pengaruh aging 140 oc, 160 oc, 180 oc, dan 200 oc …the effect of aging 140 oc, 160 oc, 180 oc, and...
TRANSCRIPT
PENGARUH AGING 140 oC, 160 oC, 180 oC, DAN 200 oC SELAMA 3 JAM
TERHADAP SIFAT MEKANIS ALUMINIUM PADUAN TEMBAGA 2,5%
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1
Diajukan oleh:
STEPANUS DHIPA ABHIRAMA
NIM : 145214019
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2018
i
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
THE EFFECT OF AGING 140 oC, 160 oC, 180 oC, AND 200 oC
DURING 3 HOURS TOWARDS MECHANICAL PROPERTIES
OF ALUMINIUM 2,5 % COPPER ALLOY
FINAL PROJECT
As Partial Fulfillment of the Requirement
To Obtained The Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering
By
STEPANUS DHIPA ABHIRAMA
Student Number: 145214019
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2018
ii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i
TITLE PAGE ................................................................................................. ii
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii
HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iv
HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................ v
INTISARI ...................................................................................................... vi
ABSTRACT .................................................................................................... vii
HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................................... viii
KATA PENGANTAR .................................................................................... ix
DAFTAR ISI ................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah......................................................................................... 2 1.4 Tujuan ........................................................................................................ 2 1.5 Manfaat ...................................................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................ 3
BAB II DASAR TEORI
2.1 Aluminium ................................................................................................. 5
2.2 Sifat-sifat Aluminium ................................................................................ 5
2.3 Paduan Aluminium .................................................................................... 7
2.3.1 Paduan Aluminium (Al)-Tembaga (Cu) ............................................. 7
2.3.2 Pengaruh Unsur Paduan Dalam Aluminium ..................................... 8
2.4 Pengujian Tarik .......................................................................................... 9
2.5 Pengujian Kekerasan .................................................................................. 12
2.5.1 Pengujian Kekerasan Brinell .............................................................. 13
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2.5.2 Pengujian Kekerasan Rockwell .......................................................... 15
2.5.3 Pengujian Kekerasan Vikers ............................................................... 17
2.6 Heat Treatment ......................................................................................... 19
2.6.1 Perlakuan Panas Aluminium Paduan ................................................ 20
2.7 Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alur ............................................................................................ 25
3.2 Bahan dan Alat Penelitian .......................................................................... 26
3.2.1 Bahan penelitian ................................................................................ 26
3.2.2 Alat Penelitian ................................................................................... 26
3.3 Metode Persiapan Pengecoran Aluminium Paduan Tembaga .................. 34
3.4 Metode Peleburan dan Pengecoran Aluminium Paduan Tembaga ........... 34
3.5 Pembuatan Spesimen ................................................................................ 35
3.5.1 Spesimen Uji Tarik ............................................................................ 35
3.5.2 Spesimen Uji Kekerasan ................................................................... 37
3.6 Pengambilan Spesimen ............................................................................. 37
3.7 Metode Aging ............................................................................................ 37
3.8 Metode Pengujian Spesimen ..................................................................... 38
3.8.1 Pengujian Kekerasan ......................................................................... 38
3.8.2 Pengujian Tarik ................................................................................. 38
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Aluminium Paduan Tembaga ................................................... 40
4.1.1 Data Penelitian Uji Kekerasan .......................................................... 41
4.1.2 Data Penelitian Uji Tarik ................................................................... 43
4.2 Pembahasan ............................................................................................... 44
4.2.1 Pembahasan Pengujian Kekerasan .................................................... 45
4.2.2 Pembahasan Pengujian Tarik ............................................................ 46
xii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB V KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 48
5.2 Saran .......................................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 50
LAMPIRAN
xiii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik Aluminium (Al) ..................................................... 6
Tabel 2.2 Sifat-sifat Mekanik Aluminium ...................................................... 6
Tabel 4.1 Rata-rata Diameter Pijakan Setiap Titik ......................................... 42
Tabel 4.2 Nilai Rata-rata BHN Material Al-Cu 2,5% ..................................... 42
Tabel 4.3 Nilai Rata-Rata Kekuatan Tarik Material Al-Cu 2,5% ................... 44
xiv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Fasa Al-Cu .................................................................... 7
Gambar 2.2 Hubungan Tegangan dan Regangan ............................................ 11
Gambar 2.3 Alat uji tarik ................................................................................ 12
Gambar 2.4 Proses uji kekerasan dengan alat uji Rockwell ............................ 16
Gambar 2.5 Metode Uji Kekerasan Rockwell ................................................. 17
Gambar 2.6 Proses uji kekerasan dengan alat uji Vikers ................................ 19
Gambar 2.7 Diagram fasa perubahan mikrostruktur paduan Al-Cu ............... 21
Gambar 2.8 Al-Mg dengan kadar Mg kurang dari 17,1 % ............................. 22
Gambar 2.9 Diagram Fasa Al-Si ..................................................................... 22
Gambar 2.10 Diagram paduan Al-Cu ............................................................. 23
Gambar 3.1 Diagram Alur ............................................................................... 25
Gambar 3.2 Aluminium .................................................................................. 26
Gambar 3.3 Tembaga ...................................................................................... 26
Gambar 3.4 Mesin Uji Tarik ........................................................................... 27
Gambar 3.5 Mesin Uji Kekerasan Brinell ....................................................... 27
Gambar 3.6 Mesin Bubut ................................................................................ 28
Gambar 3.7 Tabung Gas ................................................................................. 28
Gambar 3.8 Kompor ........................................................................................ 29
Gambar 3.9 Gergaji ......................................................................................... 29
Gambar 3.10 Tang Jepit .................................................................................. 30
Gambar 3.11 Kowi .......................................................................................... 30
Gambar 3.12 Stopwatch .................................................................................. 31
Gambar 3.13 Palu ............................................................................................ 31
Gambar 3.14 Kikir .......................................................................................... 31
Gambar 3.15 Oven .......................................................................................... 32
Gambar 3.16 Kunci Pas ................................................................................... 32
Gambar 3.17 Cetakan Uji Tarik ...................................................................... 33
xv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 3.18 Cetakan Uji Kekerasan .............................................................. 33
Gambar 3.19 Thermocouple ............................................................................ 33
Gambar 3.20 Tabel Standar Tes Tegangan dengan Spesimen Bundar ........... 35
Gambar 3.21 Spesimen Standar ASTM A370 ................................................ 36
Gambar 3.22 Spesimen setelah dicetak ........................................................... 36
Gambar 3.23 Spesimen Uji Tarik ASTM A370 .............................................. 36
Gambar 3.24 Spesimen Uji Kekerasan ........................................................... 37
Gambar 4.1 Komposisi Aluminium ................................................................ 40
Gambar 4.2 Grafik Kekerasan (BHN) Material Al-Cu 2,5% .......................... 45
Gambar 4.3 Grafik Rata-rata Kekuatan Tarik (MPa) Material Al-Cu 2,5% .... 46
Gambar 4.4 Grafik Rata-rata Regangan (Ԑ) Material Al-Cu 2,5% ................. 47
xvi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar-gambar grafik tegangan regangan ................................. 51
Lampiran 2 Sertifikat Komposisi Aluminium ................................................. 57
xvii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengecoran logam merupakan salah satu teknologi manufaktur tertua dan
sampai saat ini masih banyak dimanfaatkan didalam industri karena mampu
memproduksi komponen-komponen yang rumit dan sangat ekonomis. Hal ini
menyebabkan proses pengecoran berperan penting dalam industri manufaktur.
Aluminium (Al) merupakan jenis logam non ferro yang memiliki sifat kuat,
ringan dan tahan korosi yang baik. Penggunaan aluminium khususnya di dunia
permesinan dan industri baik industri kecil maupun industri besar untuk menunjang
proses fabrikasi telah banyak diterapkan oleh berbagai perusahaan material.
Aluminium digunakan dalam bidang yang luas, bukan hanya untuk peralatan rumah
tangga tapi juga dipakai untuk keperluan material pesawat terbang, mobil, kapal
laut dan konstruksi-konstruksi yang lain. Namun kekuatan dari aluminium murni
tidak sebaik logam-logam lainnnya. Hal ini dapat diatasi dengan memadukan
aluminium dengan logam-logam lainnya seperti: Tembaga (Cu), Mangan (Mg),
Silicon (Si), dan sebagainya. Paduan aluminium dapat menghasilkan coran yang
baik. Paduan aluminium dan tembaga memiliki kekerasan dan kekuatan tarik yang
baik.
