Pengaruh Temperatur Lapisan Intermetalik Terhadap Sifat Fisik Mekanik Pada Sambungan Difusi Logam Tak Sejenis Antara SS400 Dengan Al6061.

(1)

PENGARUH TEMPERATUR LAPISAN INTERMETALIK TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK PADA SAMBUNGAN DIFUSI

LOGAM TAK SEJENIS ANTARA SS400 DENGAN AL6061

TESIS

Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister Program Studi Teknik Mesin

Oleh:

AGUS HADI HARIYANTO NIM. S951208002

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET

(2)

TESIS

Disusun oleh:

Pembimbing Nama Tanda Tangan

Pembimbing I Dr. Triyono, S.T., M.T.

NIP. 19740625 199903 1 002 ...

Pembimbing II Dr. Agus Supriyanto, M.Si.

NIP. 19690826 199903 1 001 ...

Telah dinyatakan memenuhi syarat Pada tanggal 21 Desember 2015

Ketua Program Studi Magister Teknik Mesin

Program Pascasarjana UNS

(3)

TESIS

Disusun oleh:

Telah dipertahankan di depan penguji

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

pada tanggal 21 Desember 2015

Tim Penguji

Jabatan Nama Tanda Tangan

Ketua Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T.

NIP. 19710103 199702 1 001 ...

Sekretaris Dr. Nurul Muhayat, S.T., M.T.

NIP. 19700323 199802 1 001 ...

Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd. NIP 19600727 198702 1 001

Ketua Program Studi

Magister Teknik Mesin

(4)

Agus Hadi Hariyanto, NIM: S951208002, 2015. PENGARUH TEMPERATUR LAPISAN INTERMETALIK TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK PADA SAMBUNGAN DIFUSI LOGAM TAK SEJENIS ANTARA SS400 DENGAN AL6061. Komisi Pembimbing I: Dr. Triyono, S.T, M.T. Pembimbing II: Dr. Agus Supriyanto, M.Si. Tesis Program Studi Magister Teknik Mesin. Program Pasca Sarjana. Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Abstrak

Penyambungan logam tak sejenis antara SS400 dengan Al6061 mengalami kesulitan, karena adanya perbedaan sifat fisik mekanik dan thermal. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur lapisan intermetalik terhadap sifat fisik mekanik sambungan difusi logam tak sejenis antara SS400 dengan Al6061.

Proses sambungan difusi menggunakan furnace induksi dengan parameter variasi temperatur dan komposisi variasi filler. Variasi temperatur yang digunakan 850°C, 875°C, 900°C dengan waktu tahan 1800 detik. Filler yang digunakan serbuk

ferro (Fe) dan copper (Cu), dengan komposisi variasi filler Fe : 70%, 75%, 80% dari volume tempat filler.

Hasil penelitian menunjukan adanya pembentukan lapisan intermetalik pada semua temperatur. Hasil Scanning Electron Microscop ( SEM ) daerah interface terjadi ikatan antara baja dengan aluminium. Ikatan interface akan membentuk lapisan intermetalik. Lapisan intermetalik yang terbentuk FeAl dan Fe3Al. Hasil distribusi kekerasan yang paling keras terjadi pada temperatur 900⁰C dengan komposisi variasi

filler ferro 75%. Hasil pengujian geser tarik, nilai tegangan yang tinggi terjadi pada temperatur 900⁰C dengan komposisi variasi filler ferro 75%.

Kata kunci : Interface, Filler, Lapisan intermetalik, Sambungan difusi, Temperatur,

(5)

Agus Hadi Hariyanto, NIM: S951208002, 2015.THE TEMPERATURE EFFECT OF INTERMETALIC LAYER TO PHYSICAL MECHANICS PROPERTIES OF DISSIMILAR METAL DIFUSSION JOINT BETWEEN CARBON STEEL SS400

AND ALUMINUM Al6061. Principal Advisor: Dr. Triyono, S.T., M.T.Co-advisor:

Dr. Agus Supriyanto, M.Si.Thesis: Graduate Program of Mechanical Engineering Sebelas Maret University. Surakarta.

Abstract

The joining of dissimilar metal between carbon steel SS400 and Aluminum Al6061 having difficulties, this is caused by the different of physical mechanics properties and thermal. The purpose of this research is to find out the temperature effect of intermetalic layer to mechanical physic properties of dissimilar metal diffusion joint between carbon steel SS400 and Aluminum Al6061.

