Pengujian Tarik (Tensile Strength)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.7 Pengujian Tarik (Tensile Strength)

Tujuan dilakukannya pengujian tarik adalah untuk mengetahui kemampuan bahan tersebut menahan beban maksimum dan sejauh mana material tersebut bertambah panjang. Pengujian tarik sudah mempunyai standar yang sesuai, yaitu standar ASTM E8.

Adapun prosedur pengujian pada pengujian tarik adalah sebagai berikut:

1. Spesimen dijepit pada chuck.

2. Kertas grafik diletakkan pada strain recorder.

3. Jarum pada load dial gouge diletakkan pada angka nol dan diberikan beban pada spesimen hingga mencapai beban maksimum.

4. Pompa dihidupkan.

5. Motor memberikan beban pada hidrolik.

6. Hidrolik menggerakkan column naik ke atas.

7. Amati besarnya beban pada load dial gouge (alat penunjuk beban) yang terhubung dengan strainrecorder sewaktu melakukan pengujian.

8. Setelah spesimen putus, maka pompa dimatikan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengecoran A356+ SiC Metode Cooling Slope

Pengecoran metode cooling slope yang di lakukan pada penelitian ini menggunakan bahan Aluminium A356 dengan komposisi campuran Silika Karbida(SiC) (0,5%wt) dan (2,5%wt) dengan variasi kemiringan slope 15⁰,30⁰,45⁰,6⁰ dan 75⁰. Tujuan dari menggunakan variasi kemiringan slope adalah untuk mencari nilai sifat mekanik terbaik dari proses pengecoran menggunkan metode cooling slope .sedangkan untuk parameter lainnya konstan yaitu berat cairan logam 1500 gram dan Temperatur tuang 680 ^oC.

Hasil Pengecoran alumunium matriks komposit yang telah dilakukan di laboratorium foundry dapat dilhat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1 Hasil pengecoran AMC metode Cooling Slope

Produk hasil cooling slope dinamakan sebagai Metal Matrix Composite (MMC) yang merupakan paduan aluminium A356 sebagai matriks dan Silika Karbida (SiC) sebagai penguat matriks.Penambahan serbuk SiC 0,5%wt dan 2,5%wt untuk dapat membandingkan komposisi SiC yang terbaik.

4.2 Hasil Pengujian

Hasil pengujian pada penelitian ini yaitu meliputi hasil Uji kekerasan (metode Brinell), Uji impact (metode Charpy), Pengujian miktostruktur, Uji keausan (metode pin on disk) dan uji Tensile.

4.2.1 Hasil Pengujian Kekerasan

Pengujian kekerasan dilakukan menggunakan standart pengujian E10-01.

Pengujian kekerasan bahan hasil coran bertujuan untuk menentukan nilai kekerasan dari Aluminium matriks komposit ,komposisi SiC (0,5%wt) dan (2,5%wt) dengan variasi kemiringan 15⁰,30⁰,45⁰,60⁰ dan 75⁰. Yang menggunakan metode pengujian Brinell dengan beban sebesar 500 kg selama 5 detik. Proses pengujian ini dilakukan di laboratorium ilmu logam fisik, departemen teknik mesin USU.

Berikut adalah contoh spesimen brinell hardness number sebagaii berikut:

Gambar 4.2 spesimen Bagian atas , bagian tengah dan bagian bawah

Angka kekerasan Brinell dari specimen yang telah diuji dapat dihitung menggunakan persamaan:

Nilai untuk mencari brinell hardness Number ( BHN ) dari specimen yang sudah diuji dapat digunakan pada persamaan:

BHN = P ...(4.1)

(D –√( )

Dimana : P = Beban penekanan (500Kg) D = Diameter Bola Indentasi (5mm) d = Diameter Indentasi (mm)

Setelah dilakukan pengujian spesimen menggunakan metode Brinell dan dihitung menggunakan persamaan 4.1 maka diperoleh hasil kekerasan.

a. Spesimen A356 + SiC (0,5 %wt)

Berikut adalah contoh perhitungan untuk mencari nilai kekerasan : 1. Nilai Brinnel hardness number A356 + 0,5%wt SiC Bagian Atas

