commit to user
PENGARUH KECEPATAN PUTAR TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK PADA FRICTION STIR PROCESSING ALUMINIUM 1100
DENGAN PENAMBAHAN INTERLAYER Zn
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Teknik
Oleh:
FERLY GUSTYO PUTRO NIM. I0414020
PRODI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2020
commit to user
commit to user
commit to user
commit to user
7
MOTTO
“Surga dibawah telapak kaki ibu”
“Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai kesanggupannya” (QS. Al-baqarah: 286)
commit to user
8
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan segala kerendahan hati ku persembahkan tulisan ini untuk:
1. Allah SWT yang memberikan kelancaran dari awal skripsi ini dimulai hingga selesai.
2. Almarhum Bapak, Ibu Gusmarita, Ibu Rina Wigati, dan adik Muhammad Aryo Khairasyah Kafur yang telah memberikan doá restu, serta
dukunganya.
3. Dr. Nurul Muhayat, S.T., M.T. dan Prof. Dr. Triyono, S.T., M.T. yang telah memberi ilmunya selama penulis mengerjakan tugas akhir.
4. Keluarga besar penulis yang tidak bosan-bosannya memberikan banyak doa serta dukungan sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Nabila Saadah Boediono yang selalu memberikan banyak doá dan
penyemangat penulis hingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 6. Teman-teman seperjuangan penulis yang selalu mengisi hari penulis
selama menjadi studi, Farras Hakim, Pandu Widi Afif, Suryo Agung Pamungkas, Muhammad Yusuf Hadrion, Muhammad Adam Farizi, Prastiyo, Neodi Noveladia, Muhammad Bagus Adi Wicaksono,
Muhammad Dhiyaul’haq, Suci Pratimi, Muhammad Fachri Nur Mahmud, Raka Agustian Saputra beserta teman-teman kontrakan Keong dan
Kontrakan KBL penulis ucapkan terimakasih sebesar-besarnya. 7. Staf Dosen dan Karyawan Universitas Sebelas Maret yang tidak bisa
penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan ilmunya dan menuntun penulis jadi sarjana.
8. Teman – teman Teknik Mesin terutama angkatan 2014 yang selama ini menjadi keluarga kedua penulis di Universitas Sebelas Maret.
9. Teman - teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan do’a dan dukungannya kepada saya.
commit to user
9
PENGARUH KECEPATAN PUTAR TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK PADA FRICTION STIR PROCESSING ALUMINIUM 1100
DENGAN PENAMBAHAN INTERLAYER Zn
Ferly Gustyo Putro
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Indonesia
E-mail: ferly.gustyo@gmail.com
Abstrak
Friction Stir Processing (FSP) adalah salah satu proses pengerjaan yang
menggunakan prinsip kerja FSW yang bertujuan untuk modifikasi struktur mikro material. FSP digunakan sebagai alat untuk meningkatkan kekerasan logam ringan seperti alumunium. Penggunaan aluminium dan paduannya banyak digunakan di industri permesinan karena sifat ringan dan mampu bentuk yang baik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kecepatan putar tool terhadap sifat fisik dan mekanik material aluminium alloy 1100 dengan penambahan serbuk Zn. variasi yang digunakan dalam penelitian, adalah kecepatan putar tool 560 rpm, 900 rpm, 1120 rpm, 1800 rpm dengan dan tanpa penambahan serbuk Zn. Hasil pengujian kekerasan menunjukkan nilai yang semakin meningkat seiring bertambahnya kecepatan putar tool. Nilai kekerasan tertinggi yaitu 82,4 HV pada kecepatan putar tool 1800 rpm, sedangkan dengan variasi tanpa penambahan Zn sebesar 30,2 HV. Hasil pengujian SEM menunjukkan distribusi partikel Zn lebih dalam dan mengumpul dibagian tengah yang dibuktikan dengan kandungan Zn yang tinggi di daerah SZ pada pengamatan EDS.
Kata Kunci: Friction Stir Processing (FSP), AA1100, kecepatan putar tool,
commit to user
10
THE INFLUENCE OF ROTATION SPEED ON THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF FRICTION STIR PROCESSING
ALUMINIUM WITH THE ADDITION OF Zn INTERLAYER Ferly Gustyo Putro
Departement of Mechanical Engineering Engineering Faculty of Sebelas Maret University
Surakarta Indonesia E-mail: ferly.gustyo@gmail.com
Abstract
Friction Stir Processing (FSP) is one of the working process utilizing the working principles of FSW aiming to modify the micro material structure. FSP is used as a tool to improve the hardness of light metal such as aluminium. The utilization of aluminium and its alloys are often found in mechanical industry because of their light properties and good form. This research aims to determine the influence of rotation speed tool on the physical and mechanical properties of aluminium alloy 1100 material with the addition of Zn powder. Variations in used in this research is 560 rpm, 900 rpm, 1120 rpm, and 1800 rpm rotating speed tool with or without the addition of Zn powder. The hardness test results showing an increasing value as the rotation speed tool increases. The highest hardness value is 82.4 HV on the rotation speed tool of 1800 rpm, while that of the variation without Zn addition is 30.2 HV. The SEM test results showing the distribution of Zn particle is deeper and concentrated in the center proven by the high amount of Zn in the SZ area on EDS observation.
