BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.5 Metode Pengujian
2.5.1 Uji Kekerasan
Kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan). Dalam dunia teknik khususnya bidang material beban tekan sangat penting untuk dibahas salah satunya pengujian kekerasan metode Brinell. Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (spesimen). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan untuk material yang memiliki permukaan yang kasar dengan uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten. Adapun rumus persamaan kekerasan Brinell Menurut ASTM E10 [18].
(2.1)
Dimana : BHN = Brinell Hardnes Number P = Beban penekanan (500 Kg) D = Diameter Bola Indentasi (5 mm) d = Diameter Indentasi (mm)
π = 3,14/ 22
7
Gambar 2.7 Skema pengujian brinell [24]
Keterangan:
D = Diameter bola indentasi P = Beban penekanan
d = Diameter indentasi 2.5.2 Uji Impak
Pengujian impak merupakan salah satu pengujian yang pada proses pengujian rusak (destructive test). Uji impact dilakukan untuk menghitung energi redaman yang mampu diserap suatu material. Dalam pengujian impact energi yang teredam dapat dihitung dengan persamaan.
E = P.D (cos β – cos α) (2.2) Sedangkan kuat impact dapat dihitung dengan persamaan
Ki = E/A (2.3)
Dimana: E = Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan sampel (Joule) P = Berat Palu x gravitasi yaitu 251,3 N
D = Jarak lengan pengayun yaitu 0,6495 m Cos β = Sudut akhir pemukulan (˚)
Cos α = Sudut awal pemukulan (147˚) Ki = Nilai kuat impak (Joule/ mm2)
A = Luas penampang patahan (mm2)
Metode impak charpy menggunakan prinsip tumbukan dengan posisi spesimen horizontal, dan posisi takikan berada di belakang daerah yang akan ditumbuk. Berikut terdapat beberapa bentuk takikan pada spesimen uji impak, antara lain:
(a)
(b)
Gambar 2.8 (a) Spesimen pengujian impak (b) Pengujian impak (sumber : ASTM E 23-00)
Adapaun beberapa bentuk patahan yang sering terjadi pada pengujian impak, anatara lain:
a. Patah ulet
Yaitu perpatahan yang melibatkan mekanisme pergeseran bidang-bidang kristal di dalam bahan yang ulet. Ditandai dengan permukaan patahan yang berbentuk dimpel, berserat yang berpenampilan buram.
b. Patah getas
Yaitu perpatahan yang dihasilkan oleh mekanisme pembelahan pada butir-butir dari bahan yang rapuh. Ditandai dengan permukaan patahan yang datar dan mampu memberikan pantulan cahaya yang baik.
c. Patah campuran
Yaitu perpatahan yang mengkobinasikan perpatahan dua jenis diatas. Bahan yang mengalami patah campuran memiliki keuletan dan kekerasan yang seimbang.
2.5.3 Uji Tarik
Pengujian tarik merupakan salah satu metode pengujian destructive yang memiliki peranan penting dalam proses manufaktur dari suatu sistem produksi.
Pada proses uji tarik ini, akan didapatkan nilai dari kemampuan bahan untuk menerima beban tarik pada sistem yang bekerja , dimana proses pengujian ini sudah terstandarisasi di seluruh dunia sehingga nilai yang kita dapatkan tentunya akan diterima dan dimengerti oleh para peneliti. Dengan melakukan uji tarik terhadap bahan hasil coran maka kita akan tahu kemampuan dari bahan tersebut mampu menerima beban tarikan hingga putus, dan sejauh mana kemuluran yang terjadi pada bahan tersebut, alat yang digunakan untuk uji tarik tentunya harus memenuhi standar yang ada di pasaran dan dimiliki cengkraman yang kuat dan kekakuan yang tinggi. Untuk melakukan pengujian tarik, biasanya terdapat jenis spesimen yang dibentuk yaitu tipe plat, setengah bulat dan bulat.