2. Nilai Brinnel hardness number A356 + 0,5%wt SiC Bagian Atas

3. Nilai Brinnel hardness number A356 + 0,5%wt SiC Bagian Atas

Dari ke-3 perhitungan nilai kekerasan brinnel hardness number bagian atas variasi kemiringan 15^o maka di dapat nilai rata menjadi 48,36 BHN seperti pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Hasil Uji Kekerasan pada spesimen 0,5%wt SiC . BRINELL HARDNESS TEST

Variasi kemiringan Posisi Pengecoran Nilai

Atas Tengah Bawah Rata-rata Pengujian kekerasan posisi coran Atas ,Tengah ,Bawah bahan Alumunium Matriks komposit. Berdasarkan tabel , grafik BHN yang terbentuk pada spesimen pengujian dapat di lihat pada gambar 4.3 berikut ini.

Gambar 4.3 Grafik Kekerasan nilai rata-rata 0,5% wt SiC

Dapat dilihat pada gambar grafik menunjukan nilai rata-rata pengujian kekerasan pada 3 posisi coran dapat dijelaskan , pada variasai kemiringan 15 derajat dengan komposisi SiC 0,5%wt Didapat nilai rata-rata kekerasan tertinggi

46,5

yaitu 51,56 BHN. Dan nilai terendah pada kemiringan 75 derajat dengan nilai kekerasan 48,02 BHN .

b. Spesimen A356 + SiC (2,5 %wt)

Tabel 4.2 Hasil Uji Kekerasan pada spesimen 2,5%wt SiC.

BRINELL HARDNESS TEST

Variasi kemiringan Posisi Pengecoran Nilai

Atas Tengah Bawah Rata-rata Pengujian kekerasan posisi coran Atas ,Tengah ,Bawah bahan Alumunium Matriks komposit. Berdasarkan tabel 4.2 grafik BHN yang terbentuk pada spesimen pengujian dapat di lihat pada gambar berikut ini.

Gambar 4.4 Grafik Kekerasan nilai rata-rata 2,5%wt SiC.

40,5

Dapat dilihat pada gambar 4.4 grafik menunjukan nilai rata-rata pengujian kekerasan pada 3 posisi coran dapat dijelaskan , pada variasai kemiringan 30 derajat dengan komposisi SiC 2,5%wt Didapat nilai rata-rata kekerasan tertinggi yaitu 55,74 BHN. Dan nilai terendah pada kemiringan 75 derajat dengan nilai kekerasan 49,09 BHN

c. Nilai BHN Komposisi 2,5%wt SiC dan 0,5%wt SiC Tabel 4.3 nilai rata-rata BHN 2,5%wt SiC dan 0,5%wt SiC

variasi sudut Pengujian kekerasan Nilai rata-rata BHN dengan perbandinga komposisi SiC 2,5%wt dan 0,5%wt. dengan perbedaan komposisi SiC ini dapat mengetahui komposisi campuran SiC yang terbaik dan kemiringan slope yang terbaik .

Gambar 4.5 Grafik Kekerasan nilai rata-rata 2,5%wt dan 0,5%wt SiC

Gambar 4.5 diatas memperlihatkan bahwa pengaruh komposisi pada pembuatan Aluminium matrik komposit dapat meningkatkan nilai kekerasan (BHN).pada pengecoran ini nilai rata-rata maksimum di capai pada sample kemiringan slope 30 derajat dan campuran SiC 2,5%wt yaitu sebesar 55,74 BHN.sedangkan nilai kekerasan terendah pada kemiringan slope 75 derajat dengan komposisi SiC 2.5%wt yaitu sebesar 49,09 BHN. kemiringan slope dapat mempengaruhi nilai kekerasan. Laju logam cair pada kemiringan hingga jatuh ke cetakan sangat berpengaruh.

Hasil pengujian kekerasan brinnel terhadap dua jenis sampel dengan komposisi partikel SiC yang berbeda, penambahan partikel terseebut berhasil meningkatkan kekerasan bahan. Terlihat pada komposisi 0,5%wt SiC nilai kekerasan tertinggi 51,81 BHN ,sedangkan pada komposisi 2,5%wt SiC nilai kekerasan tertinggi yaitu 55,74 BHN ,hal ini menunjukan keberhasilan peningkatan komposisi SiC dapat meningkatkan kekerasan.Penggunaan pengecoran gravitasi memiliki kelemahan dalam hal mencapai kehomogenan yang baik .