Keywords: Friction Stir Processing (FSP), AA1100, tool rotation speed, Zn
commit to user
11
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, atas Berkat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir “PENGARUH KECEPATAN PUTAR TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK PADA FRICTION STIR PROCESSING ALUMINIUM 1100 DENGAN PENAMBAHAN INTERLAYER Zn” ini dengan baik. Penyusunan tugas akhir ini selain merupakan salah satu persyaratan yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan pendidikan tingkat Sarjana pada Fakultas Teknik Jurusan Mesin Universitas Sebelas Maret juga dimaksudkan untuk menambah wawasan di bidang pengelasan khususnya pengelasan Friction Stir Processing.
Dalam Penyelesaian Skripsi ini tidaklah mungkin dapat terselesaikan tanpa bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung ataupun tidak langsung. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini, terutama kepada:
1. Bapak Dr. EKO SUROJO, S.T., M.T. selaku Ketua Prodi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Bapak Dr. Nurul Muhayat, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I dalam penyusunan laporan Tugas Akhir yang telah membimbing dan memberikan masukan sehingga penulis dapat menyempurnakan Laporan Tugas Akhir.
3. Bapak Prof. Dr. Triyono, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II dalam penyusunan laporan Tugas Akhir yang telah membimbing dan memberikan masukan sehingga penulis dapat menyempurnakan Laporan Tugas Akhir.
4. Seluruh Dosen, Staf, dan karyawan jurusan teknik mesin fakultas teknik Universitas Sebelas Maret atas jasa – jasanya selama penulis menuntut ilmu.
5. Orang Tua dan keluarga yang selalu memberikan semangat dalam pembuatan Laporan Tugas Akhir ini.
commit to user
12
6. Teman – teman Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret sebagai keluarga kedua yang selalu memotifasi untuk segera menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Semua pihak yang telah banyak memberikan bantuan yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu sehingga mengantarkan mengatarkan penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Dalam penyusunan laporan ini tentunya masih banyak terdapat kekurangan, kesalahan dan kekhilafan karena keterbatasan kemampuan penulis, untuk itu sebelumnya penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya. Penulis juga mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak demi perbaikan yang bersifat membangun atas laporan ini.
Akhirnya dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun kita bersama.
Surakarta, 8 Januari 2020
commit to user
13
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
PERNYATAAN INTEGRITAS PENULIS ... iii
MOTTO... v HALAMAN PERSEMBAHAN... vi ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xi
DAFTAR GAMBAR... xiii
DAFTAR TABEL... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Tujuan Penelitian... 2 1.5 Manfaat Penelitian... 3 1.6 Sistematika Penelitian... 3
BAB II LANDASAN TEORI... . 4
2.1 Friction Stir Welding... 4
2.2 Friction Stir Processing... 5
2.3 Mekanisme Penguatan Material... 8
2.4 Alumunium dan Paduannya... 9
2.5 Mekanisme Pelapisan Partikel Zn ke Permukaan Al... 10
2.6 Kekerasan Material... 11
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 13
3.1 Tempat Penelitian... 13
3.2 Bahan Penelitian... 13
commit to user
14
3.4 Variabel Penelitian... .. 15
3.5 Prosedur Penelitian... 15
BAB IV ANALISA DATA... . 19
4.1 Data Hasil Uji Makro... 19
4.2 Data Hasil Uji Mikro... 20
4.3 Data Hasil Uji SEM dan EDS area... 22
4.4 Data Hasil Uji Vickers... 24
BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN... 28
5.2 SARAN... 28 DAFTAR PUSAKA
commit to user
15
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skematik Proses FSW... 5
Gambar 2.2 Skematik Proses FSP...6
Gambar 2.3 Zona struktur mikro FSP ...………...6
Gambar 2.4 Solid solutions strengthening, kiri: substitutional dan kanan: interstitial ...……8
Gambar 2.5 Skematik pengujian kekerasan mikro vickers... 12
Gambar 3.1 Dimensi bahan penelitian ………13
Gambar 3.2 Dimensi tool FSP ………14
Gambar 3.3 Skematik Friction Stir Processing ...17
Gambar 3.4 Diagram Alur Penelitian ...18
Gambar 4.1 Hasil Uji Makro Tanpa Penambahan Zn ... 19
Gambar 4.2 Pengamatan struktur mikro daerah SZ dengan variasi kecepatan putar tool (a).560 rpm; (b).900 rpm; (c). 1120 rpm; (d).1800 rpm ... 20
Gambar 4.3 Perbandingan struktur mikro SZ (a).Dengan serbuk Zn (b).Tanpa serbuk Zn ... 20
Gambar 4.4 (a).Hasil uji SEM bentuk SZ basin; (b).Hasil uji SEM bentuk SZ elips ... 22
Gambar 4.5 Hasil uji EDS area spesimen 560 rpm……...…...23
Gambar 4.6 Hasil uji EDS area spesimen 1800 rpm…………....………24
Gambar 4.7 Pemetaan pengujian kekerasan Vickers ... 25
Gambar 4.8 Grafik nilai kekerasan K1...26
Gambar 4.9 Grafik nilai kekerasan K2 ... 26
commit to user
16
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Hasil penelitian hubungan nilai kekerasan dengan indeks
kecepatan... ... 15 Tabel 3.1 Variabel penelitian... 16