Berikut contoh spesimen uji tarik yang umum digunakan:
Spesimen tipe plat
Spesimen tipe setengah bulat
Spesimen tipe bulat
Dimension (mm)
G-Gage 25
W-Width 6
T-Thickness 4
R-Radius 6
L-Overall length 100
A-Length of reduced 32
B-Length of grip 30
C-Width of grip 10
Dimension (mm)
G-Gage 50
W-Width 12,5
T-Thickness
R-Radius 12,5
A-Length of reduced 60
B-Length of grip 75
C-Width of grip 20
Gambar 2.9 Spesimen uji tarik [25]
Setelah dilakukan proses uji tarik terhadap bahan hasil coran maka akan didapatkan kurva yang berhubungan dengan hukum Hooke yang berisi tentang pengaruh tegangan terhadap gaya yang diberikan dibagi luas penampang tarikan, sehingga kita dapat menentukan nilai modulus elastisitas dari bahan hasil coran tersebut.
σ
=𝐹
𝐴 dan ε
= ∆𝑙
𝑙 (2.4)
Sehingga modulus elastisitas
E =
σε
x 100% (2.5)
Dimana:
σ
= Tegangan tarik (Mpa)ε
= Regangan (%)E = Modulus elastisitas (Mpa)
∆l = Pertambahan panjang (mm) F = Gaya tarik dari mesin uji (N) A = Luas penampang (mm²) l = Panjang awal (mm)
Dimension (mm)
G-Gage 30
D-Diameter 6
R-Radius 6
A-Length of reduced 36
Gambar 2.10 Mesin uji tarik 2.5.4 Uji Keausan
Material apapun akan mengalami keausan dengan mekanisme yang beragam, yatitu: keausan abrasi, oksidasi, adhesi, erosi dan friting. Dibawah ini diberikan penjelasan ringkas dari mekanisme-mekanisme tersebut. Besarnya permukaan jejak dari material tergesek itu yang dijadikan dasar penentuan tingkat keausan pada material. Semakin besar dan dalam jejak keausan maka semakin tinggi volume material yang terkelupas dari benda uji. Ilustrasi dari kontak permukaan antara revolving disc dan benda uji ditunjukkan pada gambar 2.8.
Gambar 2.11 Pengujian keausan dengan metode pin on disk (ASTM, G99-95a).
Dimana : F = gaya yang diberikan pada pin (N) R = jarak antara disk dengan pin (mm) d = diameter bola/pin (mm)
D = diameter disk (mm) W = putaran (rpm)
Laju keausan Wear rate digunakan untuk menghitung laju keausan persatuan waktu. Unit yang digunakan tergantung pada jenis keausan dan sifat tribosystem yang terjadi.Laju keausan dapat dinyatakan sebagai :
1. Volume material yang dibuang persatuan waktu, per unit jarak luncur, perputaran dari komponen , per osilasi dari tubuh ( yaitu, dikeausan sliding).
2. Volume rugi perunit normal gaya persatuan jarak luncur (mm³/N.m, yang kadang-kadang disebut faktor keausan).
3. Perubahan dimensi dalam persatuan waktu.
4. Massa rugi persatuan waktu.
5. Perubahan relative dalam dimensi volume sehubungan dengan perubahan yang sama dilain substansi.
2.5.5 Uji Metallografi
Analisa mikro adalah suatu analisa mengenai struktur logam melalui pembesaran dengan menggunakan mikroskop khusus metallography. Dengan analisa mikro struktur, kita dapat mengamati bentuk dan ukuran kristal logam, kerusakan logam akibat proses deformasi, proses perlakuan panas, dan perbedaan komposisi. Sifat-sifat logam terutama sifat mekanis dan sifat teknologis sangat mempengaruhi dari mikro struktur logam dan paduannya. Mikro struktur logam dapat diubah dengan perlakuan panas ataupun dengan proses perubahan bentuk (deformasi) dari logam yang akan diuji. Pengamatan metallography dengan mikroskop optik dapat dibagi dua, yaitu metallography makro yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran 10-100 kali dan metallography mikro yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran diatas 100 kali. Adapun gambar alat uji foto mikro dapat dilihat pada gambar 2.7.
