PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg) TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN ALUMINIUM.

commit to user

PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg)

TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO

PADA PENGECORAN ALUMINIUM

SKRIPSI

Oleh:

SETIAWAN NOOR CHOLIS

K 2508077

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

commit to user

ii

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Setiawan Noor Cholis

NIM : K 2508077

Jurusan/Program Studi : PTK/Pendidikan Teknik Mesin

menyatakan bahwa skripsi saya berjudul PENGARUH PENAMBAHAN

UNSUR MAGNESIUM (Mg) TERHADAP KEKERASAN DAN

STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN ini

benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang

dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam

daftar pustaka.

Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini jiplakan,

saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, April 2013

Penulis,

commit to user

iii

PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg)

TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO

PADA PENGECORAN ALUMINIUM

Oleh :

SETIAWAN NOOR CHOLIS

K 2508077

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan Gelar

Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

commit to user

iv

PERSETUJUAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji

Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Surakarta, April 2013

Pembimbing I, Pembimbing II,

Suharno, ST., MT. Drs. Yadiono, MT.

commit to user

v

PENGESAHAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji

Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta dan diterima untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar

Sarjana Pendidikan.

Hari :

Tanggal :

Tim Penguji Skripsi

Nama Terang Tanda Tangan

Ketua : Yuyun Estriyanto, ST., M. T

Sekretaris : Budi Harjanto, ST, M. Eng

Anggota I : Suharno, ST., MT.

Anggota II :Drs. Yadiono, MT

Disahkan oleh

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret

Dekan,

commit to user

vi

ABSTRAK

Setiawan Noor Cholis. PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM

(Mg) TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA

PENGECORAN ALUMINIUM. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, April 2013.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi penambahan unsur magnesium (Mg) terhadap kekerasan dan struktur mikro pada pengecoran aluminium. Bahan baku pada penelitian ini adalah aluminium. Sebelum melakukan penelitian lebih lanjut terlebih dahulu aluminium mengalami pengujian komposisi kimia untuk mengetahui secara pasti komposisi dari aluminium tersebut.

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang menggunakan satu variabel bebas (variasi unsur magnesium sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6%), dua variabel terikat (nilai uji kekerasan dan foto struktur mikro) dan lima variabel kontrol (aluminium, suhu peleburan, suhu tuang, pasir cetak dan ukuran spesimen). Penelitian ini terdiri dari beberapa tahap, di antaranya pemotongan bahan baku, peleburan bahan baku, sampai penambahan unsur magnesium yang dilakukan di Laboratorium Logam Politeknik Manufaktur Ceper yang beralamat di Batur, Tegalrejo, Ceper, Klaten. Pengujian struktur mikro dan pengujian kekerasan dilakukan di Laboratorium Bahan Teknik, Program Diploma Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada (UGM) yang beralamat di Jl. Grafika No. 2 Yogyakarta. Data hasil penelitian dan pengujian diuraikan dengan menggunakan metode diskriptif analitis.

Hasil dari penelitian menunjukkan nilai kekerasan dari aluminium meningkat seiring dengan banyaknya unsur magnesium (Mg) yang ditambahkan. Semakin banyak unsur magnesium (Mg) yang dimasukkan ke dalam aluminium cor mengakibatkan ukuran butir menurun.

commit to user

vii

ABSTRACT

Setiawan Noor Cholis. THE EFFECT OF THE ADDED MAGNESIUM (Mg)

ELEMENT ON THE HARDNESS AND MICRO STRUCTURE OF CAST

ALUMINUM. Skripsi: The Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas

Maret University, Surakarta February 2013.

The objective of this research is to investigate the effect of the variations of the added magnesium (Mg) element on the hardness and micro structure of aluminum. Material for the research was aluminum. Prior to further study, aluminum was exposed to chemical composition testing to find out its composition definitely.

This research used the experimental research method with one independent variable (variations of magnesium element of 0.2%, 0.4% and 0.6%), two independent variables (hardness test value, micro structure photograph), and five control variables (aluminum, smelting temperature, casting temperature, molding sands, and specimen size). It consisted of several phases, namely: cutting the material, smelting the material, adding the magnesium element at the Metal Laboratory, Ceper Polytechnics of Manufacture residing in Batur, Tegalrejo, Klaten. The micro structure testing and the hardness testing were conducted at the Engineering Material Laboratory, Gadjah Mada University residing at Jl. Grafika No. 2 Yogyakarta. The data of the research were analyzed by using the descriptive analytical methods.

