i
LAPORAN TUGAS AKHIR
PERBANDINGAN ARTIFICIAL AGING DENGAN NATURAL
AGING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN
PADA ALUMINIUM (Al-Cu)
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna memperoleh Gelar Sarjana S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
MUHAMMAD RIKY WIDYATMOKO
NIM : D200150107
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
MOTTO & PESAN
“Barang siapa yang bersungguh – sungguh, sesungguhnya kesungguhan tersebut untuk kebaikan dirinya sendiri”
(Qs. Al-Ankabut : 6)
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan”
(Qs. Asy-Syarh :5-6)
“Barang siapa yang keluar rumah untuk mencari ilmu maka ia berada di jalan allah hingga ia pulang”
(HR. Tirmidzi)
“Waktu bagaikan pedang. Jika engkau tidak memanfaatkannya dengan baik maka ia akan memanfaatkanmu”
(HR. Muslim)
“Amalan yang lebih dicintai Allah adalah amalan yang terus – menerus dilakukan walaupun sedikit”
(Rasulullah Muhammad S.A.W)
“Janganlah kamu berputus asa dalam menggapai sesuatu, sesungguhnya pertolongan allah selalu ada untuk hambanya”
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini saya persembahkan kepada :
Kedua Orang Tua Dan Adik-adik saya
Semoga Allah selalu melimpahkan nikmat-Nya kepada kita semua dan memberikan kita semua kebaikan di dunia dan di akhirat. Amin.
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Alhamdulillah, Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan anugerah yang tiada terkira. Atas izin-Nyalah penulis dapat menyelesaikan tulisan ini. Dialah yang Maha Berilmu dan Maha Pemberi Ilmu bagi siapa saja yang dikehendaki-Nya.
Atas terselesaikannya tugas akhir ini, tidak mungkin dicapai tanpa adanya dukungan, bantuan, bimbingan, semangat dan nasihat dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis ucapkan terimakasih 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. dan Bapak Nurmuntaha Agung Nugroho S.T.,M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin UMS.
4. Bapak Ir. Pramuko Purboputro., MT. selaku Pembimbing tugas akhir. yang mana telah mengarahkan, membantu, dan membimbing selama pengerjaan tugas akhir ini.
5. Jajaran dosen dan staff di Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta, atas segala ilmu yang telah diberikan selama penulis menempuh studi.
6. Willy Akhsani Dan Akid Abdul Aziz atas kerja sama dan kerja kerasnya mengerjakan tugas akhir ini.
7. Muh. Hasan Rifa’i, Norma Aswabi, Jalu Puja Antarnusa serta bayu marta atas semangat yang terus diberikan selama dalam kehidupan sehari-hari.
ix
8. Sahabat dan teman dekat di Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin (KMTM) UMS, Mechanical Engineering Design Club (MEDC) UMS yang telah memberikan pengalaman dan pelajaran yang tidak bisa didapatkan selama masa kuliah.
9. Teman-teman Teknik Mesin UMS angkatan 2015 yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Semoga Allah senantiasa memberikan kita keberkahan dalam setiap amal perbuatan kita.
Penulis berharap laporan ini bisa bermanfaat bagi yang membaca, dan atas segala kekurangan yang ada pada laporan ini penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya. Penulis berharap ada kritik dan saran yang bersifat membangun. Terimakasih.
Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Surakarta, 9 November 2019
PERBANDINGAN ARTIFICIAL AGING DENGAN NATURAL AGING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN PADA ALUMINIUM
(Al-Cu) Abstrak
Aging merupakan salah satu metode untuk meningkatkan kekerasan atau kekuatan pada logam aluminium paduan (Al-Cu). Penelitian ini menggunakan Al- 5,4136% Cu dengan metode artificial aging pada temperatur 300˚C, 350˚C, 400˚C dan di tahan dengan waktu yang ditentukan 1 jam, dan Natural Aging pada temperatur kamar dan ditahan selama 7 hari, 9 hari, 11 hari. penuaan (aging) pada temperatur 300˚C dengan waktu tahan
1 jam diperoleh kekerasan rata – rata sebesar 49,1 HRB, kemudian pada temperatur 350˚C dengan waktu tahan 1 jam diperoleh kekerasan rata – rata sebesar 35,9 HRB, Pada temperatur 400˚C dengan waktu tahan 1 jam diperoleh kekerasan rata – rata sebesar 46,73 HRB.
