19%
Pada gambar 4.40 dapat dilihat beban maksimum yang dapat ditanggung oleh spesimen variasi TiC 0,19% adalah Pmax = 7000 N. Dan didapatkan nilai kekuatan luluh
σ
y = 84,93 MPa dengan menggunakan metode offset.0
2. Kekuatan tarik maksimum (Ultimate Tensile Strength)
Untuk menentukan nilai kekuatan tarik maksimum (UTS) dapat menggunakan persamaan 4.14 dibawah ini. Sebagai contoh pada spesimen variasi TiC 0,15% yang memeliki nilai tegangan maksimum Pmax = 107,01 Mpa dan memiliki nilai luas penampang A = 63,58 mm2.
. . . (4.14) Dimana:
UTS : Tegangan maksimum (MPa) Pmax : Beban maksimum (Newton) Ao : Luas penampang awal (mm2)
UTS = 106,95 Mpa
3. Modulus Elastisitas (E)
Untuk mendapat nilai modulus elastisitas (E) dapat menggunakan persamaan 4.15 berikut ini.
.
. . . (4.15) Dimana:E : Modulus Elastisitas (MPa) σ : Tegangan (MPa)
: Regangan
Dengan menggunakan persamaan 4.15 diatas maka nilai modulus elastisitas dari spesimen variasi 0,15% dapat ditentukan dimana nilai rata-rata tegangan ∆σ = 6,16 kgf/mm2 dan nilai rata-rata regangan ∆ԑ = 1,72% sebagai berikut.
σ
E = 42,80 MPa
Dengan demikian maka didapat nilai UTS, modulus elastisitas dan kekuatan luluh (yield strength) untuk semua spesimen variasi TiC, dan dapat dilihat pada tabel 4.22 berikut ini.
Tabel 4.22 Nilai UTS, modulus elastisitas dan kekuatan luluh (yield strength)
VARIASI TiC UTS (MPa) E (MPa) Ys (MPa)
0.15% 106.95
42.80 80.21
0.17% 108.52
43.84 80.21
0.19% 110.10
46.05 84.93
Berdasarkan tabel 4.22 diatas dapat diketahui bahwa penambahan TiC terhadap paduan Al+TiC dapat meninggatkan nilai UTS, modulus elastisitas, dan tegangan luluh. Nilai UTS pada spesimen 0,19% berada pada nilai tertinggi dibandingkan dengan nilai UTS pada spesimen 0,15% dan 0,17%, yaitu = 110 MPa. Untuk nilai modulus elastisitas terdapat nilai tertinggi pada spesimen 0,19%
yaitu sebesar E= 46,05 MPa, dan nilai terendah terdapat pada nilai spesimen 0,15% yaitu E= 42,80 MPa. Sedangkan untuk nilai yield strength nilai tertinggi terdapat pada spesimen 0,19% dengan nilai Ys = 84,93 MPa, 0,17% Ys = 80,21 MPa, dan 0,15% Ys = 80,21 Mpa.
4.3 Hasil Analisa
Setelah mendapatkan nilai dari beberapa pengujian selanjutnya dilakukan perbandingan terhadap produk UMKM di kota Tegal yaitu jendela kapal. Berikut gambar jendela kapal dapat dilihat pada gambar 4.41 dibawah ini.
Gambar 4.41 Jendela kapal produk UMKM kota Tegal
Perbandingan nilai kekerasan dan nilai UTS antara jendela kapal dan Al+TiC dapat dilihat pada tabel 4.23 dan 4.24 dibawah ini.
Tabel 4.23 Perbandingan nilai kekerasan jendela kapal dan material MMC A356+TiC.
Jendela Kapal Material MMC (A356+TiC)
BHN Variasi TiC BHN
81
0,15% 52,68
0,17% 54,32
0,19% 56,68
Tabel 4.24 Perbandingan nilai UTS jendela kapal dan material MMC A356+TiC.
Jendela Kapal Material MMC (A356+TiC)
MPa Variasi TiC MPa
316
0,15% 106,95
0,17% 108,52
0,19% 110,10
Dari tabel 4.23 dan 4.24 dapat diketahui bahwa sifat mekanik dari Material MMC (A356+TiC) belum dapat digunakan sebagai bahan pembuatan jendela kapal pada UMKM di kota Tegal.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Proses paduan Al + TiC dengan metode pengecoran gravitasi menggunakan Cooling Slope menghasilkan produk yang lebih baik dari A356.