The results of the research show that the hardness value of the aluminum increases along with the quantity of the added magnesium element. The increasing amount of magnesium element added into the cast aluminum causes grain size of the aluminum to get smaller.

commit to user

ix

PERSEMBAHAN

Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk:

Doamu yang tiada terputus, kerja keras tiada henti, pengorbanan yang

tak terbatas pula. Semuanya membuatku bangga memiliki kalian. Tiada kasih

sayang yang seindah dan seabadi kasih sayangmu.

Kakak dan Adiku

Terima kasih telah mendukung dan mendorong langkahku, membantu di saat aku

kesusahan dan kekurangan dan mengarahkan di saat aku salah jalan.

Yunita Hispana Suiza

Terima kasih karena senantiasa mendorong langkahku dengan perhatian dan

semangat dan selalu ada di sampingku baik di saat kutegar berdiri maupun saat

kujatuh dan terluka.

Keluarga besar PTK

Terima kasih atas kerja samanya dalam membantu penulisan skripsi ini.

Sahabat-sahabatku

Sahabat cost Dewi Muning (Santoso, Irawan, Teguh, Andi, Wega, Sirus dkk),

sahabat seperjuangan (Hepy, Kokok, Dwi, Joko, Momox, Sidiq, Ampx,Yudi, Aziz,

Kating, Tri Ujan, Dika, Fuad, Prisma, Aziz, Desy dkk) dan sahabat PTK terima

kasih atas dukungan, hiburan canda tawa yang menghilangkan stres dalam

perjalanan penulisan skripsi ini .

commit to user

x

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

limpahan rohmat, taufik, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul PENGARUH PENAMBAHAN

UNSUR MAGNESIUM (Mg) TERHADAP KEKERASAN DAN

STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN .

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam

mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Skripsi ini dapat diselesaikan

tidak lepas dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih

kepada yang terhormat:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah

memberikan persetujuan atas permohonan penulisan skripsi.

3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah

memberikan persetujuan atas permohonan penulisan skripsi.

4. Drs. H. Wardoyo selaku Pembimbing Akademik.

5. Suharno, ST., MT selaku Dosen Pembimbing I, yang selalu memberikan

pengarahan dan bimbingan dengan penuh kesabaran dalam penulisan skripsi

ini.

6. Drs. Yadiono, MT selaku Dosen Pembimbing II, yang selalu memberikan

motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran dalam penulisan skripsi ini.

7. Pak Kosa dan Pak Basuki selaku instruktur Politeknik Manufaktur Ceper

yang telah memberikan waktu dan tempat dalam proses pengecoran pada

penelitian ini.

8. Pak Wiyadi, ST selaku staff Laboratorium Bahan Teknik, Program Diploma

commit to user

xi

mendampingi dalam pengujian kekerasan dan struktur mikro pada penelitian

ini.

9. Teman-teman seperjuangan PTM 2008 terima kasih atas kerja sama dan

bantuannya.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak

kekurangan. Sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya

membangun dari semua pihak. Apabila dalam pelaksanaan penelitian dan

penulisan skripsi ini terdapat kesalahan dan hal yang tidak berkenan, penulis

sampaikan mohon maaf yang sebesar-besarnya.