Gambar 2.12 Mikroskop Metalurgi
Fungsi dari uji struktur mikro adalah mengambil gambar dari spesimen yang di uji dengan ukuran 100x-700x pembesaran (metallography). Sebelum melakukan percobaan metallography terhadap suatu material, terlebih dahulu ditentukan material logam yang akan diuji. Sebaiknya harus ada data pembanding antara data mikro struktur yang di dapat dari percobaan dengan data mikro struktur yang sebenarnya dari suatu material yang dijadikan benda uji. Adapun langkah-langkah yang harus dilakukan dalam percobaan metallography ini adalah sebagai berikut:
1. Cutting (Pemotongan)
Pemilihan sampel yang tepat dari suatu benda uji studi mikroskopik merupakan hal yang sangat penting.Pemilihan sampel tersebut didasarkan pada tujuan pengamatan yang hendak dilakukan.Pada umumnya bahan komersil tidak homogen, sehingga satu sampel yang diambil dari suatu volume besar tidak dapat dianggap representatif.
Pengambilan sampel harus direncanakan sedemikian sehingga menghasilkan sampel yang sesuai dengan kondisi rata-rata bahan atau kondisi di tempat-tempat tertentu (kritis), dengan memperhatikan kemudahan pemotongan pula. Secara garis besar, pengambilan sampel dilakukan pada daerah yang akan diamati mikrostruktur maupun makrostrukturnya. Ada beberapa sistem pemotongan sampel berdasarkan media pemotong yang digunakan, yaitu meliputi proses pematahan, pengguntingan, penggergajian, pemotongan abrasi (abrasive cutter), gergaji kawat, dan EDM (Electric Discharge Machining).
Berdasarkan tingkat deformasi yang dihasilkan, teknik pemotongan terbagi menjadi dua yaitu teknik pemotongan dengan deformasi yang besar, menggunakan
gerinda dan teknik pemotongan dengan deformasi kecil, menggunakan low speed diamond saw. Sebagai contoh, untuk pengamatan mikrostruktur material yang mengalami kegagalan, maka sampel diambil sedekat mungkin pada daerah kegagalan (pada daerah kritis dengan kondisi terparah), untuk kemudian dibandingkan dengan sampel yang diambil dari daerah yang jauh dari daerah gagal. Perlu diperhatikan juga bahwa dalam prosesmemotong, harus dicegah kemungkinan deformasi dan panas yang berlebihan. Oleh karena itu, setiap proses pemotongan harus diberi pendinginan yang memadai.
2. Mounting
Spesimen yang berukuran kecil atau memiliki bentuk yang tidak beraturan akan sulit untuk ditangani khususnya ketika dilakukan pengamplasan dan pemolesan akhir. Sebagai contoh adalah spesimen yang berupa kawat, spesimen lembaran metal tipis, potongan yang tipis, dan lain-lain.Untuk memudahkan penanganannya, maka spesimen spesimenspesimen tersebut harus ditempatkan pada suatu media (media mounting).
3. Grinding (Pengamplasan)
Sampel yang baru saja dipotong, atau sampel yang telah terkorosi memiliki permukaan yang kasar.Permukaan yang kasar ini harus diratakan agar pengamatan struktur mudah untuk dilakukan.Pengamplasan dilakukan dengan menggunakan kertas amplas yang ukuran butir abrasifnya dinyatakan dengan mesh. Urutan pengamplasan harus dilakukan dari nomor mesh yang rendah (hingga 150 mesh) ke nomor mesh yang tinggi (180 hingga 600 mesh). Ukuran grit pertama yang dipakai tergantung pada kekasaran permukaan dan kedalaman kerusakan yang ditimbulkan oleh pemotongan. Hal yang harus diperhatikan pada saat pengamplasan adalah pemberian air.Air berfungsi sebagai pemidah geram, memperkecil kerusakan akibat panas yang timbul yang dapat merubah struktur mikrosampel dan memperpanjang masa pemakaian kertas amplas. Hal lain yang harus diperhatikan adalah ketika melakukan perubahan arah pengamplasan, maka arah yang baru adalah 450 atau 900 terhadap arah sebelumnya.