2. Berikut kesimpulan hasil pengujian kekerasan, impak, keausan, mikrostruktur, dan Tarik :
a. Penambahan kompisisi Titanium Karbida (TiC) dan penggunaan Cooling Slope dapat meningkatkan kekerasan material Aluminium A356 yang mula-mula bernilai 37 BHN menjadi 56,68 BHN pada spesimen bagian bawah variasi Titanium Karbida (TiC) 0.19 %.
b. Penambahan kompisisi Titanium Karbida (TiC) dan penggunaan Cooling Slope dapat menurunkan nilai impact yang mula mula bernilai 0,2 J/mm2 menjadi 0,05 J/mm2 pada pada specimen bagian bawah variasi Titanium Karbida (TiC) 0,19%.
c. Penambahan kompisisi Titanium Karbida (TiC) dan penggunaan Cooling Slope dapat menurunkan laju keausan pada material Aluminium A356 yang mula-mula bernilai 1,85 mm3/s menjadi 0,52 mm3/s pada specimen bagian bawah variasi Titanium Karbida (TiC) 0,19%.
d. Penambahan kompisisi Titanium Karbida (TiC) dan penggunaan Cooling Slope dapat meningkatkan nilai tegangan maksimum pada material Aluminium A356 yang mula mula bernilai 56 MPa menjadi 110,1 MPa pada variasi Titanium Karbida (TiC) 0,19%.
e. Penambahan kompisisi Titanium Karbida (TiC) dan penggunaan Cooling Slope mempengaruhi mikrostruktur AlTiC dimana semakin banyak kandungan TiC maka struktur mikronya akan semakin halus dan rapat.
3. Berdasarkan standar yang diperlukan untuk pembuatan jendela kapal pada industri UMKM di Kota Tegal, maka paduan Al+TiC belum ada yang memenuhi standar sehingga paduan ini tidak dapat digunakan untuk bahan pembuatan jendela kapal.
5.2 Saran
Berikut adalah saran yang berguna bagi penelitian di masa mendatang, mengingat masih banyaknya kekurangan pada penelitian sebelumnya.
1. Dalam proses pencampuran Titanium Karbida diharapkan menggunakan alat yang dapat mencampur dengan baik.
2. Dalam proses pengecoran logam diharapkan untuk lebih memperhatikan penggunaan alat-alat keselamatan kerja.
3. Perlunya memakai peralatan pengujian yang memiliki tingkat keakurasian yang tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Syamsul Sigit Adisetiaji, (2016), “Pengaruh Persentase Berat Serbuk SiC Terhadap Kekuatan Tarik dan Ketangguhan Impak pada Komposit AlSiMgTiB-SiC Produk HPDC,” Semarang, Universitas Diponegoro.
[2] Abitama Mukti Raharjo dan Norman Iskandar, (2015), “Karakterisasai Sifat Fisik dan Mekanik Jendela Kapal Produk UMKM Berbahan Baku Limbah Aluminium,” Semarang, Universitas Diponegoro.
[3] L.Lancaster, (2013), “Utilization of Agroindustrial Waste in Metal Matrix Composites: Towards Sustainability,” Word Academy of Science, Engineering and Technology.
[4] Alamsyah, M. F., (2008), “Laporan Praktikum Struktur Dan Sifat Mekanik,”
Semarang, Universitas Diponegoro.
[5] Smallman, RE dan RJ Bishop., (2000), ”Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa Material,” Jakarta, Erlangga.
[6] Nurun Nayiroh, (2013), “Bahan Ajar Teknologi Material Komposit,” Malang, Universitas Islam Negeri Malang.
[7] Suhariyanto, “Perbaikan Sifat Mekanik Aluminium (A356.0) dengan Menambahkan TiC,” Institut Teknologi Surabaya.
[8] Hartomo, A., (1992), “Mengenal Pelapisan Logam (Elektroplating),”.
Yogyakarta.
[9] Davis, J.R., (1993), “Aluminium and Aluminium Alloys,” Ohio, USA.
[10] Anonim, “Aluminium,” dari [[http:webmineral.com/data/aluminium.shtml]], diunduh pada tanggal 10 Februari 2019.
[11] Considine, Douglas, M., (1974), “Instruments and Controls Handbook 2 nd.
[12] Ashby, Michael F, (2005), “Materials Selection in Mechanical Design (3th edition). Oxford.
[13] Purnomo, (2004)., “Pengaruh Pengecoran Ulang terhadap Kekuatan Tarik dan Ketangguhan Impak pada Paduan Aluminium Tuang 320,”
Proceedings, Komputer dan System Intelejen, Universitas Gunadarma, Jakarta.
[14] Abdi Karya, (2008), “proses pengecoran logam (Casting),”
http://www.academia.edu/11095976/proses_pengecoran_logam, diunduh pada tanggal 10 Februari 2019.
[15] Tugiman, T. Awaluddin, A. Farida, B.S. Tulus, Suhandi, Rizki. (2018), “The Effect of Cooling Slope on Mechanical Properties of Aluminium 8.5 wt.%Si Alloy Produced by Gravity Casting”, Journal of the 2nd ACIEVE 2018.
[16] Ilham Budianto, (2018), “Analisa Pengaruh Variasi Tekanan Terhadap Sifat Mekanik dan Mikrostruktur Aluminium A356 yang Diperkuat dengan Palm Oil Fly Ash (POFA) Menggunakan Pengecoran Metode Squeeze,”
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
[17] ASM Team, (1998), “ASM Metal Handbook Volume Fractography,” United States of America, American Society for Metal.
[18] ASTM E8. (2004), Standart Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials.
[19] Tugiman, (2017), “The Analysis of Composite Properties Reinforced With Particels From Palm Oil Industries Waste Produced by Casting Methods”, Journal of 10th Internasional Seminar on Industrial Engineering and Management (10th ISIEM).