Pengaruh Proses Artificial Aging 150˚C Terhadap Hasil Pengujian Kekerasan Dari Pengecoran Ulang Aluminium

(1)

TER

J

U

RHADAP

PEN

Disusun S J U

JURUSA

UNIVERS

P HASIL

NGECOR

Sebagai Sy urusan Te Universitas B N

AN TEKNI

SITAS MU

PENGUJ

RAN ULA

yarat Menc eknik Mesin s Muhamm Disusun o BAGAS AR IM : D200

IK MESIN

UHAMMA

2020

JIAN KEK

ANG ALU

capai Gelar n Fakultas adiyah Su oleh: RDITYA 150193

N FAKUL

ADIYAH

0 KERASA

UMINIUM

r Sarjana T Teknik rakarta

LTAS TE

SURAKA

AN DARI

Teknik

EKNIK

ARTA

(2)

\S dengan j PENGAR PENGUJ yang dibu S1 pada Sejauh y skripsi ya gelar kes atau inst cantumka PER Saya men judul: RUH PROS JIAN KEKE uat untuk jurusan yang saya ang sudah sarjanaan tansi man an sebaga RNYATAA nyatakan d SES ART ERASAN D memenuh Teknik Me ketahui b dipublikas di lingkun napun, ke imana mes AN KEASL dengan se TIFICIAL A DARI PEN i sebagian esin Unive bukan mer sikan dan p ngan Univ cuali seba stinya. IAN TUGA esungguhn AGING 15 GECORA n syarat m ersitas Mu rupakan ti pernah dip versitas M agian sum Su AS AKHIR nya bahwa 0˚C TERH N ULANG memperoleh uhammadiy iruan atau pakai untuk uhammad mber infor rakarta,12 Yang M Bagas a Tugas A HADAP HA ALUMINI h gelar sa yah Surak u duplikasi k mendapa iyah Sura rmasinya 2 Oktober 2 Menyatakan s Arditya Akhir ASIL UM rjana karta. dari atkan karta saya 2020 n

(3)

(4)

Tu 150˚C PENGEC hadapan sebagian Teknik M Dipersiap Nama NIM Disahkan Hari Tanggal Dewan P Ketua Anggota Anggota Deka Ir. Sri Su ugas Akhir TERHADA CORAN U Dewan P n syarat m esin Fakul pkan oleh : n pada : Penguji : 1 2 an Fakulta unarjono, HALA berjudul “ AP HAS LANG AL Penguji da memperole ltas Teknik : : Bag : D20 : : : Ir. M : Agu : Ir. A s Teknik M.T., Ph.D AMAN PEN “PENGAR SIL PEN LUMINIUM an telah eh gelar s k Universita as Arditya 00150193 Masyrukan, s Yulianto Agus Hariya D. NGESAHA RUH PROS NGUJIAN M” telah b dinyatakan sarjana str as Muham , M.T. , S.T., M.T anto, M.T. Ketua AN SES ARTIF KEKERA erhasil dip n sah un rata satu mmadiyah S T. a Jurusan Ir. H. Sub FICIAL AG ASAN D pertahanka tuk meme pada Jur Surakarta. ( ( ( n Teknik M broto, M.T GING DARI an di enuhi rusan ) ) ) Mesin

(5)

(6)

MOTTO & PESAN

“Kamu bisa jadi apapun yang kamu mau, caranya cukup ubah diri kamu jadi apa yang kamu bisa.”

(Freddie Mercury)

“Jangan terlalu nyaman dengan diri Anda pada waktu tertentu – Anda mungkin kehilangan kesempatan untuk menjadi yang Anda inginkan.”

(Jon Bonjovi)

“Aku yakin aku akan sukses, mungkin tidak sekarang tapi itu pasti dan teruslah berusaha.”

(7)

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Tugas akhir ini adalah bagian dari ibadahku kepada Allah SWT, karena kepada-Nya kami menyembah dan kepada-Nya kami mohon pertolongan.

Saya persembahkan untuk kedua orang tua. Ayahanda tercinta, Sumardi

(8)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul " PENGARUH PROSES ARTIFICIAL AGING 150˚C TERHADAP HASIL PENGUJIAN KEKERASAN DARI PENGECORAN ULANG ALUMINIUM ".