4.2.2 Hasil Pengujian Impact

Pengujian impak bertujuan untuk mengetahui ketangguhan material MMC yang dinyatakan dalam energi yang diserap sampel uji terhadap luasnya pada saat pengujian dan dinyatakan dalam energy (joule). Pengujian impak dilakukan pada sampel uji menggunakan metode charpy dan menggunakan standart pengujian dari Annual book of ASTM Vol.14.01E23M-00a dengan panjang 55 mm tinggi 10 mm dan lebar 10 mm, Sampel uji impak dapat dilihat pada gambar 4.6.

Gambar 4.6 Spesimen impact sebelum dan sesudah di uji

Untuk mencari energi yang dibutuhkan untuk mematahkan sampel (energi yang diserap) dinyatakan dalam persamaan:

E = P.D (cos β– cos α)…...(4.2) Keterangan:

E = Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan sampel (Joule) P = Berat Palu x gravitasi yaitu 251,664 N

D = Jarak lengan pengayun yaitu 0,6490 M Cos β = Sudut akhir pemukulan

Cos α = Sudut awal pemukulan yaitu konstan 147^o

Berikut ini adalah contoh perhitugan untuk mencari energi yang diserap pada uji impak dengan menggunakan persamaan (4.2) .

1. Energi yang di serap pada bagian Atas dengan sudut kemiringan 15^o E = P.D (cos β– cos α)

E = 251,664 N . 0,6490 m (cos 143 – cos 147) = 163,329 Nm . (0,040)

= 6,58 Joule

2. Energi yang di serap pada bagian Bawah dengan sudut kemiringan 15^o E = P.D (cos β– cos α)

E = 251,664 . 0,6490 (cos 142 – cos 147) = 163,329 Nm . (0,050)

= 8,26 Joule

setelah dilakukan pengujian menggunakan metode charpy dan dihitung menggunakan persamaan ( 4.2 ) Hasil uji energy yang diserap pada pengujian impak dapat diperlihatkan pada tabel 4.4

tabal 4.4 hasil uji impact energy yang di serap.

Sudut

Nilai rata-rata

A356+0.5%SiC A356+2.5%SiC ENERGI (J)

Atas Bawah Atas Bawah A356+0,5%SiC A356+2.5%SiC

15 6,58 8,26 8,26 6,50 7,42 7,38

30 8,32 8,32 6,58 7,39 8,32 6,99

45 8,32 8,32 8,26 7,39 8,32 7,83

60 10,04 11,85 9,15 8,26 10,95 8,71

75 11,93 13,80 10,04 10,00 12,87 10,02

Dari tabel 4.4 menunjukan hasil uji impak pada bahan alumunium matriks komposit dengan komposisi SiC 0,5%wt dan 2,5%wt . Makan energy yang di serap jika di buat dalam bentuk grafik maka akan terlihat seperti gambar.

Gambar 4.7 memperlihatkan hasil pengujian impak untuk aluminium alloy dengan penambahan SiC yang berbeda. Hasil pengujian diperoleh penambahan SiC 0.5%wt diperoleh kekuatan impak tertinggi yaitu 12,87 joule pada kemiringan cooling slope 75ô dan kekuatan minimum sekitar 7,42 joule pada kemiringan 75ô. Penambahan dari 0,5%wt SiC menjadi 2.5%wt SiC cenderung menurunkan kekuatan impak bahan ,dimana kekuatan impak tertinggi diperoleh pada sudut 75ô berkisar 10,02 joule. Jadi penambahan SiC sendiri tidak dapat meningkatkan nilai ketangguhan bahan ,bisa di lihat dari tabel dan grafik di atas.

Penurunan nilai impak karena penambahan SiC tidak dapat meningkatkan solid solution diantara matrik aluminium dan partikel pemerkuat SiC. Partikel yang memiliki titik cair lebih tinggi tersebut cenderung terdisfersi diantara matrik.