Pada metode natural aging dengan waktu tahan 7 hari di peroleh kekerasan rata – rata sebesar 71,46 HRB. Kemudian pada waktu tahan 9 hari di peroleh kekerasan rata – rata sebesar 70,46 HRB, Pada natural aging
dengan waktu tahan 11 hari di peroleh kekerasan rata – rata sebesar 73,03 HRB.
Dari hasil penelitian diatas menunjukan bahwa pada artificial aging
variasi temperatur 300˚C, 350˚C, 400˚C pada Al-Cu di peroleh kekerasan tertinggi rata – rata pada temperatur 300˚C sebesar 49,1 HRB. Pada natural aging variasi waktu tahan 7 hari, 9 hari, 11 hari di peroleh kekerasan tertinggi rata – rata pada 11 hari penahanan sebesar 73,03 HRB.
xi
COMPARISON OF ARTIFICIAL AGING WITH NATURAL AGING AGAINST MICROSTRUCTURE AND HARDNESS IN ALUMINIUM (Al-Cu)
Abstract
Aging is one method to increase hardness or strength in aluminum alloys (Al-Cu). This study uses Al-5,4136% Cu with an artificial aging method at a temperature of 300˚C, 350˚C, 400˚C and held for a specified time of 1 hour, and Natural Aging at room temperature and held for 7 days, 9 day, 11 days. aging (aging) at a temperature of 300˚C with a holding time of 1 hour obtained an average hardness of 49.1 HRB, then at a temperature of 350˚C with a holding time of 1 hour obtained an average hardness of 35.9 HRB, at a temperature of 400˚C with a holding time of 1 hour obtained an average hardness of 46.73 HRB.
In the natural aging method with a holding time of 7 days the average hardness is 71.46 HRB. Then in the holding time of 9 days the average hardness was 70.46 HRB, while in the natural aging with an holding time of 11 days the average hardness was 73.03 HRB.
From the results of the above study showed that the artificial aging temperature variations of 300˚ C, 350˚ C, 400˚ C in Al-Cu obtained the highest hardness - an average of 300˚ C at 49.1 HRB. In natural aging, the variation of the holding time was 7 days, 9 days, 11 days and the highest violence was obtained on 11 days of detention of 73.03 HRB.
DAFTAR ISI
HALAMAN DEPAN ... i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... v
MOTTO & PESAN ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
ABSTRAK ... x
ABSTRACT ... xi
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR TABEL ... xix
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
xiii
1.3 Tujuan Penelitian ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 2
1.5 Manfaat Penelitian ... 3
1.6 Sistem Penulisan ... 4
BAB II LANDASAN TEORI ... 5
2.1. Tinjauan Pustaka ... 5
2.2. Landasan Teori ... 6
2.2.1 Aluminium ... 6
2.2.2 Paduan Aluminium ... 8
2.2.3 Jenis-jenis Aluminium Paduan ... 13
2.2.4 Perlakuan Panas Pada Aluminium Paduan ... 22
2.2.5 Mekanisme pengerasan aluminium paduan ... 28
2.2.6 Tembaga ... 34
2.2.7 Pengujian material ... 35
2.2.7.1 Komposisi Kimia ... 35
2.2.7.2 Struktur Mikro ... 36
2.2.7.3 Pengujian Kekerasan Rockwell ... 38
BAB III METODE PENELITIAN ... 41
3.1. Diagram Alir Penelitian ... 41
3.3. Alat dan Bahan ... 42
3.3.1 Alat ... 42
3.3.2 Bahan ... 48
3.4 Proses Artificial Aging ... 50
3.5 Proses Natural Aging ... 51
3.6 Pengujian Kekerasan ... 51
3.7 Pengujian Struktur Mikro ... 52
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 53
4.1. Hasil Pengujian Komposisi Kimia ... 53
4.1.1 Pembahasan Komposisi Kimia ... 54