4. Polishing (Pemolesan)
Setelah diamplas sampai halus, sampel harus dilakukan pemolesan. Pemolesan bertujuan untuk memperoleh permukaan sampel yang halus bebas goresan dan mengkilap seperti cermin dan menghilangkan ketidak teraturan sampel. Permukaan sampel yang akan diamati di bawah mikroskop harus benar- benar rata. Apabila permukaan sampel kasar atau bergelombang, maka pengamatan struktur mikro akan sulit untuk dilakukan karena cahaya yang datang dari mikroskop dipantulkan secara acak oleh permukaan sampel. Tahap pemolesan dimulai dengan pemolesan kasar terlebih dahulu kemudian dilanjutkan dengan pemolesan halus.
5. Etching (Etsa)
Etsa merupakan proses penyerangan atau pengikisan batas butir secara selektif dan terkendali dengan pencelupan ke dalam larutan pengetsa baik menggunakan listrik maupun tidak ke permukaan sampel sehingga detil struktur yang akan diamati akan terlihat dengan jelas dan tajam. Untuk beberapa material, mikrostruktur baru muncul jika diberikan zat etsa.Sehingga perlu pengetahuan yang tepat untuk memilih zat etsa yang tepat.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Kegiatan dan Tempat
Waktu penelitian ini direncanakan selama enam bulan, dimulai dari bulan Juni 2018 sampai Desember 2018. Tempat penelitian seperti terlihat pada table 3.1 berikut :
Tabel 3.1 Kegiatan dan tempat penelitian
No Kegiatan Tempat
1 Persiapan Alat dan Bahan Laboratorium Teknologi Mekanik Teknik Mesin USU
4 Pengujian Kekerasan Laboratorium Metalurgi Teknik Mesin USU
5 Pengujian Impak Laboratorium Metalurgi Teknik 6 Pengujian Aus Laboratorium Getaran Kebisingan
USU
7 Pengujian Tensile Laboratorium Mekanika Teknik Mesin USU
8 Pengujian Metallografi Laboratorium Metalurgi Teknik Mesin USU
3.2. Bahan dan Alat Penelitian
Terdapat beberapa bahan dan alat yang digunakan untuk melakukan penelitian. Bahan dan alat penelitian tersebut adalah sebagai berikut :
3.2.1Bahan Penelitian a. Aluminium A356
Dalam penelitian ini bahan yang digunakan adalah aluminium dalam bentuk ingot dengan komposisi kandungan didalamnya seperti ditunjukkan pada tabel 3.2 dan terlebih dahulu dipotong sebelum dilebur. Adapun aluminium yang digunakan dalam penelitian terlihat pada gambar 3.1.
Tabel 3.2 Komposisi Aluminium A356 (%) [21].
Al Si Fe Cu Mn Mg Ti 92,39 6,8 0,11 0,14 0,18 0,34 0,04
Gambar 3.1 Aluminium A356 (Ingot) b. Arang Kayu Laut
Banyak sekali bahan bakar yang digunakan dalam proses peleburan di dapur krusibel, baik itu batubara, briket, kerosin, kayu maupun arang kayu. Pada eksperimen ini memakai bahan bakar berupa arang kayu laut. Arang kayu laut merupakan bahan bakar pengganti kerosin. Selain harga yang lebih murah, arang kayu laut juga dapat menghasilkan panas yang baik untuk peleburan serta tidak terlalu memiliki asap yang terlalu tebal. Bahan bakar arang kayu laut.
Gambar 3.2 Arang kayu laut
3.2.2 Alat Penelitian
1) Dapur Peleburan (Furnance)
Dapur ini terbuat dari batu bata tahan api dan semen tahan api. Dapur peleburan ini digunakan untuk tempat membakar krusibel. Dapur peleburan dapat dilihat pada gambar 3.3 berikut ini :
Gambar 3.3 Dapur Peleburan 2) Cooling Slope
Cooling slope merupakan komponen peralatan yang ditambahkan pada proses pengecoran gravitasi. Peralatan ini berfungi sebagai control cooling rate pada cairan logam sebelum mengisi rongga cetakan. Pada peralatan ini pengaturan dilakukan terhadap kemiringan plat dan panjang lintasan cairan, dimana kedua faktor ini sangat menentukan laju pendinginan cairan sebelum mengisi cetakan.