Gambar 4.7 Grafik Uji impak 2,5%wt SiC dan 0,5%wt

Sedangkan untuk mendapatkan nilai impak, maka rumus perhitungan dapat dilihat pada persamaan

Ki = E/Ai...(4.3) Dimana: Ki = Nilai impak (joule/mm²)

E = Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan sampel Ai = Luas penampang sampel (mm²)

Berikuta adalah perhitungan mencari nilai impak sebagai berikut : 1. Bagian Atas 0,5%wt SiC sudut 15^o

Tabel 4.5 Hasil uji impact nilai impact

sudut

Daerah Daerah Nilai Impak (Joule/mm²)

0.5%SiC 2.5%SiC Nilai rata-rata

Atas Bawah Atas Bawah A356+0.5%SiC A356+2.5%SiC

15 0,070 0,090 0,097 0,083 0,080 0,090 dalam grafik akan terlihat seperti gambar 4.8. menunjukan nilai impak tertinggi pada komposisi 0,5%wt SiC pada sudut kemiringan 75^o yaitu 0,156 (J/mm²) dan nilai terendah pada kemiringan 15^o yaitu 0,080 (J/mm²).sehingga dapat dilihat dari patahan uji sample gambar 4.9 smpai 4.14 merupakan patah getas.

Gambar 4.8 Grafik nilai impak 2,5% dan 0,5% SiC

Keuletan atau getasnya kedua sampel yang diuji impak ini dapat dilihat dari tekstrur permukaan patahan. Gambar 4.9 memperlihatkan permukaan patahan

sampel 0.5%wt SiC pada kemiringan 15^o, permukaan berwarna cerah tidak

0,000

berserabut mengindikasikan sampel patah getas, hal yang sama juga dijumpai pada sampel 0.5%wt SiC (gambar 4,10 sampai 4.13). pengaruh kemiringan sudut cooling slope sangat mempengaruhi nilai impak .semakin tinggi kemiringan slope maka semakin tinggi nilai impak tersebut.

Gambar 4.9 patahan sampel uji impak 0.5%wt SiC, 15^o bagian atas dan bawah

Gambar 4.10 patahan sampel uji impak 0.5%wt SiC, 30^o bagian atas dan bawah

Gambar 4.11 patahan sampel uji impak 0.5%wt SiC, 45^o bagian atas dan bawah

Gambar 4.12 patahan sampel uji impak 0.5%wt SiC, 60^o bagian atas dan bawah

Gambar 4.13 patahan sampel uji impak 0.5%wt SiC, 75^o bagian atas dan bawah

Keuletan atau getasnya kedua sampel yang diuji impak ini dapat dilihat dari tekstrur permukaan patahan. Gambar 4.14 memperlihatkan permukaan patahan sampel 2.5%wt SiC pada kemiringan 15^o, permukaan berwarna cerah tidak berserabut mengindikasikan sampel patah getas, hal yang sama juga dijumpai pada sampel 0.5%wt SiC. sampel 2.5%wt SiC kemiringan cooling slope 75^o (gambar 4.18) permukaan sedikit gelap dan bentuk patahan tidak rata yang mengindikasikan kekuatan impak bahan ini lebih baik dibanding sampel lain yang diuji.

Gambar 4.14 patahan sampel uji impak 2.5%wt SiC, 15^o bagian atas dan bawah

Gambar 4.15 patahan sampel uji impak 2.5%wt SiC, 30^o bagian atas dan bawah

Gambar 4.16 patahan sampel uji impak 2.5%wt SiC, 45^o bagian atas dan bawah

Gambar 4.17 patahan sampel uji impak 2.5%wt SiC, 60^o bagian atas dan bawah

Gambar 4.18 patahan sampel uji impak 2.5%wt SiC, 75^o bagian atas dan bawah

4.2.3 Hasil Pengujian Metallografi

Pengujian Metalografi dilakukan untuk melihat mikrostruktur yang ada dipermukaan specimen. Pengujian ini menggunakan Reflected Metallurgical Microscope dengan type Rax Vision No.545491, MM-10A,230V-50Hz. Hasil Pengujian mikrostruktur ini dilakukan untuk material Aluminium matriks komposit (A356) 0,5%wt dan 2,5%wt SiC dengan variasi Kemiringan slope 15ô,30ô,45ô,60ô dan 75ô .

