i
ANALISIS SIFAT MEKANIK
PADA VARIASI PADUAN ALUMINIUM (Al) DAN SILICON (Si)
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Strata Teknik (S-1)
Oleh : Noer Edi Priyanto
201310120311203
TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2018
vi
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufiq dan hidayah NYA laporan tugas akhir yang berjudul “ANALISIS SIFAT MEKANIK PADA VARIASI PADUAN ALUMINIUM (Al) DAN SILIKON (Si) ’’ akhirnya dapat terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat banyak hambatan dan rintangan yang di hadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala tulisan tersebut dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk ide, saran, serta bimbingannya sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi ini. Ungkapan terima kasih tersebut disampaikan kepada :
1. ALLAH SWT yang selalu memberikan rahmat, taufiq, dan hidayah NYA kepada saya.
2. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materil maupun non materil, mendoakan, mengingatkan akan pesan - pesannya yang tak akan terlupakan.
3. Keluarga besar yang selelu mendoakan dan mensuport.
4. Bapak Murjito, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing I sekaligus Kepala Jurusan Teknik Mesin UMM, yang telah memberi masukan ide, serta saran sehingga terselesaikannya skripsi ini.
5. Bapak Ir.Ali Mokhtar., MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan saran serta cara - cara penulisan yang benar sehingga skripsi ini terselesaikan.
6. Ibu Iis Siti Aisyah ST., MT.,Phd selaku Skretaris Jurusan Teknik Mesin UMM
7. Bapak/Ibu Dosen, Karyawan serta staf Tata Usaha yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis secara langsung maupun tidak langsung.
8. Bapak Dr. Ir. Wahyono Suprapto, MT.Met. selaku pemilik Laboratorium Alpa Beta Gama yang telah mengizinkan saya untuk melakukan penelitian
vii
disana dan juga memberi masukan - masukan serta saran dalam hal teori tentang proses penelitian.
9. Mas Andik dan Mas Tian selaku karyawan Laboratorium Alpa Beta Gama yang telah membantu dan membimbing saya dalam tata cara melakukan proses penelitian.
10. Teman - teman seperjuangan Teknik Mesin D angkatan 2013 yang selalu memberi semangat, masukan ide, saran dan nasehat.
11. Teman - teman kos (Ilham, Lutfi, dll) yang selalu menghibur dan mensuport saya.
12. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan kalian semua.
Dalam penyusunan skripsi ini tentunya masih terdapat kekurangan yang tidak terbahas, oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat diharapkan untuk pengembangan skripsi ini. Semoga ALLAH SWT memberikan rahmat, taufiq, serta hidayah NYA kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.
Malang, 08 Agustus 2018
Noer Edi Priyanto
viii
LEMBAR JUDUL... i
POSTER ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR ASISTENSI ... iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Tujuan Masalah ... 2
1.4. Batasan Masalah... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1. Aluminium ... 4 2.2. Paduan Aluminium ... 5 2.3. Silikon ... 11 2.4. Pengecoran ... 14 2.5. Finishing ... 18 2.6. Cetakan ... 20
2.7. Gating System dan Riser ... 24
2.8. Proses Peleburan ... 26
2.9. Holding Time ... 29
2.10. Uji Impak ... 29
2.11. Pengujian Kekerasan ... 35
2.12. Struktur Mikro ... 36
ix
3.1. Diagram Alir Penelitian ... 23
3.2. Waktu dan Tempat ... 23
3.3. Bahan dan Peralatan Penelitian ... 24
3.3.1. Bahan Penelitian... 24
3.3.2. Alat Penelitian ... 25
3.4. Variabel Penelitian ... 25
3.5. Langkah Kerja Penelitian ... 26
3.5.1. Pengecoran ... 26 3.5.2. Pemotongan Bahan... 26 3.5.3. Pembentukan Spesimen ... 26 3.5.4. Uji Impak ... 26 3.5.5. Uji Vickers ... 27 3.5.6. Uji Mikrostruktur ... 28
3.6. Data Penelitian Uji Impak ... 29
3.7. Data Penelitian Uji Kekerasan ... 30