Material-material yang terdapat didunia permesinan dan industri tentunya
sering kali juga mendapatkan perlakuan khusus. Material-material yang
mendapatkan perlakuan khusus misalnya dilakukan perlakuan normalizzing, aging,
heat treatment. Perlakuan khusus tersebut dimaksudkan agar material-material
tersebut kembali kefase awal dan selain itu juga agar sifat kekerasannya menjadi
tinggi. Aging merupakan proses perlakuan panas yang dilakukan pada suatu bahan
atau material-material untuk meningkatkan sifat kekerasannya dengan cara
mengkombinasikan antara pemanasan diatas suhu kamar dengan waktu pemanasan.
1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Penelitian ini dilaksanakan secara berkelompok. Dalam kelompok ini penulis
melakukan pengujian 2,5 % tembaga yang dicampur dengan aluminium pada saat
proses pengecoran. Proses pengecoran dan pengujian spesimen aluminium paduan
akan dilakukan di Laboratorium Material Teknik, Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas Sanata Dharma. Spesimen aluminium paduan ini akan dilakukan
pengujian tarik dan pengujian kekerasan. Sebelum spesimen diuji, spesimen
tersebut akan mendapat perlakuan aging dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180oC dan
200 oC selama 3 jam.
1.1 Rumusan Masalah
Masalah yang akan dirumuskan dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana pengaruh aluminium paduan tembaga 2,5 % yang mendapat
perlakuan aging dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC dan 200oC selama
3 jam terhadap kekuatan tarik?
2. Bagaimana pengaruh aluminium paduan tembaga 2,5 % yang mendapat
perlakuan aging dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC dan 200oC selama
3 jam terhadap kekerasan?
1.2 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang ada di dalam penelitian ini adalah:
1. Bahan yang diuji adalah aluminium paduan tembaga 2,5 % yang
mendapat perlakuan aging dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC dan 200 oC selama 3 jam.
2. Pengujian yang dilakukan adalah uji tarik dan uji kekerasan.
3. Pengujian dilakukan di Laboratorium Material Teknik, Fakultas Sains
dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh aluminium paduan tembaga 2,5 % yang mendapat
perlakuan aging dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC dan 200 oC selama
3 jam terhadap kekuatan tarik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
2. Mengetahui pengaruh aluminium paduan tembaga 2,5 % yang mendapat
perlakuan aging dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC dan 200 oC selama
3 jam terhadap kekerasan.
1.4 Manfaat
Manfaat yang bisa diambil dari penelitian ini adalah:
1. Dengan penelitian ini dapat menerapkan ilmu dari teori yang dipelajari
dengan praktek langsung dalam pengecoran aluminium.
2. Mampu memberi pengetahuan tentang hasil penelitian aluminium
paduan tembaga yang telah dilakukan guna referensi penelitian
selanjutnya.
1.5 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan dari proposal skripsi ini adalah:
1. BAB I Pendahuluan
Dalam bab ini akan dibahas tentang pengetahuan singkat aluminium dan
tembaga serta mengetahui alasan dan latar belakang untuk tugas akhir,
tujuan dan manfaat tugas akhir dan rumusan masalah serta batasan
masalah tugas akhir.
2. BAB II Dasar Teori
Dalam bab ini akan dibahas pengetahuan secara mendalam tentang
aluminium dan tembaga serta sejarah awal mula ditemukannya
aluminium. Dalam bab ini juga dibahas mengenai sifat dan karakteristik
dari alumunium dan paduannya.
3. BAB III Metodologi Penelitian
Dalam bab ini akan dibahas diagram alur penelitian, langkah-langkah
penelitian, alat dan bahan penelitian.
4. BAB IV Pembahasan
Dalam bab ini dibahas hasil dari penelitian yang sudah dilakukan
dengan metode penelitian yang telah disusun.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
5. BAB V Kesimpulan dan Saran
Dalam bab ini dibahas point-point yang dianggap penting dari
keseluruhan hasil dari penelitian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Aluminium
Aluminium (Al) ditemukan pada tahun 1825 oleh ahli fisika dari Denmark yaitu
Hans Christian Oersted. Tahun 1827 aluminium diakui secara pasti oleh F. Wohler.
Biji utama pembuatan aluminium ini adalah bauksit. Penggunaan aluminium antara
lain untuk pembuatan kabel, kerangka kapal terbang, mobil dan berbagai produk
peralatan rumah tangga.
Aluminium adalah unsur kimia dengan nomor atom 13 dan massa atom
26,9815. Unsur ini mempunyai isotop alam: Al-27. Sebuah isomer dari Al-26 dapat
meluruhkan sinar dengan waktu paruh 105 tahun. Aluminium berwarna putih
keperakan, mempunyai titik lebur 659,7oC dan titik didih 2.057oC serta berat
jenisnya 2,699 gr/cm3 (pada temperatur 20oC). Alumunium adalah unsur terbanyak
ketiga yang ditemukan dibumi setelah oksigen dan silikon. Jumlahnya sekitar 7,6%
dari berat kerak bumi. Aluminium mudah dilengkungkan dan dibuat mengkilat,
serta larut dalam asam klorida dan asam sulfat berkonsentrasi diatas 10% tetapi
tidak larut dalam asam organik.
2.2 Sifat–sifat Aluminium
Aluminium mempunyai sifat keuletan yang tinggi maka menyebabkan logam
tersebut mudah dibentuk dan mempunyai sifat bentuk yang baik. Aluminium juga
mempunyai sifat tahan korosi karena merupakan kelompok logam non ferro dan
mempunyai kerapatan yang tinggi, penghantar panas dan listrik yang baik.
Aluminium mempunyai daya hantar listrik yang tinggi sekitar 60% dari daya hantar
tembaga dan tidak beracun. Aluminium juga mempunyai sifat mudah berbentuk
(formability) yaitu dapat dibentuk dengan mudah.
Aluminium juga mempunyai sifat mudah ditempa (machinability) yang memungkinkan aluminium dibuat dalam bentuk plat atau lembaran tipis. Titik lebur
5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
aluminium relatif rendah yaitu 660oC sehingga sangat baik untuk proses penuangan
dengan waktu peleburan relatif singkat dan biaya operasional lebih murah.
Aluminium juga mempunyai kekurangan yaitu kekuatan dan kekerasan yang
rendah dibandingkan dengan logam lain seperti besi dan baja.
Tabel 2.1 menunjukan sifat-sifat fisik Al dan Tabel 2.2 menunjukkan sifat-
sifat mekanik aluminium.
Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik Aluminium
Sifat-sifat Kemurnian Al (%)) 99,996 >99,0
Masa jenis (20°C) 2,6989 2,71 Titik cair 660,2 653-657 0,2226 0,2297 Hantaran listrik (%) 64,94 59 (dianil) Tahanan listrik koefisien temperatur
(/°C) 0,00429 0,0115
Koefisien pemuaian (20-100°C) 23,86 x 10-6 23,5 x 10-
Jenis kristal , konstanta kisi fcc, a = 4,013 kX fcc, a = 4,04
kX
(Sumber: Surdia , T., Saito, S.: PengetahuanBahan Teknik, 135)
Tabel 2.2 Sifat-sifat Mekanik Aluminium
Sifat-sifat
Kemurnian 99.996 >99.0
Dianil 75% dirol
dingin
Dianil H18
Kekuatan tarik (kg/mm2) 4.9 11.6 9.3 16.9 Kekuatan mulur (0.2%) (kg/mm2) 1.3 11.0 3.5 14.8 Perpanjangan (%) 48.8 5.5 35 5 Kekerasan Brinell 17 27 23 44
(Sumber: Surdia , T., Saito, S.: Pengetahuan Bahan Teknik, 135)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
2.1 Paduan Aluminium
2.1.1 Paduan Aluminium (Al)-Tembaga (Cu)
Paduan aluminium (Al)-tembaga (Cu) sering diaplikasikan hanya berkisar
2%-6% tembaga. Karena pada fase paduan ini mempunyai daerah luas dari
pembekuannya, penyusutan yang besar, resiko besar pada kegetasan dan mudah
terjadi keretakan. Gambar 2.1. menunjukkan diagram fase aluminium tembaga.