Tujuan penulisan tugas akhir ini sebagai syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik di program studi Teknik Mesin Fakutas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Penulis mengucapkan terima kasih, khususnya kepada:

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. H. Subroto, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, M.T., selaku Sekertaris Jurusan Teknik Mesin UMS.

4. Bapak Ir. Masyrukan, M.T., selaku Pembimbing Tugas Akhir sekaligus guru bagi saya, yang mana telah mengarahkan, membantu dan membimbing selama pengerjaan tugas akhir ini.

5. Bapak Tri Wiodo Besar Riyadi, ST. MSc., selaku dosen Pembimbing Akademik.

(9)

ix

6. Jajaran dosen dan staff di Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta, atas segala ilmu yang telah diberikan selama penulis menempuh studi.

7. Ayahanda tercinta Sumardi dan ibunda tercinta Surati, adik tercinta Dita Ardiyanti serta seluruh keluarga besar yang senantiasa memberi doa dan dukungan moril maupun materiil kepada penulis dalam menyelesaikan masa perkuliahan.

8. Teman-teman seperjuangan dalam pengerjaan tugas akhir, Ikhsan Alim Mahmudi, Ardi Panatas dan Asri Nur Amin.

9. Rekan-rekan yang membantu proses penelitian yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu, terkhusus Saiful Anwar, Muhammad Rochman Syah, Arga Ardyasmara, Fatah Ari Sri Wahyudi, dkk.

10. Sahabat seperjuangan dari semester awal Beni Ilyasa, Dani Sumbara, Awang Sasongko, Muhammad Riski Sigit Yulianto, Muhammad Sidiq Yulianto, Fatur Rohman.

11. Teman-teman kelas E Teknik Mesin UMS.

12. Teman kerja praktek nyata, Fatah Ari Sri Wahyudi. 13. Teman-teman Teknik Mesin UMS angkatan 2015.

(10)

S bisa me dikemudi sekiranya akhir ini. A dengan te Semoga lap enjadi refe an hari. a terdapat Akhir kata, etap menja

poran ini d erensi unt Penulis m t kesalaha terhormat aga kehorm dapat berm tuk lapora mohon m an dan ke tlah bagi y matan. manfaat ba an-laporan maaf yang ekurangan ang berpre Surak agi semua n yang a sebesar-dalam pe estasi dan karta,12 Ok Bagas Ar pihak dan kan dilak -besarnya enulisan t berpresta ktober 202 rditya juga kukan jika tugas asilah 0

(11)

xi

PENGARUH PROSES ARTIFICIAL AGING 150˚C TERHADAP HASIL PENGUJIAN KEKERASAN DARI PENGECORAN ULANG ALUMINIUM

Bagas Arditya,Ir. Masyrukan M.T.

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta JL. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura

Email : Bagasarditya4@gmail.com

ABSTRAK

Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai sifat tahan terhadap korosi dan hantaran listrik yang baik. Proses pembentukan aluminium dapat dilakukan dengan berbagai cara, salah satunya dengan menggunakan metode pengecoran (casting)

Proses pengecoran adalah proses pembutan benda dengan mencairkan logam dan menuangkan ke dalam rongga cetakan dan dibiarkan membeku. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kekerasan hasil coran, struktur morfologi material dilakukan uji Scanning Electron Microscope (SEM), lalu Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX)

digunakan untuk mengetahui unsur-unsur yang terkandung dalam sampel.

Dari hasil pengujian SEM dapat dilihat struktur morfologi unsur

yang paling dominan adalah Al dan Si.. Pada hasil uji SEM benda cor

aging 150ºC terlihat bentuk butiran lebih kecil dibandingkan benda cor raw material. Dari sini dapat disimpulkan menurut dari nilai kekerasannya

