NASKAH PUBLIKASI ILMIAH
ANALISA PENGARUH SOLUTION TREATMENT PADA MATERIAL
ALUMUNIUM TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS
Disusun Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat - Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S1) Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh : ABDUL KADIR D 200 06 0045
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
ii
”Analisa Pengaruh Solution Treatment Pada Material Aluminium terhadap Sifat Fisis dan Mekanisnya”
Abdul kadir., Masyrukan., Agus Yulianto. Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
JL. A. Yani Tromol Pos | Pabelan, Kartasura
Email : abdul_piero@yahoo.com
ABSTRAKSI
Perkembangan Alumunium di Indonesia memang sudah cukup
baik, namun perlu adanya penelitian lebih lanjut lagi mengenai
pencampuran logam yang dapat mempengaruhi ketahanan alumunium
pada saat aplikasi penggunaannya dikehidupan sehari-hari. Logam
alumunium perlu kita kembangkan lagi karena fungsinya yang cukup baik
dalam penggunaan logam yang tidak berat namun berkualitas baik.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis
alumunium akibat perbedaan waktu tahan pada solution treatment
Hasil akan dikarakterisasi sifat fisis dan mekanisnya, yang meliputi
uji kekerasan,uji impak,uji tarik. Selanjutnya material akan diperlakukan
dengan siklus thermal sebesar 450oC, kemudian dievaluasi lagi,sehingga
diharapkan didapat campuran dan temperatur yang sesuai.
1 A. PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Proses perlakuan pada material dikenai dengan dua perlakuan, pertama penuaan alamiah (natural aging) dan perlakuan panas (heat treatment). Pada perlakuan panas specimen dikenai perlakuan panas pelarutan (solution heat treatment) 450°C dengan waktu tahan 1 jam, 2 jam, 3 jam kemudian di quenching media air dan terakhir dituakan dengan penuaan buatan (artificial aging) 125°C dengan waktu tahan 1 jam. Pengujian yang dilakukan adalah Uji komposisi kimia, Uji struktur mikro, Uji impak (Charpy), Uji tarik, Uji kekerasan (Vikers)
2. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis akibat perbedaan waktu tahan pada solution treatment bahan alumunium. B. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
1. Tinjauan Pustaka
Rahman A (2004), dari hasil pengujian komposisi kimia pada penelitian sifat fisis dan mekanis Al, Mg, Si, pada material velg racing
didapatkan unsur paduan yang paling besar, yaitu Si sebesar 2,80%, kemudian Al 82,69%, Mg 1,11%. Dari hasil pengujian struktur mikro pada sampel paduan alumunium terdiri dari Al, MgSi dan Si.
Prakoso, C., (2009), dalam penelitian tentang analisis sifat fisis dan mekanis alumunium paduan Al, Si, Cu, terhadap perlakuan solution
treatment 450ºC, quenching dengan air dan aging 150ºC ditemukan
2 2. Landasan Teori
a. Alumunium Murni
Alumunium diperoleh dalam keadaan sair dengan elektrolisa, umumnya mencapai kemurnian 99,85% berat. Dengan mengelektrolisasi kembali dapat dicapai kemurnian 99,996%. Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi yang baik, hantaran panas dan listrik yang baik serta sifat-sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam. Tambahan terhadap kekuatan mekaniknya akan sangat meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn, Ni dan sebagainya, secara satu-persatu atau bersama-sama akan memberikan juga sifat-sifat baik lainnya seperti ketahanan korosi, ketahanan aus, koefisien pemuaian rendah dan lain sebagainya.
b. Perlakuan Panas Pelarutan (solution heat treatment)
Perlakuan ini bertujuan untuk menaruh unsur pengeras terlarut seperti tembaga (Cu) kedalam larutan padat aluminium. Proses ini dilakukan dengan memanaskan paduan ke temperatur tinggi di antara suhu
solidus (larutan padat), penentuan temperatur dapat dilihat pada
masing-masing diagram fasa paduan tersebut. Kemudian ditahan pada temperatur tersebut untuk mencapai larutan padat homogen. Ada dua faktor penting yang berpengaruh terhadap proses perlakuan panas pelarutan, yaitu temperatur perlakuan panas dan waktu tahan temperatur. Besarnya temperatur perlakuan panas pelarutan menandakan besarnya derajat panas yang dibutuhkan untuk melarutkan sebanyak mungkin unsur-unsur paduan yang ada. Karena daya larutan dan kecepatan difusi (perpindahan atom) bertambah dengan meningkatnya temperatur perlakuan panas maksimum yang masih diizinkan.