The process of diffusion joint is using an induction furnace with the parameter of temperature and filler composition variations. The temperature variations are used of 850oC, 875oC and 900oC with detention time of 1800 seconds. Meanwhile, the variations of filler compotition of 70%, 75% and 80% of volume filler place. And filler were used are ferro (Fe) and copper (Cu).

The research results was showed the intermetalic layer formation of the all temperature variations. The test results of SEM (Scanning Electron Microscope), that the interface areas had been bonding occurs between carbon steel and aluminum. The layer of intermetlic were formed, among others, FeAl and Fe3Al. The harshest of

hardness distribution occurs at temperature of 900oC within filler compotition variations of 75% of ferro (Fe). The test result of tensile shear testing, that the high voltage value its also occurs at temperatures of 900oC within filler compotition variations of 75% of ferro (Fe).

(6)

KATA PENGANTAR

Syukur alhamdulillah, segala puji hanya kepada Allah SWT, atas segala Rohmat

dan Barokah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul “ Pengaruh

Temperatur Lapisan Intermetalik Terhadap Sifat Fisik Mekanik Pada Sambungan Difusi

Logam Tak Sejenis Antara SS400 Dengan Al6061. Tesis ini disusun sebagai salah satu

syarat untuk memperoleh gelar Magister Teknik di Program Studi Magister Teknik

Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dengan terselesaikannya tesis ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih

kepada:

1 Orang tua saya Bapak Edy Muljono dan ibu Sri Hartini yang telah memberikan

banyak dorongan moril dan doanya. Kedua mertua saya Bapak Mukholil dan Ibu

Miftakhur Rohmah yang penuh perhatian kepada keluarga saya.

2 Istriku Sulis Fajriyani, anakku Nurina Amalina Fauziyah dan Khumairo Aghni

Fauziyah yang memberikan semangat untuk maju dan berkembang.

3 Dr. Triyono, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Magister Teknik Mesin

dan Pembimbing Utama yang telah memberikan bimbingan dan bantuan dalam

menyelesaikan penulisan tesis ini.

4 Dr. Agus Supriyanto, M.Si., selaku Pembimbing Kedua yang telah memberikan

bimbingan dalam menyelesaikan penulisan tesis ini.

5 Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T. dan Dr. Nurul Muhayat, S.T., M.T. selaku

dosen penguji.

6 Seluruh dosen, staff dan kerabat Jurusan Teknik Mesin UNS yang telah

memberikan ilmu, inspirasi dan motivasi selama menjalani proses penelitian.

7 Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu

demi kelancaran penyelesaian penelitian ini.

Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu kritik dan

saran sangat diharapkan untuk kesempurnaan penyusunan tesis ini. Semoga tesis ini

dapat menjadi manfaat bagi kita semua.

Surakarta, 21 Desember 2015

(7)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ………... i

HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING TESIS... ii

HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI TESIS... iii

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS... iv

Abstrak ... v

2.2 Dasar Teori Pengelasan Difusi……….. 14

2.3 Baja Karbon ………... 16

2.3.1 Proses Perlakuan Panas Pada Baja... 17

2.4 Diagram Fasa Fe-Al..………... 19

2.5 Diagram Fasa Al-Cu………... 20

2.6 Aluminum Dan Paduan Aluminium... 21

2.6.1 Sifat Mampu Las Aluminium…... 23

BAB III METODE PENELITIAN…... 26

3.1 Tempat Penelitian……... 26

3.2 Material dan Alat... 26

(8)

3.4 Diagram Alir Penelitian... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 35

4.1 Hasil Penyambungan Difusi Logam Tak Sejenis... 35

4.2 Hasil Pengamatan Struktur Makro Daerah Interface... 36

4.3 Hasil Pengamatan Struktur Mikro Daerah Interface... 40

4.4 Hasil Pengamatan SEM-EDAX Pada Daerah Interface... 45

4.5 Pengujian Kekerasan Pada Lapisan Intermetalik... 61

4.6 Pengujian Geser Tarik Pada Interface…………... 66

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 68

5.1 Kesimpulan... 68

5.2 Saran... 68

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 PWHT paduan aluminium dan baja... 8

Tabel 2.2 Data difusi... 15

Tabel 2.3 Klasifikasi baja karbon ………... 16

Tabel 2.4 Senyawa intermetalik Fe-Al dan karakteristiknya... 20

(10)