Gambar 2.1. Diagram Fasa Al-Cu
(Sumber: Sidney, H.A., 1974)
Kelarutan maksimum dari tembaga pada alumunium adalah 5,65% pada
1018oF. Suhu 572oF kelarutannya turun menjadi 0,45%. Paduan yang mengandung
tembaga 2,5-5% dapat mengalami perlakuan panas dengan pengerasan penuaan.
Fase theta (ș) adalah fase menengah paduan yang komposisinya mendekati senyawa
CuAl2. Perlakuan kelarutan dilakukan dengan memanaskan paduan pada daerah
fase tunggal kappa (K) yang diikuti dengan pendinginan secara cepat. Penuaan
selanjutnya baik alami maupun buatan akan mengakibatkan presipitasi pada fase
(ș) sehingga memperkuat paduan tersebut. Paduan ini mungkin mengandung
sejumlah kecil silicon, besi, magnesium, mangan serta seng.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
2.1.2 Pengaruh Unsur Paduan Dalam Aluminium
Unsur paduan sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat paduan aluminium
paduan, sebagai contoh tembaga.
Aluminium banyak digunakan karena mempunyai berbagai keunggulan
dibandingkan dengan logam yang lainnya, antara lain:
1. Ringan (massa jenisnya 2,4 g/cm3 sampai 2,7 g/cm3
2. Temperature cair yang rendah
3. Ketahanan terhadap korosi
4. Sifat mekanik yang bervariasi (kekuatan, kekerasan dan keuletan)
5. Mampu bentuk yang baik
6. Mampu mesin yang baik
7. Mampu cor yang baik
Paduan aluminium cor merupakan paduan yang banyak dipakai dan
mempunyai kegunaan yang luas. Faktor-faktor yang menguntungkan adalah:
1. Sifat mampu alir yang baik
2. Temperature cair yang rendah (660oC)
3. Perpindahan panas yang cepat dari logam cair kecetakan
4. Tidak rentan terhadap cacat
5. Mempunyai kestabilan yang baik
6. Permukaan coran yang halus
7. Mempunyai nilai dekoratif dan arsitektual yang baik
8. Mempunyai ketahanan korosi yang baik
9. Tidak beracun
10. Harga lebih murah
Tembaga merupakan logam yang banyak digunakan karena ketersediaan
dan sifat-sifat yang dimilikinya, yaitu:
1. Sifat mampu dibentuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
2. Daya hantar listrik yang baik
3. Konduktivitas panas yang baik
4. Ketahanan korosi yang baik
5. Mempunyai massa jenis sekitar 8,9 g/cm3
6. Modulus elastisitas 115 Gpa
7. Temperature cair 1083 oC
Penambahan unsur-unsur paduan seperti Zn, Sn, Be, Al, Pb, Mn, Ni, dan Fe
bertujuan untuk meningkatkan kekuatan tarik dan kekerasan. Pengaruh pemaduan
pada paduan tembaga yaitu:
Kelebihan:
1. Meningkatkan kekuatan tarik
2. Menaikkan kekerasan
3. Meningkatkan ketahanan aus
Kekurangan:
1. Menurunkan daya tahan korosi
2. Mengurangi keuletan bahan
3. Menurunkan kemampuan dibentuk dan dirol
2.4 Pengujian Tarik
Uji tarik merupakan salah satu pengujian destruktif (pengujian yang bersifat
merusak benda uji). Pengujian dilakukan dengan memberikan beban tarik pada
beban uji secara perlahan-lahan sampai putus. Maka akan terlihat batas mulur,
kekuatan tarik, perpanjangan, pengecilan luas diukur dari benda uji. Pelaksanaan
pengujian sebagai berikut:
• Ukuran dan nomor benda uji dicatat.
• Benda uji dipasang pada grip (penjepit) atas dan bawah pada mesin uji, dan
dinaikan atau diturunkan grip bawah dengan kecepatan sedang sehingga
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
penjepitan benda uji dalam posisi yang tepat. Kedudukan benda uji harus
vertikal dan setelah itu kedua penjepit dikencangkan secukupnya.
• Power printer dihidupkan dan kertas mili meter blok dipasang pada printer.
• Mesin dijalankan dan catat angka yang ditampilkan pada data display
sampai benda uji patah.
Beban tarik yang bekerja pada benda uji akan menimbulkan pertambahan
panjang disertai pengecilan penampang benda uji. Dari data yang diperoleh dari
pengujian tarik, dapat dilakukan perhitungan untuk cari nilai dari tegangan
maksimum dan regangan dari benda uji tersebut, perhitungan dilakukan dengan
menggunakan rumus berikut:
1. Kekuatan Tarik :
𝜎𝜎𝑢𝑢 = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝐴𝐴
𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑚𝑚𝑚𝑚2� .......................................................... (2.1)
dimana:
𝜎𝜎𝑢𝑢 = Ultimate tensile strength atau kekuatan tarik maksimum (kg/mm2)
Pmax = Beban maksimal (kg)
A = Luas penampang mula–mula (mm2)
2. Regangan :
𝜀𝜀 = 𝐿𝐿−𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿
𝑥𝑥 100% = ∆𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿
𝑥𝑥 100% ...................................... (2.2)
dimana:
𝜀𝜀 = Regangan
Lo = Panjang ukur awal (mm)
𝐿𝐿 = Panjang ukur akhir (mm)
∆𝐿𝐿 = Pertambahan panjang (mm)
Semakin besar panjang ukur, semakin besar pula nilai regangan karena
pertambahan panjang akan semakin besar, dan rumus dari regangan sendiri
berbanding lurus dengan berubahan panjang dan berbanding terbalik dengan
panjang ukur awal benda uji. Pengujian tarik akan dilakukan untuk setiap bahan.
Dari pengujian tarik dapat disimpulkan sifat mekanik dari suatu bahan yaitu:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
a. Semakin tinggi kemampuan kekuatan tarik suatu bahan maka akan
lebih kuat juga bahan tersebut dapat menerima kekuatan tarik,
namun semakin rendah kemampuan kekuatan tarik suatu bahan
maka akan lebih lemah bahan dapat menerima kekuatan tarik.
b. Semakin tinggi regangan maka bahan tersebut semakin mudah
dibentuk, dan sebaliknya semakin kecil regangan maka bahan
tersebut akan sulit dibentuk.
Gambar 2.2. menunjukkan grafik hubungan antara tegangan (stress) dan
regangan (strain). Melalui grafik ini dapat dijelaskan bahwa grafik tegangan dan
regangan merupakan gambaran karakteristik suatu bahan yang mengalami tarikan.
Grafik tegangan dan regangan dapat diamati bahwa sesudah garis linear muncul
daerah luluh dan selanjutnya garis membentuk lengkungan sampai putus. Garis
melengkung inilah merupakan modulus elastisitas.
Gambar 2.2. Hubungan Tegangan dan Regangan
(Sumber: www.alatuji.com/article/detail/2/uji-tarik)
Gambar 2.3. adalah alat uji tarik yang akan digunakan dalam pengujian
spesimen. Berdasarkan gambar alat uji tarik tersebut dapat dilihat bahwa pengujian
ini dilakukan pada spesimen atau benda uji yang dimaksudkan untuk mengetahui
kegetasan atau keuletan dari suatu benda uji dengan cara ditarik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Gambar 2.3. Alat uji tarik
(Sumber:http://www.infometrik.com/wp-content/uploads/2009/09/image0011.jpg)
2.5 Pengujian Kekerasan
Kekerasan (hardness) adalah ketahanan suatu material terhadap deformasi
pada daerah lokal dan permukaan material. Khusus untuk logam deformasi yang
dimaksud adalah deformasi plastis. Pengertian kekuatan adalah ketahanan material
terhadap deformasi plastis secara global. Deformasi plastis sendiri suatu keadaan
dari suatu material ketika material tersebut diberikan gaya maka struktur mikro dari
material tersebut sudah tidak bisa kembali ke bentuk asal artinya material
tersebut tidak dapat kembali ke bentuknya semula. Kekuatan suatu material
berbanding lurus dengan kekerasannya, semakin keras suatu material maka
semakin kuat material tersebut.