a. Spesimen A356 + 0,5%wt SiC

Pengujian mikrostruktur dilakukan menggunakan optical microscope dengan berbagai pembesaran 100 x terhadap bahan aluminium yang diperkuat SiC

dengan komposisi 0.5%wt SiC. Hasil pengujian seperti diperlihatkan pada gambar berikut:

1. Spesimen 0,5%wt SiC variasi 15⁰

Hasil foto mikro untuk bahan Aluminium matriks komposit (Al 356-0,5%wt) dengan variasi 15⁰ terlihat pada gambar 4.19

Gambar 4.19 Foto mikro 0,5%wt SiC 15⁰ Pembesaran 100x dan 200 x

Pada gambar 4.19 terlihat struktur mikro yang terbentuk dengan pembesaran 100x, menunujukan struktur acircular -Al (berwarna terang) dan Strukur eutectic silicon (berwarna gelap). pada penelitian ini juga ditemukan porositas ( tanda panah biru ) yang tentunya dapat menurunkan kekuatan bahan. hal tersebut dapat dipengaruhi oleh faktor laju pendinginan.pada struktur ini menunjukan kerapatan butiran SiC yang dapat meningktkan kekeresan.

2. Spesimen 0,5%wt SiC variasi 30⁰

Hasil foto mikro untuk bahan Alumunium matriks komposit (Al 356-0,5%wt SiC) dengan variasi 15⁰ terlihat pada gambar 4.20

Gambar 4.20 Foto mikro 0,5%wt SiC 30⁰ Pembesaran 100x dan 200 x

Pada gambar 4.20 terlihat struktur mikro yang terbentuk dengan pembesaran 100x, menunujukan struktur acircular -Al (berwarna terang) dan Strukur eutectic silicon (berwarna gelap).kerapatan butiran pada gambar 4.12 menunjukan sedikit lebih baikdi bandingkan dengan kemiringan 45 ,60 dan 75⁰ .

3. Spesimen 0,5%wt SiC variasi 45⁰

Hasil foto mikro untuk bahan Alumunium matriks komposit (Al 356-0,5%wt SiC) dengan variasi 45⁰ terlihat pada gambar 4.21

Gambar 4.21 Foto mikro 0,5%wt SiC sudut 45⁰ Pembesaran 100x dan 200 x

Pada gambar 4.21 terlihat struktur mikro yang terbentuk dengan pembesaran 100x, menunujukan struktur acircular -Al (berwarna terang) dan Strukur eutectic silicon (berwarna gelap).

4. Spesimen 0,5%wt SiC variasi 60⁰

Hasil foto mikro untuk bahan Alumunium matriks komposit (Al 356-0,5%wt SiC) dengan variasi 60⁰ terlihat pada gambar 4.22

Gambar 4.22 Foto mikro 0,5%wt SiC 60⁰ Pembesaran 100x dan 200 x Pada gambar 4.22 terlihat struktur mikro yang terbentuk dengan pembesaran 100x, menunujukan struktur acircular -Al (berwarna terang) dan Strukur eutectic silicon (berwarna gelap).bentuk strukrur tidak jauh berbeda denagn kemiringan 30 dan 45⁰

5. Spesimen 0,5%wt SiC variasi 75⁰

Hasil foto mikro untuk bahan Alumunium matriks komposit (Al 356-0,5%wt SiC) dengan variasi 75⁰ terlihat pada gambar 4.23

Gambar 4.23 Foto mikro 0,5%wt SiC 75⁰ Pembesaran 100x

Pada gambar 4.23 terlihat struktur mikro yang terbentuk dengan pembesaran 100x, menunujukan struktur acircular -Al (berwarna terang) dan Strukur eutectic silicon (berwarna gelap).terlihat juga terdapat porositas pada sudut 75⁰yang dapat menurunkan sifat mekanik pada spesimen,

b. Spesimen A356 + 2,5%wt SiC

Pengujian mikrostruktur dilakukan menggunakan optical microscope dengan berbagai pembesaran terhadap bahan alumunium yang diperkuat SiC dengan komposisi 2.5%wt. SiC. Hasil pengujian seperti diperlihatkan pada gambar berikut:

1. Spesimen 2,5%wt SiC variasi 15⁰

Hasil foto mikro untuk bahan Alumunium matriks komposit (Al 356-2,5%wt SiC) dengan variasi 15⁰ terlihat pada gambar 4.24