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ... 37
4.1. Hasil Pengujian ... 37
4.1.1. Hasil Pengecoran Al-Si ... 37
4.1.2. Hasil Uji Impak ... 38
4.1.3. Hasil Uji Kekerasan ... 40
4.1.4. Hasil Uji Mikrostruktur ... 42
4.1.5. Pembahasan ... 42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 54
5.1. Kesimpulan ... 54
5.2. Saran ... 55 DAFTAR PUSTAKA
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Fasa Al-Si (Abdillah Fuad, 2010:12) ... 7
Gambar 2.2. Mikrostruktur Al-7%Si perbesaran 500x, etsa 0.5% HF 1) Silikon Eutektik, 2) Al12Fe3Si2Chinese Script, 3) Mg2Si chinese Script (M.H. Mulazimoglu dkk, 1996) ... 8
Gambar 2.3. Mikrostruktur Paduan Eutektik Al-Si. Etsa 0.5% HF dan Perbesaran 750x (ASM International, 1988) ... 9
Gambar 2.4. Skema Pembekuan Eutektik Terhadap Paduan Aluminium-Silikon (T. B, Abbot, B. A. Parker, 1990) ... 10
Gambar 2.5. Gambar Cetakan Permanen ... 18
Gambar 2.6. Mekanisme Pembebanan Metode Charpy dan Metode Izod ... 19
(Dieter, George E (1988:472) ... 19
Gambar 2.7. Spesimen Uji Impak ASTM E23 (Bahtiar dkk, 2014:458) ... 19
Gambar 2.8. Bentuk Indentor Vickers ... 21
Gambar 2.9. Alat Uji Foto Mikro (Mikroskop Optic) ... 22
Gambar 2.10. Struktu mikro pada aluminium padua silikon ... 22
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian...23
Gambar 3.2. Aluminium Murni. ... 24
Gambar 3.3. Gambar silikon. ... 25
Gambar 3.4. Jangka Sorong. ... 25
Gambar 3.5. Gergaji Besi. ... 25
Gambar 3.6. Timbangan Digital. ... 26
Gambar 3.7. Kertas Amplas. ... 26
Gambar 3.8. Krusibel. ... 26
Gambar 3.9. Thermogun. ... 26
xi
Gambar 3.11. Alat Uji Vickers. ... 27
Gambar 3.12. Alat Uji Mikrostruktur. ... 27
Gambar 3.13. Proses persiapan Cetakan Permanen. ... 29
Gambar 3.14. Proses Peleburan Al-Si. ... 29
Gambar 3.15. Proses Penuangan Coran ke Cetakan Permanen... 29
Gambar 3.16. Proses pembongkaran coran. ... 29
Gambar 3.17. Spesimen Uji Impak ASTM E23. ... 20
Gambar 3.17. Rumus Angka Kekerasan Vickers. ... 48
Gambar 4.1. Hasil Coran Variasi Silikon 15%...37
Gambar 4.2. Hasil Coran Variasi Silikon 20%...37
Gambar 4.3. Hasil Coran Variasi Silikon 25%...37
Gambar 4.4. Hasil Coran Variasi Silikon 30%...38
Gambar 4.5. Spesimen Uji Impak...38
Gambar 4.6. Grafik Nilai Rata-Rata Harga Ketangguhan Coran Al-Si...40
Gambar 4.7. Spesimen Uji Kekerasan...40
Gambar 4.8. Grafik Nilai Rata-Rata Harga Kekerasan Coran Al-Si...43
Gambar 4.9. Hasil Foto...44
Gambar 4.10. Coran Paduan Al-30%Si...44
Gambar 4.11. Coran Paduan Al-15%Si...45
Gambar 4.12. Grafik Nilai Kekerasan...45
Gambar 4.13. Grafik Nilai Ketangguhan...46
Gambar 4.14. Gambar kurva T harga impak...50
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Sifat Aluminium (DeGarmo, 1988:157)...4
Tabel 2.2. Sifat Mekanik Aluminium (ASM Handbook Volume 2, 2010).5 Tabel 2.3. Titik cair dan temperatur penuangan dari paduan aluminium...16
Tabel 2.4. Temperatur penuangan untuk berbagai coran (Surdia, 2000)...24
Tabel 3.1. Data Ketanguhan Hasil Uji Impak Variasi Silikon 15%...33
Tabel 3.2. Data Ketangguhan Hasil Uji Impak Variasi Silikon 20%...33
Tabel 3.3. Data Ketangguhan Hasil Uji Impak Variasi Silikon 25%...33
Tabel 3.4. Data Ketangguhan Hasil Uji Impak Variasi Silikon 30%...34
Tabel 3.5. Rata-Rata Data Ketangguhan Hasil Uji Impak ...34
Tabel 3.6. Data Kekerasan Hasil Uji Vickers Variasi Silikon 15%...34
Tabel 3.7. Data Kekerasan Hasil Uji Vickers Variasi Silikon 20%...35
Tabel 3.8. Data Kekerasan Hasil Uji Vickers Variasi Silikon 25%...35
Tabel 3.9. Data Kekerasan Hasil Uji Vickers Variasi Silikon 30%...35
Tabel 3.10. Rata-Rata Data Harga Kekerasan Hasil Uji Vickers...35
Tabel 4.1. Hasil Uji Impak...39
Tabel 4.2. Hasil Uji Kekerasan Variasi Si 15%...41
Tabel 4.3. Hasil Uji Kekerasan Variasi Si 20%...41
Tabel 4.4. Hasil Uji Kekerasan Variasi Si 25%...41