Didalam aplikasi manufaktur, material dilakukan pengujian dengan dua
pertimbangan yaitu untuk mengetahui karakteristik suatu material baru dan melihat
mutu untuk memastikan suatu material memiliki spesifikasi kualitas tertentu.
Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan empat macam
metode pengujian kekerasan, yakni:
1. Uji kekerasan Brinnel
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
2. Uji kekerasan Rockwell
3. Uji kekerasan Vikers
4. Uji kekerasan Micro Hardness
2.5.1 Pengujian Kekerasan Brinell
Metode uji kekerasan yang diajukan oleh J.A Brinell pada tahun 1900an ini
merupakan uji kekerasan lekukan yang pertama kali banyak digunakan dan disusun
pembakuannya (dieter, 1987). Uji kekerasan ini berupa pembentukan lekukan pada
permukaan logam menggunakan indentor. Indentor untuk Brinell berbentuk bola
berstandar internasional dengan diameter 10mm, diameter 5mm, diameter 2,5mm,
dan diameter 1mm. Bola Brinell yang standar internasional tersebut terdapat 2
bahan pembuatannya, yaitu terbuat dari baja yang di keraskan atau dilapis chrom
dan terbuat dari tungsten carbide. Tungsten carbide lebih keras dibandingkan baja.
Tungsten carbide biasanya dipakai untuk pengujian benda yang keras yang
dikhawatirkan akan merusak bola baja. Namun untuk pengujian bahan yang tingkat
kekerasannya belum diketahui, alangkah baiknya jika pengujiannya terlebih dahulu
menggunakan metode Rockwell dengan menggunakan indentor kerucut intan yang
bertujuan untuk menghindari rusaknya indentor. Seperti yang diketahui bahwa
intan adalah logam yang paling keras saat ini dan intan tidak akan rusak jika
diindentasikan ke material yang keras. Bahan atau material pengujian Brinell harus
disiapkan terlebih dahulu. Material harus bersih dan diusahakan halus (minimal N6
atau digerinda). Harus rata dan tegak lurus, bersih dari debu, karat, dan terak.
Adapun cara atau metode pengujian Brinell, yaitu:
A. Alat dan bahan pengujian dipersiapkan.
Mesin uji kekerasan Brinell (Brinell Hardness Test)
Indentor bola ( bola baja atau bola carbide)
Benda uji yang sudah di gerinda
Amplas halus
Stopwatch
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Mikroskop pengukur
B. Benda uji ditempatkan dimesin penguji Brinell (stage)
C. Indentor ditekankan ke benda uji atau material dengan gaya tertentu
(untuk base ferro biasanya menggunakan 3000kgf)
D. Setelah kurang lebih 10 detik sampai 30 detik gaya dibebaskan dan
indentor dilepaskan dari benda uji
E. Diameter lekukan kemudian diukur menggunakan mikroskop pengukur
(ukur beberapa kali di beberapa tempat dan posisi kemudian ambil nilai
rata-ratanya)
F. Data-data yang diperoleh kemudian dimasukkan ke dalam rumus
Berikut rumus perhitungan pengujian metode Brinell:
𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵 = 2𝑃𝑃𝜋𝜋𝜋𝜋(𝜋𝜋−√𝜋𝜋2−𝑑𝑑2)
.............................................................. (2.3)
dimana:
BHN = Brinell Hardness Number
P = Beban yang diberikan (kgf)
D = Diameter indentor (mm)
d = Diameter lekukan rata-rata hasil indentasi
Untuk mencari beban, digunakan persamaan sebagai berikut:
𝑃𝑃 = 𝐶𝐶 𝑥𝑥 𝐷𝐷2 ................................................................................ (2.4)
dimana:
P = Beban yang diberikan (kgf)
C = Konstanta bahan yang akan diuji
D = Diameter indentor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
Dalam pengujian kekerasan terutama pengujian kekerasan Brinell ini
tentunya terdapat kelebihan dan kekurangan. Berikut adalah kelebihan dan
kekurangan pengujian Brinell.
Kelebihan pengujian Brinell:
Sangat dianjurkan untuk material-material atau bahan-bahan uji
yang bersifat heterogen
Kekurangan pengujian Brinell:
Membutuhkan ketelitian saat mengukur diameter lekukan hasil
indentasi
Pengujian menyita waktu selama lima menit dan belum termasuk
persiapan dan perhitungannya
2.5.2 Pengujian Kekerasan Rockwell
Proses pengujian kekerasan Rockwell adalah sebagai kemampuan suatu
bahan terhadap pembebanan dalam perubahan yang tetap. Ketika gaya tertentu
diberikan tekanan pada suatu benda uji yang mendapat pengaruh pembebanan,
benda uji akan mengalami deformasi/perubahan. Pengujian ini dapat menganalisis
seberapa besar tingkat kekerasan dari bahan tersebut melalui besarnya beban yang
diberikan terhadap benda yang menerima pembebanan tersebut. Gambar 2.4.
menunjukkan proses uji kekerasan dengan menggunakan alat uji Rockwell.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
Gambar 2.4. Proses uji kekerasan dengan alat uji Rockwell
Berikut ini merupakan cara pengujian dan penggunaan dengan menggunakan
metode pengujian Rockwell, yaitu:
1. Cara untuk pengujian kekerasan Rockwell
Rockwell ini memiliki sebuah indentor, indentor itulah yang akan
memberikan pembebanan terhadap benda uji. Setelah gaya tekan
dikembalikan ke gaya minor, maka yang akan dijadikan dasar perhitungan
untuk nilai kekerasan Rockwell bukanlah hasil pengukuran diameter atau
diagonal bekas lekukan, tetapi justru dalamnya bekas lekukan yang terjadi
itu. Pengujian Rockwell yang umumnya di pakai ada tiga jenis yaitu: HRA,
HRB dan HRC.
2. Cara untuk penggunaan mesin uji kekerasan Rockwell
Indentor terlebih dahulu dipasang sesuai dengan jenis pengujian yang
diperlukan, yaitu indentor bola baja atau kerucut intan. Setelah indentor
terpasang, penguji meletakkan benda yang akan diuji kekerasannya di
tempat mesin Rockwell dan mensetting beban yang akan digunakan untuk
proses penekanan. Untuk mengetahui nilai kekerasannya, penguji dapat
melihat pada jarum yang terpasang pada alat ukur berupa dial indicator
pointer. Gambar 2.5. menunjukkan metode uji kekerasan Rockwell.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Gambar 2.5. metode uji kekerasan Rockwell
(Sumber: https://metallurgistwannabe.wordpress.com/2015/07/29/sifat-
mekanik-material2-kekerasan-hardness/)
Adapun rumus untuk mencari besarnya kekerasan Rockwell:
𝐵𝐵𝐻𝐻 = 𝐸𝐸 – 𝑒𝑒 ............................................................................ (2.5)
dimana:
e = Jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi dengan 0,002
mm
E = jarak antara indentor saat diberi minor load dan zero reference line
yang untuk tiap jenis indentor
2.5.3 Pengujian Kekerasan Vikers
Uji kekerasan ini menggunakan indentor berbentuk piramida intan dengan
berbentuk dasar bujur sangkar dengan besar sudut 136o terhadap kedua sisi yang
berhadapan. Besar sudut itu digunakan karena merupakan perkiraan rasio terideal
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
indentasi diameter bola pada uji Brinnel. Besar beban indentor bervarisai antara 1kg
sampai 20kg yang disesuaikan dengan tingkat kekerasan material spesimen.