Gambar 4.24 Foto mikro 2,5wt % SiC 15⁰ Pembesaran 100x

2. Spesimen 2,5%wt SiC variasi 30⁰

Hasil foto mikro untuk bahan Alumunium matriks komposit (Al 356-2,5%wt SiC) dengan variasi 30⁰ terlihat pada gambar 4.25

Gambar 4.25 Foto mikro 2,5%wt SiC 30⁰ Pembesaran 100x

3. Spesimen 2,5%wt SiC variasi 45⁰

Hasil foto mikro untuk bahan Alumunium matriks komposit (Al 356-2,5%SiC) dengan variasi 45⁰ terlihat pada gambar 4.26

Gambar 4.26 Foto mikro 2,5%wt SiC 45⁰ Pembesaran 100x

4. Spesimen 2,5% SiC variasi 60⁰

Hasil foto mikro untuk bahan Alumunium matriks komposit (Al 356-2,5%wt SiC) dengan variasi 60⁰ terlihat pada gambar 4.27

Gambar 4.27 Foto mikro 2,5%wt SiC 60⁰ Pembesaran 100x

5. Spesimen 2,5%wt SiC variasi 75⁰

Hasil foto mikro untuk bahan Alumunium matriks komposit (Al 356-2,5%wt SiC) dengan variasi 75⁰ terlihat pada gambar 4.28

Gambar 4.28 Foto mikro 2,5%wt SiC 75⁰ Pembesaran 100x

Pada gambar 4.33- 4.38 terlihat struktur mikro yang terbentuk dengan pembesaran 100x, menunujukan struktur acircular -Al (berwarna terang) dan Strukur eutectic silicon (berwarna gelap).tidak jauh berbeda bentuk struktur mikro dengan campuran SiC (0.5%wt) dengan berbagai kemiringan hampir sama ..

Jadi perbedaan (0,5%wt)SiC dengan (2,5%wt)SiC pada pengujian struktur mikro dapat dilihat perbedaan lebih sedikitnya porositas yang terjadi .Hal ini dapat terjadi berbagai faktor yaitu pencampuran yang tidak merata dan kurang menyebarnya serbuk SiC pada alumunium .

4.2.4 Hasil Pengujian Aus

Pengujian keausan dilakukan dengan metode pin on disk standart ASTM G99-04 dengan variasi beban dan kecepatan putaran. Keausan yang terjadi pada pengujian ini adalah keausan abrasive (Abrasive wear). Berikut ini adalah gambar specimen sebelum dilakukan pengujian keausan, specimen uji mempunyai ukuran yang sama dengan tebal (t) = 5mm dan diameter specimen (d) = 50 mm.

Pada pengujian keausan ini kecepatan putaran di variasikan (n) =150,180 dan 210 rpm waktu (t) = 30s dan pembebanan 5N adalah konstan. Berikut spesimen uji keausan dapat dilihat pada gambar 4.29.

Gambar 4.29 uji aus metode pin on disk (a) sebelum di uji, (b) setelah pengujian Gambar 4.29 diatas, terdapat jejak pada spesimen uji keausan. Jejak tersebut akibat penekanan pin yang diberi beban pada saat pengujian sehingga pin tersebut bergesekan pada permukaan spesimen. Lebar jejak tersebut dapat diukur dengan menggunakan Reflected Metallurgial Microscope dengan type Rax Vision No.545491, MM- 10A,230V-50Hz. Dengan menggunakan alat tersebut kemudian diukur lebar jejaknya. Lebar jejak uji keausan dapat dilihat pada gambar berikut :

1. Laju keausan A356+0,5%wt SiC a. Spesimen 0,5%wt SiC - 15⁰

Foto sampel lebar jejak dan kedalama uji keausan dengan variasi keiringan 15⁰ diperlihatkan pada gambar 4.30 berikut ini :

Gambar 4.30 Lebar jejak dan kedalam untuk variasi 15⁰

b. Spesimen 0,5%wt SiC – 30⁰

Foto sampel lebar jejak dan kedalama uji keausan dengan variasi keiringan 30⁰ diperlihatkan pada gambar 4.31 berikut ini :