bahwa semakin tinggi nilai kekerasan suatu benda maka bentuk butiran cenderung lebih kecil dan material semakin keras dan dari hasil pengujian senyawa kimia (EDX) benda cor berbentonit 7% terdapat 6 unsur yaitu Al (70,11%), C (8,95%), Si (18,96), Fe (0,32%), Cu (0,51%), Mg (1,15%) dan Aging 150ºC terdapat 7 unsur yaitu Al (76,49%), C (10,94%), Si (6,99%), Fe (0,49), Ni (0,35), Cu (4,22%), Zn (0,51%). Dari ke 8 unsur yang paling tinggi prosentasenya adalah Al (Aluminium) yaitu pada Aging 150°C sebesar 76,49% sedangkan pada bentonit 7% sebesar 70,11%. Hasil dari pengujian kekerasan Rockwell yaitu pada benda cor bentonit 7% nilai kekerasan rata rata pada permukaan sebesar 61,1 HRB sedangkan pada benda cor Aging 150°C didapat nilai kekerasan 69,11 HRB dapat disimpulkan bahwa Artificial Aging dapat meningkatkan kekerasan benda cor.

Kata Kunci : aluminium, senyawa kimia, pengecoran, Rockwell,SEM,

(12)

PENGARUH PROSES ARTIFICIAL AGING 150˚C TERHADAP HASIL PENGUJIAN KEKERASAN DARI PENGECORAN ULANG ALUMINIUM

Bagas Arditya,Ir. Masyrukan M.T.

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta JL. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura

Email : Bagasarditya4@gmail.com

ABSTRACT

Aluminum is a lightweight metal that has good corrosion resistance and electrical conductivity. The process of forming aluminum can be done in various ways, one of which is by using the casting method. The casting process is the process of making an object by melting the metal and pouring it into the mold cavity and allowed to freeze. This study aims to determine the hardness of the castings, the morphological structure of the material, a Scanning Electron Microscope (SEM) test is

carried out, then Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX) is used to

determine the elements contained in the sample.

From the SEM test results, it can be seen that the morphological

structures of the most dominant elements are Al and Si. In the SEM test

results, 150ºC cast aging objects show that the grain shape is smaller than

raw material cast objects. From this it can be concluded according to the

hardness value that the higher the hardness value of an object, the smaller the grain shape and the harder the material is and from the results of testing chemical compounds (EDX), 7% bentonite cast objects have 6

elements, namely Al (70.11%) , C (8.95%), Si (18.96), Fe (0.32%), Cu (0.51%), Mg (1.15%) and Aging 150ºC there are 7 elements, namely Al (76, 49%), C (10.94%), Si (6.99%), Fe (0.49), Ni (0.35), Cu (4.22%), Zn (0.51%). Of the 8 elements with the highest percentage is Al (Aluminum), which is at Aging 150 ° C at 76.49% while 7% bentonite is 70.11%.

The results of the Rockwell hardness test were 7% bentonite hardness, the average hardness value on the surface was 61.1 HRB, while the Aging 150 ° C hardness value was 69.11 HRB, it can be concluded that Artificial Aging can increase the hardness of cast objects. Keywords: aluminum, chemical compounds, casting, Rockwell, SEM, EDX

(13)

xiii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

PERNYATAAN KEASLIAN ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... v

MOTTO & PESAN ... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

ABSTRAK ... xi

ABSTRACT ... xii

DAFTAR ISI ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xvi

DAFTAR TABEL ... xviii

DAFTAR NOTASI ... xix

BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 3 1.3. Tujuan Penelitian ... 3 1.4. Batasan Masalah ... 4 1.5. Manfaat Penelitian ... 4 1.6. Sistematika Penulisan ... 5

BAB II LANDASAN TEORI ... 6

2.1. Tinjauan Pustaka ... 6 2.2. Landasan Teori ... 7 2.2.1. Aluminium ... 7 2.2.2. Aluminium Murni ... 8 2.2.3. Aluminium Paduan ... 9 2.2.4. Proses Pengecoran ... 9

(14)

2.3. Perlakuan Panas ... 10

2.3.1. Tahap Perlakuan Panas Pelarutan (Solution heat Treatment) 11 2.3.2. Tahap Pengejutan Pendinginan (Quenching) ... 12