Adapun cara atau metode pengujian kekerasan Vikers, yaitu:
A. Alat dan bahan pengujian disiapkan
Mesin uji kekerasan Vikers ( Vikers Hardness Test)
Indentor piramida intan (diamond pyramid)
Benda uji yang sudah di gerinda
Amplas kasar dan halus
Stopwatch
Mikroskop pengukur
B. Benda uji ditempatkan dimesin penguji Vikers (stage)
C. Indentor ditekankan ke benda uji dengan gaya tertentu (rentang micro
10g sampai 1000g dan 1kg sampai 100kg)
D. Setelah kurang lebih hingga 10 detik sampai 20 detik, gaya dibebaskan
dan indentor dilepaskan dari benda uji
E. Dua diagonal lekukan persegi (belah ketupat) kemudian diukur
menggunakan mikroskop pengukur dengan teliti
F. Data-data yang diperoleh kemudian dimasukkan kedalam rumus untuk
menentukan nilai rata-ratanya
𝑉𝑉𝐵𝐵𝐵𝐵 =2𝑃𝑃 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 (𝜃𝜃2)
𝑑𝑑2= 1,854 𝑃𝑃 𝑃𝑃
𝑑𝑑2 ............................................. (2.6)
dimana:
VHN = Vickers Hardness Number
P = Beban yang diberikan (kgf)
d = Panjang diagonal rata-rata hasil indentasi (mm)
𝜃𝜃 = Sudut antara permukaan intan yang berhadapan = 136o
Dalam pengujian kekerasan terutama pengujian kekerasan Vikers ini
tentunya terdapat kelebihan dan kekurangan. Berikut adalah kelebihan dan
kekurangan pengujian Vikers.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Kelebihan pengujian Vikers:
Dianjurkan untuk pengujian material yang sudah diproses case
hardening dan proses pelapisan dengan logam lain yang lebih keras.
Tidak merusak karena hasil indentasi sangat kecil dan biasanya
bahan uji bisa dipakai kembali.
Kekurangan pengujian Vikers:
Butuh ketelitian pada saat mengukur diameter lekukan hasil
indentasi.
Waktu pengujian bisa sampai lima menit. Belum termasuk persiapan
dan proses perhitungannya.
Gambar 2.6. menunjukkan proses uji kekerasan dengan menggunakan alat uji
Vikers.
Gambar 2.6. Proses uji kekerasan dengan alat uji Vikers
(Sumber:http://ujimaterial.weebly.com/uploads/2/5/4/1/25418571/7006351orig.jpg)
2.6 Heat treatment
Heat treatment merupakan suatu proses pemanasan dan pendinginan yang
terkontrol, dengan tujuan mengubah sifat fisik dan sifat mekanis dari suatu bahan
atau logam sesuai dengan yang dinginkan. (Kamenichny, 1969: 74). Proses dalam
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
heat treatment meliputi heating, holding, dan cooling. Adapun tujuan dari masing-
masing proses yaitu:
1. Heating: proses pemanasan sampai temperatur tertentu dan dalam periode
waktu. Tujuannya untuk memberikan kesempatan agar terjadinya
perubahan struktur dari atom-atom dapat menyeluruh.
2. Holding: proses penahanan pemanasan pada temperatur tertentu, bertujuan
untuk memberikan kesempatan agar terbentuk struktur yang teratur dan
seragam sebelum proses pendinginan.
3. Cooling: proses pendinginan dengan kecepatan tertentu, bertujuan untuk
mendapatkan struktur dan sifat fisik maupun sifat mekanis yang diinginkan.
2.6.1. Perlakuan Panas Aluminium Paduan
Perlakuan panas pada aluminium paduan dilakukan dengan memanaskan
sampai terjadi fase tunggal kemudian ditahan beberapa saat dan diteruskan dengan
pendinginan cepat hingga tidak sempat berubah ke fase lain. Jika bahan tadi
dibiarkan untuk jangka waktu tertentu maka terjadilah proses penuaan (aging).
Perubahan akan terjadi berupa presipitasi (pengendapan) fase kedua yang dimulai
dengan proses nukleasi dan timbulnya klaster atom yang menjadi awal dari
presipitat. Presipitat ini dapat meningkatkan kekuatan dan kekerasannya. Proses ini
merupakan proses age hardening yang disebut natural aging. Jika setelah
dilakukan pendinginan cepat kemudian dipanaskan lagi hingga di bawah temperatur
solvus (solvus line) kemudian ditahan dalam jangka waktu yang lama dan
dilanjutkan dengan pendinginan lambat di udara disebut proses penuaan buatan
(artificial aging). Gambar 2.7. menunjukkan diagram fasa perubahan mikrostruktur
paduan Al-Cu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Gambar 2.7. Diagram fasa perubahan mikrostruktur paduan Al-Cu. Sumber : William K. Dalton : 259.
Proses dari pemanasan awal hingga pendinginan cepat disebut proses
perlakuan pelarutan (solution treatment), dan proses sesudahnya disebut proses
perlakuan pengendapan (precipitation treatment).
Paduan Aluminium lainnya yang dapat di perlakukan panas sebagaimana
diagram fasa di bawah ini:
1. Paduan Al-Mg dengan kadar Mg kurang dari 17,1% termasuk yang heat
treatable karena jika dipanaskan di atas garis solvus mampu mencapai fasa
tunggal. Gambar 2.8. menunjukkan Al-Mg dengan kadar Mg kurang dari
17,1%.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Gambar 2.8. Al-Mg dengan kadar Mg kurang dari 17,1%
2. Paduan Al-Si masuk kategori non heat tretable, tetapi untuk paduan Al-Si
dengan kadar Si kurang dari 1,6. Gambar 2.9. menunjukkan diagram fasa
yang masih memungkinkan Al-Si mencapai fasa tunggal jika dipanaskan
diatas garis solvus. Hal ini memungkinkan untuk di heat treatment.
Gambar 2.9. Diagram fasa Al-Si
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
3. Paduan Al-Cu dengan kadar Cu kurang dari 5,65 % juga heat treatable.
Gambar 2.10. menunjukkan diagram paduan Al-Cu.
Gambar 2.10. Diagram paduan Al-Cu
2.7. Tinjauan Pustaka
Adapun tinjauan pustaka dari proposal skripsi ini adalah:
1. Prayitno, A. (2007), meneliti tentang aluminium paduan Al, Si, Cu dengan
cetakan pasir. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh
aluminium paduan dengan cetakan pasir dan logam terhadap sifat fisis dan
mekanis. Disimpulkan bahwa hasil tegangan tarik rata–rata 72,36 (MPa),
regangan rata–rata 2,48%, Modulus Elastisitas rata–rata 3073,3 (MPa),
Kekakuan rata–rata 124989,66 (MPa), harga kekerasan rata–rata 78,8
kg/mm², energi yang diserap rata–rata dua Joule, harga impak rata–rata
0,025 (J/mm²), hasil pengujian komposisi kimia didapatkan yang dominan
adalah Al = 83,69%, Si = 4,83%, Cu = 7,44%, Zn = 2,01%, Fe = 1,14%.
Pada pengujian struktur mikro terlihat bahwa unsur Si terlihat panjang
didalam kelompok yang sedikit.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
2. Samson dkk (2013), telah melakukan penelitian dengan mengkombinasikan
temperatur tuang dan heat treatment untuk meningkatkan kekuatan tarik
aluminium 6063. Samson dkk memvariasikan temperatur tuang dari 700-
780°C dengan perlakuan berbeda secara heat treatment pada lembaran
aluminium 6063. Kekuatan tarik meningkat dengan meningkatnya
temperatur tuang dan maksimum 183 MPa pada 740°C yang terjadi pada
R3 yang diperlakukan secara homogenesis, aged dan deformasi sebelum
akhirnya menurun sampai 141 Mpa pada suhu tuang 780°C, hal ini
menunjukkan bahwa perlakuan aluminium dengan cold rolling yang
sebelumnya dilakukan solution treatment akan berdampak secara signifikan
terhadap bertambah besarnya kekuatan tarik.
3. Adeosun dkk (2014), dengan memvariasikan presentase penambahan Ti
pada aluminium kemudian tiap variasi diberi perlakuan panas yang berbeda.
Penelitian tersebut bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanik aluminium.
Hasilnya menunjukkan bahwa peningkatan sifat mekanik terbesar yaitu dari
perlakuan secara cold rolling, heat treatment lalu quench-tempering yang
terdiri dari titanium 1,7%-2,2%, tensile strength meningkat 28%, modulus
elastisitas 38,3% dan micro hardness 20,5%. Hal ini menunjukkan bahwa
heat treatment lalu quenching sangat efektif untuk meningkatkan sifat
mekanik Al-Ti.
4. Taufiq dan Akhmad (2010), telah meneliti pengaruh temperatur aging dan
orientasi butiran terhadap sifat mekanik paduan AL 2014. Hasil penelitian
memperlihatkan bahwa spesimen yang mendapat perlakuan aging pada
temperatur 150oC selama 12 jam diperoleh nilai kekerasan optimum, yaitu
118,4 VHN.