C. METODELOGI PENELITIAN
1. Alat dan Bahan
Alat
3 2. Blower
3. Bahan bakar 4. Cetakan Pasir 5. Catut
6. Alat uji tarik
7. Alat uji Kekerasan Vickers
8. Alat uji Impak Charpy
2. Bahan
Alumunium (velg sepeda, blok mesin, wajan, kawat listrik)
Dalam penyusunan tugas akhir ini dibagi menjadi beberapa tahapan penelitian. Pertama, Study Pustaka dan Survey Lapangan. Pencarian data yang berhubungan dengan penelitian dari buku atau laporan yang sesuai serta meninjau langsung dari tempat pengecoran aluminium. Kedua, Persiapan Alat dan Bahan. Mencari dan menentukan alat dan bahan yang digunakan untuk penelitian. Aluminium yang digunakan adalah velg
sepeda,wajan,blok mesin, kawat listrik.
Ketiga, Membentuk specimen sesuai standar JIS 2210. Keempat,
proses solution treatment. Kelima, menguji spesimen dengan alat uji tarik,kekerasan,impak.
Keenam, Mencatat data hasil penelitian dan melakukan pembahasan lebih lanjut. Diharapkan dapat mempunyai hasil positif. Kedelapan, Penarikan Kesimpulan Menyimpulkan data dan hasil pembahasan.
D. DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 1. Pengujian Kekerasan Vickers
4
Tabel D.1.1 Data Hasil Uij Kekerasan Vikers
d1 d2
Dari hasil pengujian dan grafik diatas terlihat bahwa terjadi penurunan setelah waktu tahan dinaikan. Pada pengujian waktu tahan 1jam dihasilkan nilai kekerasan rata-rata 55,49 kg/mm2, untuk waktu tahan 2jam 48,99 kg/mm2, untuk waktu tahan 3jam 48,88 kg/mm2
2. Pengujian Impak Charpy
Pengujian impak ini menggunakan lengan dengan panjang lengan (R) = 0,8 m ; berat (m) = 20 kg ; α = 156o dan energy terpasang = 300 Joule.
5
Tabel D.2.1 Data Hasil Uji Impak Charpy
Specimen (αo) (βo)
Dapat dilihat pada hasil pengujian impak charpy diatas setiap waktu tahan dinaikan maka kekuatan impaknya semakin menurun. Pada waktu tahan 1jam didapatkan Harga Impaknya 0,139 J/mm2; untuk waktu tahan 2jam harga impaknya 0,122 J/mm2; untuk waktu tahan 3jam harga impaknya 0,121 J/mm2
3. Pengujian Tarik
Pada pengujian tarik diketahui data berupa grafik pada kertas millimeter yang dipasang pada alat uji UTM(Universal Test Machine). Data grafik ini menyatakan hubungan antara penambahan gaya tarik P pada specimen yang diikuti dengan deformasi, terhadap regangan yang terjadi selama proses penarikan hingga specimen putus.
6 Tabel D.3.1 Data Hasil Uji Tarik
Specimen No P (N) A
Diketahui hasil uji tarik diatas didapati tegangan tariknya semakin meningkat apabila waktu tahanya semakin ditambah. Terlihat pada pengujian tarikdengan waktu tahan 1jam yaitu 16,8 N/mm2, pada waktu tahan 2jam didapat 17,79 N/mm2, sedangkan untuk waktu tahan 3jam 18,71 N/mm2
E. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan
Dari analisa penelitian yang dilakukan dan setelah didapatkan hasil pengujian dari setiap material, maka dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut:
7
b. Dari hasil pengujian impak charpy didapatkan penurunan harga impaknya setelah waktu tahanya dinaikan. Pada pengujian Heat Treatment Al 450oC 1jam 0,139 J/mm2;untuk Heat Treatment Al 450oC 2jam 0,122 J/mm2;untuk Heat Treatment Al 450oC 3jam 0,121 J/mm2
c. Dari hasil pengujian tarik didapatkan peningkatan nilai kekuatan tariknya setelah waktu tahannya dinaikan. Pada pengujian Heat Treatment Al 450oC 1jam 16,8 N/mm2;untuk Heat Treatment Al 450oC 2jam 17,79 N/mm2;untuk Heat Treatment Al 450oC 3jam 18,71 N/mm 2. Saran
1. Diperlukan perancanaan yang matang ketika akan melakukan sebuah riset atau penelitian. Kemampuan bekerja secara team dan berkoordinasi secara baik antara teman sangat dibutuhkan, jika penelitian ini dilakukan secara kelompok.
8