Gambar 4.31 Lebar jejak dan kedalam untuk variasi 30⁰

c. Spesimen 0,5%wt SiC – 45⁰

Foto sampel lebar jejak dan kedalama uji keausan dengan variasi keiringan 45⁰ diperlihatkan pada gambar 4.32 berikut ini :

Gambar 4.32 Lebar jejak dan kedalam untuk variasi 45⁰ d. Spesimen 0,5%wt SiC – 60⁰

Foto sampel lebar jejak dan kedalama uji keausan dengan variasi keiringan 60⁰ diperlihatkan pada gambar 4.33 berikut ini :

Gambar 4.33 Lebar jejak dan kedalam untuk variasi 60⁰

e. Spesimen 0,5%wt SiC – 75⁰

Foto sampel lebar jejak dan kedalama uji keausan dengan variasi keiringan 15⁰ diperlihatkan pada gambar 4.34 berikut ini :

Gambar 4.34 Lebar jejak dan kedalam untuk variasi 75⁰

2. Laju keausan A356+2,5%wt SiC a. Spesimen 2,5%wt SiC - 15⁰

Foto sampel lebar jejak dan kedalama uji keausan dengan variasi keiringan 15⁰diperlihatkan pada gambar 4.35 berikut ini :

Gambar 4.35 Lebar jejak dan kedalam untuk variasi 15⁰

b. Spesimen 2,5%wt SiC - 30⁰

Foto sampel lebar jejak dan kedalama uji keausan dengan variasi keiringan 150 diperlihatkan pada gambar 4.36 berikut ini :

Gambar 4.36 Lebar jejak dan kedalam untuk variasi 30⁰

c. Spesimen 2,5%wt SiC - 45⁰

Foto sampel lebar jejak dan kedalama uji keausan dengan variasi keiringan 45⁰ diperlihatkan pada gambar 4.37 berikut ini :

Gambar 4.37 Lebar jejak dan kedalam untuk variasi 45⁰

d. Spesimen 2,5%wt SiC - 60⁰

Foto sampel lebar jejak dan kedalama uji keausan dengan variasi keiringan 60⁰ diperlihatkan pada gambar 4.38 berikut ini :

Gambar 4.38 Lebar jejak dan kedalam untuk variasi 60⁰

e. Spesimen 2,5%wt SiC - 75⁰

Foto sampel lebar jejak dan kedalama uji keausan dengan variasi keiringan 75⁰ diperlihatkan pada gambar 4.39 berikut ini :

Gambar 4.39 Lebar jejak dan kedalam untuk variasi 75⁰

Salah satu faktor yang mempengaruhi keausan adalah putaran. Maka dilakukan pengujian variasi putaran terhadap keausan. Lebar jejak yang dihasilkan pada material Al-SiC tidak sepenuhnya lurus, tetapi terdapat lekukan-lekukan pada jejaknya. Hal ini dikarenakan pengikisan abrasive pada spesimen tidak merata, karena adanya getaran pada pin akibat pembebanan.

Berdasarkan hukum keausan Archard tentang hukum keausan (wear law ) bahwa untuk menentukan laju keausan terlebih dahulu dihitung panjang lintasan dan volume keausannya. Panjang lintasan dapat dihitung melalui persamaan (4.6)terlebih dahulu dihitung jari – jari lintasan. Jari – jari lintasan dapat dihitung menggunakan persamaan (4.5) berikut:

r=

...(4.5)

r = Jari – jari lintasan (mm) ᾱ = Lebar jejak rata – rata (μm) dp = Diameter pengujian (mm)

Berdasarkan persamaan diatas ,untuk spesimen A356 + 0,5%wt dengan kecepatan putaran 210 rpm dengan kemiringan slope 15 derajat lebar jejak rata – rata 1,2773 μm dan diameter 75 mm , maka dapat dihitung seperti berikut :

r =

r = 25,64 mm

Ilustrasi skematis spesimen hasil uji keausan secara experimen dapat dilihat pada gambar 4.32 berikut ini.