Surakarta, April 2013

commit to user

BAB II LANDASAN TEORI A.Tinjauan Pustaka ... 5

1. Pengecoran Logam ... 5

2. Perbandingan Cetakan Pasir (Sand Casting) dan Cetakan Logam (Die Casting) ... 8

3. Uji Komposisi ... 15

4. Sifat Mekanis Logam ... 16

commit to user

xiii

6. Struktur Mikro ... 23

7. Aluminium (Al) ... 27

8. Pengaruh Unsur pada Paduan Aluminium ... 29

9. Magnesium (Mg) ... 34

10. Paduan Aluminium Magnesium (Al - Mg) ... 35

B.Penelitian yang Relevan ... 36

C.Kerangka Berpikir ... 37

D.Hipotesis ... 38

BAB III METODE PENELITIAN A.Tempat dan Waktu Penelitian ... 39

G.Pelaksanaan Penelitian ... 54

1. Diagram Alir Penelitian ... 54

2. Urutan Langkah Penelitian ... 55

H.Analisis Data ... 56

1. Analisis Hasil Pengujian Kekerasan ... 56

2. Analisis Struktur Mikro ... 57

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A.Deskrisi Data ... 58

1. Raw Material dan Hasil Spesimen yang Dibuat ... 58

commit to user

xiv

3. Pengujian Struktur Mikro ... 60

B.Pengujian Hipotesis ... 61

C.Pembahasan Data ... 62

1. Analisa Hasil Pengujian Kekerasan... 62

2. Analisa Hasil Pengujian Struktur Mikro ... 64

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN A.Simpulan ... 67

B.Implikasi ... 67

C.Saran ... 68

DAFTAR PUSTAKA ... 69

commit to user

xv

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Waktu Pembekuan Aluminium dari Beberapa Proses Pengecoran... 9

2.2 Perbandingan Ukuran Indentor Terhadap Ukuran Meterial... 21

2.3 Perbandingan Diameter Indentor (D) Terhadap Konstanta Bahan ... 21

2.4 Sifat Fisis Aluminium Murni ... 29

2.5 Sifat Mekanis Aluminium Murni ... 29

3.1 Komposisi Kimia Aluminium yang Digunakan ... 43

3.1 Desain Eksperimen Penelitian... 54

commit to user

2.4 Interface Antara Cairan Logam dengan Cetakan Pasir dan Juga dengan Cetakan Logam Drag ... 9

2.5 Cope dan Drag ... 13

2.6 Cetakan yang Telah Siap Diisi Cairan Logam ... 14

2.7 Rangka Cetakan dari Kayu ... 14

2.8 Rangka Cetakan dari Baja ... 14

2.9 Macam-macam Ladle ... 15

2.10 Alat Uji Komposisi ... 16

2.11 Mesin Uji Kekerasan Brinell ... 20

2.12 Posisi Indentor Terhadap Benda Uji ... 22

2.13 Mikroskop ... 26

2.14 Diagram Fasa Al-Mg... 35

2.15 Kerangka Berfikir... 37

commit to user

xvii

3.14 Autosol ... 49

3.15 Jangka Sorong ... 50

3.16 Larutan Etsa ... 50

3.17 Peralatan Keselamatan Kerja ... 50

3.18 Spectrometer Metal Scan Merk Arun Technologi Type 2500 Series Tahun 2005 ... 51

3.19 Universal Hardness Tester ... 52

3.20 Metallurgical Microscop With Inverted (Olympus PME) ... 52

3.21 Bentuk dan Ukuran Spesimen ... 53

3.22 Diagram Alir Penelitian ... 54

4.1 Raw Material dan Hasil Spesimen yang Dibuat ... 58

4.2 Histogram Hasil Uji Kekerasan Brinell dari Hasil Pengecoran Aluminium dengan Penambahan Unsur Magnesium (Mg) Sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6% dan Raw Material yang Digunakkan. ... 62

4.3 Grafik Tingkat Kekerasan dari Hasil Pengecoran Aluminium dengan Penambahan Unsur Magnesium (Mg) Sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6% dan Raw Material yang Digunakkan ... 63

commit to user

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Perhitungan Nilai Kekerasan Brinell pada Masing-masing Spesimen ... 72

2. Table of Brinell Hardness Numbers ... 81

3. Laporan Pengujian Komposisi Kimia Aluminium dari Politeknik Manufaktur Ceper ... 89

4. Hasil Uji Kekerasan Brinell dari Laboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada ... 91

5. Daftar Kegiatan Seminar Proposal Skripsi ... 92

6. Surat Permohonan Ijin Penulisan Skripsi ... 94

7. Surat Keputusan Dekan FKIP Tentang Ijin Penyusunan Skripsi ... 95

8. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Rektor UNS ... 96

9. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Kepala Laboratorium Bahan Teknik UGM ... 97

10.Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Kepala Akademik Politeknik Manufaktur Ceper ... 98

11.Surat Keterangan Pengujian Analisis Struktur Mikro Dan Uji Kekerasan Brinell di Laboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada ... 99