2.3.3. Tahap Penuaan (Aging) ... 13

2.4. Sifat Fisis dan Sifat Mekanis ... 14

2.4.1. Harga Kekerasan ... 14

2.5. Karakterisasi Material ... 17

2.5.1. Scanning Electron Microcope – Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDX) ... 17

BAB III METODE PENELITIAN ... 20

3.1. Tempat Penelitian ... 20

3.2. Bahan dan Alat Penelitian ... 20

3.2.1. Bahan Penelitian ... 20

3.2.2. Alat Penelitian ... 20

3.3. Prosedur penelitian ... 25

3.3.1. Perlakuan Panas (Artificial Aging) ... 25

3.3.2. Pengujian Kekerasan Rockwell ... 26

3.3.3. Pengujian Scanning Electron Microscopy Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM-EDX) ... 26

3.4. Diagram Alir Penelitian ... 28

BAB IV HASIL PENGUJIAN ... 29

4.1. Pengujian Scanning Electron Microscopy (SEM) ... 29

4.1.1. Benda Cor Raw Material ... 29

4.1.2. Benda Cor dengan Aging 150˚C ... 32

4.2. Pengujian Komposisi Kimia ... 35

4.2.1. Benda Cor Raw Material ... 35

4.2.2. Benda Cor dengan Aging 150˚C ... 36

4.3. Pengujian Kekerasan ... 38

BAB V PENUTUP ... 41

(15)

xv

5.2. Saran ... 42

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(16)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Proses Pengecoran Secara Umum ... 10

Gambar 2.2 Diagram Fase Pemanasan Paduan Logam ... 12

Gambar 2.3 Prinsip Uji Kekerasan Rockwell ... 17

Gambar 2.4 Prinsip kerja SEM ... 18

Gambar 3.1 Aluminium ... 20

Gambar 3.2 Ragum ... 21

Gambar 3.3 Jangka Sorong ... 21

Gambar 3.4 Gergaji Besi ... 22

Gambar 3.5 Amplas ... 22

Gambar 3.6 Autosol ... 23

Gambar 3.7 Furnace Chamber ... 23

Gambar 3.8 Alat Uji Kekerasan Rockwell ... 24

Gambar 3.9 Alat Uji SEM-EDX ... 25

Gambar 3.10 Diagram Alir Penelitian ... 28

Gambar 4.1 Struktur Morfologi dan Identifikasi Elemen Benda Cor Raw Material Perbesaran 1000X ... 29

Gambar 4.5 Struktur Morfologi dan Identifikasi Elemen Benda Cor pada Aging 150˚C Perbesaran 1000X ... 32

Gambar 4.6 Struktur Morfologi dan Identifikasi Elemen Benda Cor pada Aging 150˚C Perbesaran 1000X ... 33

Gambar 4.7 Struktur Morfologi dan Identifikasi Elemen Benda Cor pada Aging 150˚C Perbesaran 1000X ... 33 Gambar 4.8 Struktur Morfologi dan Identifikasi Elemen Benda Cor pada

(17)

xvii

Aging 150˚C Perbesaran 1000X ... 34

Gambar 4.9 Line Analysis Uji EDX Benda Raw Material... 36

Gambar 4.10 Line Analysis Uji EDX Benda Aging 150˚C ... 37

Gambar 4.11 Posisi Tititk Uji Kekerasan Pada Spesimen ... 38

(18)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik dan Sifat Aluminium ... 7

Table 2.2 Skala Pada Pengujian Kekerasan Rockwell ... 15

Tabel 2.3 Aplikasi Khas Skala Kekerasan Rockwell ... 15

Tabel 2.4 Rentang Skala Rockwell Yang Dianjurkan ... 16

Tabel 4.1 Komposisi Kimia Benda Cor Raw Material ... 35

Tabel 4.2 Komposisi Kimia Benda Cor Aging 150˚C ... 37

Tabel 4.3 Hasil uji kekerasan Rockwell pada spesimen Raw Material ... 39

(19)

xix

DAFTAR NOTASI

F0 = Baban Minor (Minor load) (kgf)

F1 = Beban Mayor (Major Load) (kgf)

F = Total beban (kgf) e = h/0,002

h = Kedalaman penetrasi (mm)

E = Jarak antara indentor saat diberi minor load dan zero reference line yang untuk tiap jenis indentor .

HRB = Besarnya nilai kekerasan dengan metode Hardness Rockwel Bold

VHN = Besarnya nilai kekerasan dengan Metode Hardness Vickers T = Suhu (˚C)

t = waktu (s)

ρ = massa jenis (kg/m3)