4.2 Hasil Pengujian Kekerasan Rockwell ... 54
4.2.1 Grafik Pengujian Kekerasan Rockwell ... 56
4.3 Pembahasan Hasil Pengujian Kekerasan Rockwell ... 57
4.4 Pengujian Struktur Mikro ... 60
4.5 Pembahasan Struktur Mikro ... 64
BAB V PENUTUP ... 66
5.1. Kesimpulan ... 66
5.2. Saran ... 67
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Fasa Al-Cu ... 14
Gambar 2.2 Struktur Mikro Paduan Al-Cu ... 15
Gambar 2.3 Struktur Mikro Paduan Al-Si ... 15
Gambar 2.4 Diagram Fasa Al-Mn ... 16
Gambar 2.5 Diagram Fasa Paduan Al-Mg ... 17
Gambar 2.6 Struktur Mikro Paduan Al-Mg ... 17
Gambar 2.7 Diagram Fasa Al-Si-Mg ... 18
Gambar 2.8 Struktur Mikro Paduan Al-Si-Mg ... 18
Gambar 2.9 Diagram Fasa Al-Zn ... 19
Gambar 2.10 Struktur Mikro Paduan Al-Zn ... 20
Gambar 2.11 Diagram Fasa Al-Mg-Zn ... 21
Gambar 2.12 Struktur Mikro Paduan Al-Mg-Zn ... 21
Gambar 2.13 Diagram Fasa Al-Si-Cu ... 22
Gambar 2.14 Tahap perubahan fasa pada proses aging ... 23
Gambar 2.15 Hubungan nilai kekerasan dengan wakktu tahan terhadap fasa yang terbentuk ... 24
Gambar 2.16 Diagram Fasa Perubahan mikrostruktur Paduan Al-Cu ... 27
Gambar 2.17Micrigraph showing Cu rich Gp zones in Al-4%Cu ... 29
Gambar 2.18Micrigraph showing θ, precipitates in Al-4%Cu at 200˚C ... 30
Gambar 2.19Micrograph showing θ, precipitates in Al-4%Cu at 450˚C .. 30
Gambar 2.20 Diagram fasa persentase perubahan mikrostruktur paduan Al-Mg ... 32
Gambar 2.21 Diagram Fasa Al-Si ... 33
Gambar 2.22 Diagram fasa persentase perubahan mikrostruktur Al-Cu ... 33
Gambar 2.23 Tembaga ... 34
Gambar 2.24 Proses pengamatan pada Struktur Mikro ... 37
Gambar 2.25 Struktur Mikro Al-Cu ... 37
Gambar 2.26 Indentor intan dan indentor bola ... 39
Gambar 2.27 Skala kekerasan dan pemakaiannya ... 40
Gambar 2.28 Skema Pengujian Rockwell ... 40
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 41
xvii
Gambar 3.3 Penjepit benda uji ... 43
Gambar 3.4 Amplas ... 43
Gambar 3.5 Gergaji ... 44
Gambar 3.6 Infrared Thermometer ... 44
Gambar 3.7 Kain ... 45
Gambar 3.8 Mesin Amplas ... 45
Gambar 3.9 Alat Uji Spektometer ... 46
Gambar 3.10 Alat Uji Kekerasan Rockwell ... 46
Gambar 3.11 Alat Uji Struktur Mikro ... 47
Gambar 3.12 Aluminium ... 48
Gambar 3.13 Resin Katalis ... 48
Gambar 3.14 Autosol ... 49
Gambar 3.15 Larutan Etsa (NaOH) & Aquades ... 49
Gambar 4.1 Diagram Fasa Al-Cu ... 54
Gambar 4.2 Grafik Nilai Pengujian Kekerasan Artificial Aging ... 56
Gambar 4.3 Proses Age Hardening Metode Artificial Aging ... 57
Gambar 4.5 Proses Age Hardening Metode Natural Aging ... 58
Gambar 4.6 Struktur Mikro Al-Cu. ... 61
Gambar 4.7 Struktur Mikro Al-Cu Proses Aging Temperatur 300˚C ... 61
Gambar 4.8 Struktur Mikro Al-Cu Proses Aging Temperatur 350˚C ... 62
Gambar 4.9 Struktur Mikro Al-Cu Proses Aging Temperatur 400˚C ... 62
Gambar 4.10 Struktur Mikro Al-Cu Proses Aging 7 hari ... 63
Gambar 4.11 Struktur Mikro Al-Cu Proses Aging 9 hari ... 63
xix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat – sifat fisik Aluminium ... 7
Tabel 2.2 Sifat-Sifat Mekanik Aluminium ... 8
Tabel 2.3 Aluminium Dan Paduannya Serta Kode Penamaan ... 9
Tabel 2.4 Karakteristik Tembaga ... 35
Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Kimia. ... 53
Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Kekerasan Rockwell Dengan Proses Artificial Aging Dan Natural Aging