5. Zulfia dkk (2010), melakukan penelitian tentang proses penuaan
(aging)pada paduan aluminium AA 333 hasil proses sand casting. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa proses aging pada temperatur 180oC dengan
waktu tahan 8 jam menghasilkan nilai kekerasan yang tertinggi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alur
Gambar 3.1 Diagram Alur
Persiapan Bahan
Aluminium (Al)
Proses Pengecoran
Pembentukan Spesimen
Aging 140oC, 160oC, 180oC dan 200oC selama 3 jam
Pengujian Tarik dan Kekerasan
Analisis Data
Kesimpulan
Cek Komposisi
Tembaga (Cu)
25
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
3.1 Bahan dan Alat Penelitian
3.1.1 Bahan Penelitian
Bahan yang diperlukan dalam membuat benda uji guna untuk penelitian ini
adalah aluminium (Al) dan tembaga (Cu). Pengecoran bahan tersebut akan
menghasilkan aluminium paduan tembaga 2,5% dan di aging selama 3 jam dengan
suhu 00C, 1400C, 1600C, 1800C, 2000C dan akan dilakukan uji kekerasan dan uji
tarik. Berikut adalah Gambar 3.2 aluminium dan Gambar 3.3 tembaga.
Gambar 3.2 Aluminium
Gambar 3.2 adalah aluminium murni dengan kandungan 99,90 % dan berat
kurang lebih 21 kg yang akan dilebur dan dicampur dengan tembaga sebesar 2,5%.
Gambar 3.3 Tembaga
Gambar 3.3 adalah tembaga dengan panjang 30 cm yang akan dicampur
dengan aluminium. Sebelum dilakukan pencampuran, tembaga ini akan dibubut
agar memudahkan dalam menghitung kandungan tembaga yang akan dicampurkan
pada aluminium.
3.1.2 Alat-Alat Penelitian
Adapun alat yang digunakan dalam pengujian ini antara lain:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
1. Mesin Uji Tarik
Mesin ini digunakan untuk mengetahui nilai kegetasan atau
keuletan suatu spesimen dengan cara menarik spesimen sampai putus.
Alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Mesin Uji Tarik
2. Mesin Uji Kekerasan Brinell
Mesin uji ini digunakan untuk mengetahui tingkat kekerasan suatu
spesimen dengan cara indentor berbentuk bola ditekankan pada spesimen
dengan beban dan waktu yang sudah ditentukan. Alat ini dapat dilihat
pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Mesin Uji Kekerasan Brinell
3. Mesin Bubut
Mesin ini digunakan untuk mengurangi ukuran diameter benda yang
awalnya berbentuk tabung kemudian dibentuk sesuai dengan ukuran
ASTM A370. Alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.6.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
Gambar 3.6 Mesin Bubut
Adapun alat yang digunakan dalam proses pengecoran antara lain:
1. Tabung Gas
Tabung yang berisi gas ini digunakan untuk bahan bakar dalam
peleburan aluminium dan tembaga. Alat ini dapat dilihat pada Gambar
3.7.
Gambar 3.7 Tabung Gas
2. Kompor
Alat ini digunakan untuk memanaskan kowi yang berisi aluminium
dan tembaga sampai mencair dan kemudian ditungkan kedalam cetakan.
Alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.8.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Gambar 3.8 Kompor
3. Gergaji
Alat ini digunakan untuk memotong aluminium dan tembaga
sebelum dilakukan proses peleburan dan digunakan untuk memotong
benda uji atau spesimen yang sudah ditentukan ukurannya. Alat ini
dapat dilihat pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9 Gergaji
4. Tang Jepit
Alat tersebut digunakan untuk menjepit tungku pada saat proses
pengecoran dan digunakan untuk menjepit benda uji atau spesimen yang
masih panas agar tidak membahayakan tangan. Alat ini dapat dilihat
pada Gambar 3.10.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Gambar 3.10 Tang Jepit
5. Kowi
Alat ini biasa disebut kowi dan digunakan untuk tempat atau wadah
aluminium dan tembaga dipanaskan sampai mencair. Alat ini dapat
dilihat pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11 Kowi
6. Stopwatch
Alat ini digunakan untuk menghitung berapa lama waktu yang
diperlukan pada proses peleburan aluminium dan tembaga sampai
mencair. Alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.12.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Gambar 3.12 Stopwatch
7. Palu
Alat ini dipergunakan untuk memukul benda uji atau spesimen
ketika benda uji atau spesimen sulit dilepaskan dari cetakan. Alat ini
dapat dilihat pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13 Palu
8. Kikir
Alat ini digunakan untuk mengurangi atau menghilangkan bagian
benda uji yang terlihat runcing atau tajam. Alat ini dapat dilihat pada
Gambar 3.14.
Gambar 3.14 Kikir
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
9. Oven
Alat ini digunakan untuk normalizing spesimen selama satu jam
dengan suhu 550 oC dan proses aging spesimen selama tiga jam dengan
suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC dan 200 oC. Alat ini dapat dilihat pada
Gambar 3.15.
Gambar 3.15 Oven
10. Kunci Pas
Alat ini digunakan untuk memasang dan melepas baut pada cetakan
cor yang berbentuk persegi panjang dengan pengunci yang berjumlah
enam lubang. Alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.16.
Gambar 3.16 Kunci Pas
11. Cetakan spesimen uji tarik aluminium paduan tembaga
Alat ini digunakan untuk mencetak aluminium paduan tembaga
yang berbentuk menyerupai tabung dengan ukuran panjang 13 cm dan
diameter 12 cm. Cetakan ini berbentuk persegi panjang dengan jumlah
lubang cetakan 21 buah. Alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.17.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Gambar 3.17 Cetakan uji tarik
12. Cetakan spesimen uji kekerasan aluminium paduan tembaga
Alat ini digunakan untuk mencetak spesimen yang akan diuji
kekerasan. Cetakan ini berukuran dengan panjang 22 cm dan lebar 11
cm. Alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.18.
Gambar 3.18 Cetakan uji kekerasan
13. Thermocouple
Alat ini digunakan untuk melihat suhu yang disambungkan pada oven
pada saat proses normalizzing dan aging. Alat ini dapat dilihat pada
Gambar 3.19.
Gambar 3.19 Thermocouple
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
3.2 Metode Persiapan Pengecoran Aluminium paduan Tembaga
Adapun metode persiapan pengecoran logam antara lain:
1. Aluminium diukur dan dikelompokkan menurut komposisinya.
2. Aluminium dipotong-potong kecil sesuai dengan tinggi kowi, agar
setelah melunak tidak tumpah keluar kowi.
3. Tembaga dibubut agar menjadi potongan kecil-kecil supaya mudah
pada saat ditimbang.
4. Tembaga ditimbang sesuai komposisinya.
5. Siapkan tabung gas, kompor dan tungku.
6. Selang yang tersambung dengan kompor disambungkan dengan tabung
gas dan atur regulator pada tabung gas.
3.3 Metode Peleburan dan Pengecoran Aluminium paduan Tembaga
Adapun metode peleburan dan pengecoran logam antara lain:
1. Aluminium dan tembaga yang sudah ditimbang dan dikelompokkan
disiapkan.
2. Aluminium dimasukkan ke dalam kowi sesuai dengan komposisinya.
3. Kompor dinyalakan dan atur besar kecilnya api pada regulator yang
terdapat pada tabung gas.
4. Kowi yang berisi aluminium diletakkan didalam tungku dengan nyala
api yang sudah diatur dengan bantuan tang jepit.
5. Cetakan diberi batu kapur supaya benda uji pada saat dituangkan dapat
mengalir dengan lancar dan tidak menempel pada cetakan ketika
dilepaskan dari cetakan.
6. Aluminium mulai melunak sekitar 35–40 menit.
7. Kowi ditutup agar tidak ada panas yang terbuang.
8. Aluminium yang sudah terlihat mencair segera dimasukkan tembaga
dan diaduk secara merata agar tercampur dengan baik.
9. Aduk sekitar 10 menit agar bahan terlebur dan tercampur sempurna.
10. Kowi dapat diangkat dari tungku dengan tang penjepit selanjutnya
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
dituang ke dalam cetakan yang sudah dipersiapkan.