Cooling slope digunakan untuk mengalirkan aluminium yang sudah mencair ke dalam cetakan. Alat cooling slope ini mempunyai 5 sudut kemiringan, yaitu 15˚, 30˚, 45˚, 60˚, dan 75˚. Alat cooling slope dapat dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4 Cooling Slope
1) Boron Nitride
Berfungsi untuk melapisi jalur lintasan dari cooling slope agar alumunium tidak banyak menempel di jalur lintasan dari cooling slope. Boron nitride dapat dilihat pada gambar 3.5 berikut ini:
Gambar 3.5 Boron Nitride 2) Permanent mold / Cetakan coran
Cetakan coran digunakan adalah jenis permanent mold yang terbuat dari baja perkakas yang merupakan salah satu jenis baja karbon medium. Permanent mold dibuat berdasarkan jenis pola cetakan logam yaitu bentuk silinder. Untuk cetakan: (a) uji kekerasan, uji impak, uji aus dan uji metallografi berbeda dengan (b) cetakan uji tarik.
Untuk ukuran cetakan uji kekerasan, uji impak, uji aus dan uji metallografi adalah: diameter = 68 mm,tinggi = 75 mm. Ukuran cetakan uji tarik adalah diameter
= 18 mm, tinggi = 210 mm
(a) (b) Gambar 3.6 Cetakan permanent
3) Krusibel
Krusibel berbentuk silinder yang terbuat dari grafit dipakai sebagai wadah untuk melelehkan paduan aluminium. Penggunaan krusibel ini mempunyai batas pemakaian ±10 kali penggunaan. Dilihat dari segi maintenance krusibel ini tidak terlalu rumit, hanya perlu menghindari kontak langsung dengan air ketika telah selesai melebur karena dapat mengurangi tingkat ketahanan krusibel itu sendiri cukup dengan meletakan krusibel di tumpukan pasir. Krusibel dapat dilihat pada gambar 3.7 berikut ini.
Gambar 3.7 Krusibel 4) Thermokopel type-K
Alat ini digunakan sebagai pengukur suhu aluminium cair.
Spesifikasi:
Dimensi : 165 x 76 x 43 mm.
1. Berat : 403 gr.
2. Single type K thermocouple with direct or differential measurement to 0,10.
3. Up to 1400
˚
C.Sesuai spesifikasinya Thermokopel type-K ini dapat dilihat pada gambar 3.8 berikut ini.
Gambar 3.8 Termokopel Type-K
5) Timbangan Digital
Digunakan untuk menimbang SiC agar sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Timbangan digital dapat dilihat pada gambar 3.9 berikut ini:
Gambar 3.9 Timbangan Digital 6) Timbangan Manual
Digunakan untuk menimbang aluminium agar sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Timbangan digital dapat dilihat pada gambar 3.10 berikut ini:
Gambar 3.10 Timbangan Manual
7) Blower
Digunakan sebagai penghembus angin agar nyala api tetap terjaga sehingga panas yang dihasilkan dapat meningkat dan stabil sesuai dengan kebutuhan untuk mencairkan aluminium. Blower dapat dilihat pada gambar 3.11.
Gambar 3.11 Blower 8) Mesin Gerinda Tangan
Alat ini digunakan untuk memotong dan membentuk hasil dari pengecoran menjadi spesimen uji impak, uji metallografi, dan uji kekerasan. Digunakan juga untuk menghaluskan spesimen uji aus dan uji metallografi. Mesin gerinda tangan dapat dilihat pada gambar 3.12.
Spesifikasi:
Merk = RYOUTA Putaran = 3.000 rpm D max = 100 mm Daya = 570 Watt
Gambar 3.12 Mesin Gerinda Tangan 9) Ragum
Alat ini digunakan untuk menjepit spesimen agar mudah ketika dilakukan pemotongan dengan menggunakan mesin gerinda tangan. Ragum ini terlihat pada gambar 3.13
Gambar 3.13 Ragum 10) Jangka Sorong
Jangka sorong digunakan untuk mengukur dimensi pada saat pembuatan spesimen. Alat ini terlihat pada gambar 3.14.