Gambar 4.40 skematis spesimen hasil uji keausan Keterangan:

dp1 = diameter dalam lintasan (mm) dp2 = diameter luar lintasan (mm)

Luas lintasan dapat dihitung melalui persamaan (4.8) dan (4.9) setelah terlebih dahulu dihitung jari – jari luar lintasan. Jari – jari luar lintasan dapat dihitung menggunakan persamaan (4.7) berikut.

r

^p2 =

r

^p1 + ᾱ...(4.7)

dimana:

rp1 = Jari – jari dalam lintasan (mm) rp2 = Jari –jari luar lintasan (mm)

Berdasarkan persamaan diatas ,untuk spesimen A356 + 0,5%wt dengan kecepatan putaran 210 rpm dengan kemiringan slope 15 derajat lebar jejak rata – rata 1,2773 μm dan jari – jari dalam lintasan sebesar 25,64 mm , maka dapat dihitung seperti berikut :

rp2 = rp1 + ᾱ

rp2 = 25,64 mm + (1,2773 μm x 10^-3) rp2 = 26,92 mm

Setelah didapat hasil perhitungan untuk jari – jari luar lintasa, maka luas lintasan dan luas luar lintasan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (4.8) dan (4.9) berikut: Ap1 = π. rp1²...(4.8)

Ap2 = π. rp2²... (4.9) 26,92 mm, maka dapat dihitung seperti berikut :

a. Untuk luas dalam lintasan Ap1 = π. rp1²

Setelah didapat hasil perhitungan untuk luas dalam lintasan dan luas luar lintasan, maka volume keausan experimen dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (4.10) berikut ini.

= (

2275,06 mm²

–

2064,27 mm²

).

0,2734 x 10^-3 mm Vp

=

57,63

Setelah didapat hasil perhitungan untuk volume keausan, maka laju keausan experimen dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (4.11) berikut ini:

Ѱp=

....

...(4.11)

Dimana:

Ѱp = Laju keausan eksperimen (mm³/s) t = waktu pengujian ( s )

Berdasarkan persamaan diatas ,untuk spesimen A356 + 0,5%wt dengan kecepatan putaran 210 rpm dengan kemiringan slope 15 derajat. Laju keausan experiment dapat dihitung sebagai berikut:

Ѱp=

Ѱp= 1,921 mm³/s

Berdasarkan rumus di atas , maka dapat diketahui laju keausan untuk semua variasi komposisi SiC dengan variasi (n) putaran dapat dilihat pada tabel 4.31 berikut ini.

3. Hasil pengujian Aus Bahan 0,5%wt SiC Berbagai kemiringan Tabel 4.6 Laju keausan pada Spesimen Variasi 210 rpm

Variasi SiC n

Tabel 4.7 Laju keausan pada Spesimen Variasi 180 rpm

Tabel 4.8 Laju keausan pada Spesimen Variasi 150 rpm Variasi

Laju keausan bahan sangat dipengaruhi oleh kecepatan sliding disk serta jenis bahan yang diuji. Gambar 4.41 memperlihatkan laju keausan bahan pada berbagai kecepatan sliding.

Gambar 4.41 Laju keausan bahan alumunium-0.5%wt. SiC pada berbagai kecepatan sliding

210 rpm 180 rpm 150 rpm

Gambar 4.41 diatas memperlihatkan untuk hampir semua kemiringan cooling slope peningkatkan kecepatan akan meningkatkan laju keausan bahan. Laju keausan tertinggi diperoleh pada 210 rpm untuk bahan dengan kemiringan slope 75^o. Sebaliknya laju keausan terendah diperoleh pada bahan dengan kemiringan sudut 30^o kecepatan sliding 150 rpm.

4. Hasil pengujian Aus Bahan 2,5%wt SiC Berbagai kemiringan Tabel 4.9 Laju keausan pada Spesimen Variasi 210 rpm

Variasi

Tabel 4.10 Laju keausan pada Spesimen Variasi 180 rpm Variasi

Tabel 4.11 Laju keausan pada Spesimen Variasi 150 rpm Variasi

Laju keausan bahan sangat dipengaruhi oleh kecepatan sliding disk serta jenis bahan yang diuji.data tabel di atas adalah hasil laju keausan setian

masing-masing variasi putaran. Pada gambar 4.42 memperlihatkan laju keausan bahan pada berbagai kecepatan sliding.

Gambar 4.42 Laju keausan bahan alumunium-2.5%wt SiC pada berbagai

Dalam dokumen DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA (Halaman 79-135)