11. Penuangan membutuhkan waktu kurang lebih sekitar 30–40 detik.
3.4 Pembuatan Spesimen
3.4.1 Spesimen uji tarik
1. Hasil coran berjumlah 13 buah yang semula berukuran dengan panjang
130 mm dan diameter 12 mm selanjutnya masuk proses cnc dimana hasil
coran tersebut dibuat sesuai dengan ukuran standar ASTM A370. Berikut
adalah Gambar 3.20 tabel standar tes tegangan dengan spesimen bundar,
Gambar 3.21 spesimen standar ASTM A370, Gambar 3.22 spesimen
setelah dicetak dan Gambar 3.23 spesimen uji tarik ASTM A370.
Gambar 3.20 Tabel Standar Tes Tegangan dengan Spesimen Bundar
(Sumber: ASTM A370.: Standard Test Method)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
Gambar 3.21 Spesimen Standar ASTM A370
Gambar 3.22 Spesimen setelah dicetak
Gambar 3.23 Spesimen Uji Tarik ASTM A370
2. Spesimen yang telah jadi sesuai dengan ukuran standar ASTM A370
selanjutnya masuk proses normalizing dimana spesimen tersebut
dipanaskan didalam oven selama satu jam dengan suhu 550 oC.
3. Spesimen yang telah masuk proses normalizing selanjutnya di aging
selama tiga jam dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC dan 200 oC. Akan
tetapi, terdapat satu spesimen yang tidak mendapatkan perlakuan aging.
4. Proses aging selesai selanjutnya spesimen dapat diuji tarik untuk
memperoleh data.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
3.4.2 Spesimen uji kekerasan
1. Hasil spesimen yang masih berbentuk utuh selanjutnya dipotong persegi
panjang dan dipotong kotak-kotak kecil. Berikut Gambar 3.24 spesimen
uji kekerasan.
Gambar 3.24 Spesimen Uji Kekerasan
2. Spesimen yang sudah jadi kotak-kotak kecil dan berjumlah lima buah
selanjutnya di normalizing dengan suhu 550 oC selama satu jam.
3. Spesimen yang berjumlah lima buah dan sudah mendapat perlakuan
normalizing selanjutnya di aging selama tiga jam dengan suhu 140 oC,
160 oC, 180 oC dan 200 oC. Akan tetapi, terdapat satu spesimen yang
tidak mendapatkan perlakuan aging.
4. Proses aging selesai selanjutnya spesimen dapat diuji tarik untuk
memperoleh data.
3.6 Pengambilan Spesimen
Spesimen yang sudah dituangkan dalam cetakan baik cetakan uji tarik
maupun cetakan uji kekerasan didiamkan dulu kurang lebih selama 30–40 detik.
Cetakan spesimen uji tarik dibuka dengan bantuan kunci pas untuk melepas
pengunci yang terdapat pada cetakan tersebut. Spesimen uji tarik bisa diambil
menggunakan tang jepit atau dengan palu dan spesimen bisa langsung masuk pada
proses cnc. Sedangkan untuk spesimen uji kekerasan hanya dipotong kotak kecil
dan masuk proses milling.
3.7 Metode Aging
Adapun metode aging dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC dan 200 oC selama
3 jam antara lain:
1. Oven dan thermocouple disiapkan terlebih dahulu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
2. Spesimen Al-Cu 2,5 % yang telah dibentuk sesuai dengan ukuran standart
ASTM A370 dimasukkan dan ditata didalam open.
3. Open ditutup dan dinyalakan dengan menekan tombol ON pada open dan
pasang thermocouple pada open guna untuk mengatur suhu.
4. Spesimen dengan jumlah tiga buah dimasukkan kedalam open dan di aging
dengan suhu awal 140 oC dan selanjutnya setelah selesai proses aging
selama 3 jam, spesimen tersebut dikeluarkan dan diganti dengan spesimen
berikutnya dengan jumlah yang sama akan tetapi suhu aging diubah
menjadi 160 oC dan seterusnya sampai suhu aging terakhir yaitu 200 oC.
5. Spesimen yang sudah di aging sebaiknya di angin-anginkan saja tidak perlu
langsung dibasahi dengan air karena sama saja spesimen akan mendapatkan
perlakuan quenching.
3.8 Metode Pengujian Spesimen
3.8.1 Pengujian Kekerasan
Uji kekerasan (hardness testing) adalah salah satu jenis pengujian untuk
mengetahui sifat mekanik suatu bahan. Pengujian ini menggunakan metode
pengujian Brinell. Pengujian ini dilakukan dengan cara memberi penekanan pada
bidang spesimen dengan menggunakan indentor bola baja dengan diameter 5 mm
dengan beban 125 kg selama 30 detik dan untuk satu spesimen terdapat sembilan
titik yang mendapat perlakuan pengujian Brinell.
3.8.2 Pengujian Tarik
Pengujian tarik adalah pengujian yang dimaksudkan untuk mengetahui sifat-
sifat mekanis suatu benda uji terlebih untuk mengetahui nilai tegangan, regangan
dan modulus elastisitas.
Langkah-langkah untuk menentukan pengujian tarik ini adalah sebagai
berikut:
1. Tombol power pada mesin uji tarik dihidupkan.
2. Benda uji dipasang pada grip (penjepit) atas dan bawah pada mesin uji
tarik dengan menaikkan atau menurunkan grip bagian bawah, sehingga
benda uji berada pada posisi betu-betul vertikal dan grip atas dan bawah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
dapat dikencangkan.
3. Benda uji yang telah betul-betul pada posisi vertikal dan grip atas dan
bawah sudah dikencangkan selanjutnya berikan beban tarik sehingga
benda uji akan mengalami pertambahan panjang sampai benda uji
tersebut putus. Perpatahan yang diharapkan adalah pada bagian panjang
ukur dari benda uji yang telah ditentukan atau yang telah diberi tanda.
Tetapi apabila patah terjadi di luar panjang ukur benda uji yang telah
ditentukan, pengujian tersebut dapat dikatakan gagal.
4. Selama pengujian tarik berlangsung, catat data yang ada (pertambahan
panjang dan pertambahan beban) pada Operating Control System
dengan interval waktu yang sudah ditentukan.
5. Benda uji akan mengalami putus dan catat nilai beban tarik maksimum
dan kekuatan tarik maksimum ketika benda uji sudah putus.
6. Benda uji yang sudah patah akan mengalami pertambahan panjang, catat
nilai pertambahan panjang tersebut.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Aluminium Paduan Tembaga
Pembuatan dan pengujian spesimen ini dilakukan di Laboratorium Material
Teknik Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma kurang lebih
selama lima bulan. Spesimen uji kekerasan berjumlah sembilan buah dengan bentuk
kotak-kotak kecil dan setiap benda mendapat perlakuan uji kekerasan sembilan
titik. Spesimen uji tarik berjumlah 13 buah dengan bentuk dan ukuran sesuai dengan
ASTM A370. Masing-masing spesimen uji kekerasan dan uji tarik sebelum
dilakukan pengujian akan di normalizing terlebih dahulu selama satu jam dengan
suhu 550 oC dan selanjutnya setelah spesimen selesai di normalizing selama satu
jam, spesimen tersebut di aging selama tiga jam dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180
oC dan 200 oC. Akan tetapi, diambil satu spesimen yang tidak mendapatkan
perlakuan aging. Berikut adalah tabel komposisi aluminium (Al) yang dapat dilihat
pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Komposisi Aluminium
40
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
4.1.1 Data Penelitian Uji Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan dengan komposisi berat aluminium sebesar
975 gram dan kandungan tembaga sebesar 2,5 %. Uji kekerasan menggunakan
pengujian Brinell dengan diameter indentor 5 mm dan beban 125 kg selama 30
detik. Pengujian kekerasan diperoleh data dengan perhitungan sebagai berikut:
P = 125 kg
D = 5 mm
d = Y x 0,02
= 93 x 0,02 = 1,86 mm
Ket: Y adalah rata-rata diameter pijakan setiap titik pada spesimen
𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵 = 2𝑃𝑃
𝜋𝜋𝜋𝜋(𝜋𝜋 − �𝜋𝜋2 − 𝑑𝑑2)
=2 𝑥𝑥 125
𝜋𝜋 5 (5 − �52 𝑥𝑥 1,862)
= 44,35 kg/mm2
𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 − 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵 = 44,35 + 43,38 + 42,43
3
= 43,39 kg/mm2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Hasil pengujian kekerasan pada material Al-Cu 2,5% dapat dilihat pada
Tabel 4.1 dan Tabel 4.2.