Gambar 3.14 Jangka sorong 11) Mesin Sekrap Datar
Alat ini digunakan untuk membuat specimen pengujian impact, seperti terlihat pada gambar 3.15.
Mesin Sekrap Datar ini memiliki spesifikasi : Merk : CMZ
Type : L-150 Made in : Spain
Gambar 3.15 Mesin sekrap datar
12) Mesin Bubut
Mesin bubut adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda yang diputar. Bubut sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Mesin bubut ini digunakan untuk membuat specimen uji tensile (uji tarik). Gambar mesin bubut dapat dilihat pada gambar 3.16.
Gambar 3.16 Mesin Bubut 13) Mesin Gergaji
Mesin gergaji adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda. Gergaji sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memotong benda kerja secara bolak – balik sampai benda tersebut terpotong sesuai yang diinginkan. Mesin gergaji dapat dilihat pada gambar 3.17.
Gambar 3.17 Mesin Gergaji 14) Alat Uji Keausan
Alat uji keausan yang digunakan adalah alat uji keausan dengan standar ASTM G99-04. Alat ini digunakan untuk mengetahui keausan dari suatu material.
Dalam penelitian ini materialnya adalah Al dan Al-Mg-fly Ash. Sebelum dilakukan
pengujian keausan, specimen harus dibentuk sesuia dengan ASTM G99-04. Alat uji keausan dengan standar ASTM G99-04 dapat dilihat pada gambar 3.18.
Spesifikasi :
Putaran motor : 60- 600 rpm Diameter piring putar : 160 mm Ketebalan spesimen uji : 2 – 10 mm Diameter Spesimen uji : 30 – 100 mm
Gambar 3.18 Pin on disk 15) Alat Uji Kekerasan
Alat uji kekerasan yang digunakan adalah Brinell Hardness Tester. Alat ini digunakan untuk mengetahui kekerasan dari suatu material. Alat uji kekerasan terlihat pada gambar 3.19.
Spesifikasi:
Type : BH-3CF
Kapasitas max : 3000 Kgf
Bola indentasi : 3,5 mm – 10 mm
Gambar 3.19 Brinell Hardness tester
16) Alat Uji Impak
Alat uji getas yang digunakan adalah Impact Tester. Alat ini digunakan untuk mengetahui keuletan dari material. Metode yang digunakan dalam pengujian impak adalah metode charpy. Alat uji impak yang terlihat pada gambar 3.20.
Gambar 3.20 Impact Tester 17) Alat Uji Metallografi
Alat uji metallografi yang digunakan Mikroskop optic. Alat ini digunakan untuk mengetahui mikrostruktur dari suatu material, pengujian ini dilakukan di laboratorium Metalurgi Fisik Departemen Teknik Mesin USU yang terlihat pada gambar 3.21.
Spesifikasi :
Merk : Rax Vision Material Plus
Pembesaran optic : 50x, 100x, 200x, dan 500x
Gambar 3.21 Mikroskop optic
18) Alat Uji Tarik
Alat uji kekuatan tarik digunakan untuk mengetahui kekuatan dari suatu material yang telah dibentuk berdasarkan ukuran standar untuk pengujian tarik. Alat uji tarik yang terlihat pada gambar 3.22.
Gambar 3.22 Mesin uji tarik 19) Polishing machine
Pemolesan bertujuan untuk memperoleh permukaan sampel yang halus bebas gores dan mengkilap seperti cermin dan menghilang ketidakteraturan sampel.
Permukaan sampel yang akan diamati dibawah mikroskop harus benar-benar rata.
Mesin Polishing yang digunakan adalah seperti gambar 3.23.
Gambar 3.23 Polishing machine
Persiapan Bahan dan Pembuatan cetakan
Peleburan Bahan
Aluminium A356
Spesimen
Permesinan
Pengujian
Kekerasan Impak Metallografi Tensile test Keausan
Analisa Data
Kesimpulan n
Selesai 3.3 Diagram Alir Penelitian
Berikut ini merupakan diagram alir penelitian seperti pada gambar 3.24 :
Mulai
Tidak
Ya
Gambar 3.24 Diagram alir penelitian
3.4 Prosedur Penelitian
3.4.1 Proses Penimbangan Bahan
Proses awal sebelum melakukan pengecoran bahan yang telah disiapkan berupa, Aluminium A356 lalu ditimbang sesuai komposisi yang inginkan. Adapun Prosesdur yang dilakukan antara lain :
1. Pemotongan Ingot A356 menjadi bagian-bagian kecil, agar mudah dimasukan dalam krusibel.
2. Penimbangan potongan aluminium A356 sesuai komposisi yang akan diinginkan.
Gambar 3.25 Penimbangan bahan 3.4.2 Proses pengecoran logam
Pengecoran Alumunium dilakukan di Laboratorium Foundry Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. Adapun prosedur yang dilakukan pada proses pengecoran Aluminium adalah sebagai berikut:
1. Timbang Aluminium type A356 sebanyak 1500 gr.
2. Masukan aluminium yang telah ditimbang kedalam krusibel.
3. Masukan krusibel kedalam dapur peleburan sampai sesuai suhu yang diinginkan.
4. Buang ampas atau kotoran yang mengapung pada cairan aluminium.
5. Cek suhu yang berada pada krusibel dengan menngunakan thermokopel type-K.
6. Apabila sudah mencapai suhu yang diinginkan tuang cairan aluminium kedalam cetakan yang sudah disiapkan.
3.4.3 Pengujian Kekerasan ( hardness test )
Pengujian kekerasan bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material.
Pengujian ini dilakukan di beberapa titik yang identasi setelah dilakukan pengecoran. Pengujian kekerasan terhadap spesimen Alumunium A356 coran menggunakan metode Brinell hardness test dan dilakukan di laboratorium metallurgi Teknik Mesin USU.
Adapun prosedur yang dilakukan pada pengujian kekerasan (harness) adalah sebagai berikut:
1. Dipersiapkan spesimen untuk diuji kekerasan.
2. Spesimen dilakukan proses polishing dengan menggunakan kertas pasir dengan variasi nomor 600,800,1000,1200,1500,dan 2000.
3. Spesimen diberi tanda titik pada permukaan yang halus tadi dengan spidol/pulpen.
4. Spesimen diletakkan pada landasan specimen yang ada pada mesin Brinell Hardness test.
5. Bola baja sebagai penetrator diset pada titk yang akan diuji dengan kondisi bersinggungan (bola baja hanya menyentuh titik).
6. Kemudian diberi beban dengan menggunakan handle hingga 500kg dan tahan selama 5 detik.
7. Setelah 5 detik, katup pembuang dibuka dengan pelan.
8. Diameter indentasi/jejak bola baja diukur dengan menggunakan teropong.
9. Diameter yang diperoleh dikonversikan dengan nilai diameter dan beban( dalam hal ini beban 500 kg).
10. Ulangi prosedur tersebut untuk pengujian spesimen selanjutnya.
3.4.4 Pengujian Impak (Impact test )
Pengujian impak dilakuan pada sampel uji dengan menggunakan metode charpy, Pengujian impak dilakukan untuk mengetahui ketangguhan material Alumunium A356 yang dinyatakan dalam energy (joule) yang diserap sampel uji pada saat pengujian. Pengujian ini dilakukkan di Laboratorium Metallurgi Universitas Sumatera Utara.
Adapun prosedur yang dilakukan pada pengujian impak adalah sebagai berikut :
1. Siapkan semua peralatan dan bahan yang digunakan.
2. Bersihkan permukaan spesimen dengan kertas pasir sampai halus dan rata.
3. Dimensi spesimen diukur dan dibuat takikan sesuai dengan standar pengujian impak.
4. Takikan spesimen berada di tengah spesimen tersebut dengan sudut takikan 45˚,
4. Takikan spesimen berada di tengah spesimen tersebut dengan sudut takikan 45˚,