Tabel 4.1 Rata-rata diameter pijakan setiap titik
Tabel 4.2 Nilai Rata-rata BHN Material Al-Cu 2,5%
Titik 1 Titik 2 Titik 3 Rata293 94 92 93
Tanpa Aging 93 94 95 9496 95 95 95
140 86 86 85 8687 87 86 8787 86 88 87
160 77 78 78 7877 79 76 7780 77 79 79
180 74 72 74 7376 74 75 7578 76 77 77
200 69 71 70 7072 70 73 7272 73 76 74
Diameter PijakanPerlakuan Material
Perlakuan Material d(mm) P (kg) D (mm) BHN 1,86 125 5 44,35
Tanpa Aging 1,88 125 5 43,381,9 125 5 42,43
43,391,72 125 5 52,16
140 1,74 125 5 50,931,74 125 5 50,93
51,341,56 125 5 63,77
160 1,54 125 5 65,481,58 125 5 62,12
63,791,46 125 5 73,04
180 1,5 125 5 69,111,54 125 5 65,48
69,211,4 125 5 79,58
200 1,44 125 5 75,131,48 125 5 71,03
75,25
Rata-Rata
Rata-Rata
Rata-Rata
Rata-Rata
Rata-Rata
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
4.1.2 Data Penelitian Uji Tarik
Uji tarik ini dilakukan pada spesimen alumunium paduan tembaga sebesar
2,5%. Spesimen ini berjumlah 13 buah dan mendapatkan perlakuan aging dengan
suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC, 200 oC selama tiga jam dan terdapat satu spesimen
yang tidak mendapatkan perlakuan aging. Uji tarik mendapatkan nilai beban tarik
(kg), elongasi atau pertambahan panjang (mm), grafik hubungan beban dan
pertambahan panjang (kg/mm2). Perhitungan kekuatan tarik dengan rumus:
D = 6 mm
Lo = 25 mm
A = 𝜋𝜋4𝑥𝑥 𝑑𝑑2
= 28,27 mm2
Ԑ = ∆𝐿𝐿
𝐿𝐿𝐿𝐿 𝑥𝑥 100%
= 1,5725
x 100%
= 6,28 %
Pmax = 334,70 kg
∆L = 1,57 mm
σ = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝐴𝐴
= 334,7028,27
kg/mm2
= 11,84 kg/mm2
= 9,8 m/s2 x 11,84 kg/mm2
= 116,13 MPa
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Berikut hasil pengujian tarik pada material Al-Cu 2,5% dapat dilihat pada
Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Nilai Rata-Rata Kekuatan Tarik Material Al-Cu 2,5%
4.2 Pembahasan
Proses peleburan dan pengecoran aluminium paduan tembaga ini dilakukan
di Laboratorium Material, Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas Sanata Dharma dan dilakukan secara manual menggunakan kompor gas
yang diatur besar kecilnya nyala api dengan menggunakan regulator pada tabung
gas yang kemudian material yang sudah mencair selanjutnya dituangkan pada
cetakan yang sudah tersedia. Akan tetapi, sebelum cetakan digunakan terlebih
dahulu diberi batu kapur dengan cara dioleskan pada cetakan. Proses pembentukan
spesimen ini menggunakan alat mesin bubut, gergaji besi dan alat mesin cnc dan
menghasilkan 26 spesimen Al-Cu 2,5% yang terdiri dari 13 spesimen untuk uji
kekerasan dan 13 spesimen untuk uji tarik. Terdapat empat spesimen yang tidak
mendapatkan perlakuan aging dan 22 spesimen yang akan mendapatkan perlakuan
aging selama tiga jam dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC dan 200 oC.
Perlakuan Material D (mm) Lo (mm) Pmax (kg) ∆L (mm) A (mm2) ε (%) σ(kg/mm2) σ (Mpa)6,00 25 334,70 1,57 28,27 6,28 11,84 116,13
Tanpa Aging 6,02 25 312,40 1,89 28,46 7,56 10,98 107,676,04 25 296,20 1,21 28,65 4,84 10,34 101,41
6,23 11,05 108,406,04 25 464,70 1,20 28,65 4,80 16,22 159,10
140 6,04 25 344,80 1,50 28,65 6,00 12,03 118,056,04 25 312,60 1,30 28,65 5,20 10,91 107,03
5,33 13,05 128,066,02 25 420,40 1,30 28,46 5,20 14,77 144,89
160 6,04 25 449,20 0,90 28,65 3,60 15,68 153,806,02 25 337,60 1,65 28,46 6,60 11,86 116,36
5,13 14,10 138,356,02 25 335,60 1,40 28,46 5,60 11,79 115,67
180 6,04 25 393,30 1,20 28,65 4,80 13,73 134,666,02 25 453,90 1,00 28,46 4,00 15,95 156,44
4,80 13,82 135,596,04 25 366,90 1,40 28,65 5,60 12,81 125,62
200 6,04 25 396,50 1,00 28,65 4,00 13,84 135,756,04 25 298,60 0,90 28,65 3,60 10,42 102,23
4,40 12,35 121,20
Rata-Rata
Rata-Rata
Rata-Rata
Rata-Rata
Rata-Rata
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
4.2.1 Pembahasan Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan ini menggunakan uji kekerasan Brinell. Setiap
spesimen yang akan diuji diberi beban 125 kg selama 30 detik dan menggunakan
indentor berbentuk bola dengan ukuran diameter 5 mm. Al dengan penambahan
unsur Cu sebesar 2,5% menghasilkan kekerasan sebesar 43,39 BHN tanpa aging,
51,34 BHN dengan perlakuan aging dengan suhu 140 oC, 63,79 BHN dengan
perlakuan aging dengan suhu 160 oC, 69,21 BHN dengan perlakuan aging dengan
suhu 180 oC dan 75,25 BHN dengan perlakuan aging dengan suhu 200 oC selama
tiga jam. Berikut adalah grafik pengujian kekerasan Al-Cu 2,5% yang dapat dilihat
pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Grafik Kekerasan (BHN) Material Al-Cu 2,5%
Dari Gambar 4.2 dapat diketahui bahwa dengan penambahan unsur Cu
sebesar 2,5% tanpa mendapatkan perlakuan aging dan mendapatkan perlakuan
aging dengan suhu yang sudah ditentukan selama tiga jam sangat mempengaruhi
tingkat kekerasan pada aluminium. Terlihat jelas pada Gambar 4.2 tingkat
kekerasan material Al-Cu mengalami peningkatan.
43,3951,34
63,7969,21
75,25
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Perlakuan Material
Keke
rasa
n (B
HN)
Perlakuan MaterialTanpa Aging 140 160 180 200
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
4.2.2 Pembahasan Pengujian Tarik
Pelaksanaan pengujian tarik ini, setiap uji tarik terdapat tiga buah spesimen
dengan ukuran standart ASTM A370. Setiap spesimen mendapatkan perlakuan
aging selama tiga jam dengan suhu 140 oC, 160 oC, 180 oC dan 200 oC, akan tetapi
terdapat juga spesimen tanpa mendapatkan perlakuan aging. Berikut grafik yang
menunjukkan nilai kekuatan tarik (MPa) dan nilai regangan (Ԑ) yang dapat dilihat
pada Gambar 4.3 dan Gambar 4.4.
Gambar 4.3 Grafik Rata-rata Kekuatan Tarik (MPa) Material Al-Cu 2,5%
Gambar 4.3 menunjukkan bahwa nilai rata-rata kekuatan tarik (MPa)
terhadap material Al-Cu dengan kandungan Cu sebesar 2,5% yang awalnya tanpa
mendapatkan perlakuan aging yaitu sebesar 108,40 MPa mengalami peningkatan
kekuatan tarik pada suhu 140 oC yaitu sebesar 128,06 MPa selanjutnya mengalami
peningkatan pada suhu 160 oC yang paling tinggi diantara suhu-suhu yang lain yaitu
sebesar 138,35 MPa selanjutnya mengalami penurunan kekuatan tarik pada suhu
180 oC yaitu sebesar 135,59 MPa dan pada suhu 200 oC yaitu sebesar 121,20 MPa.
108,40
128,06138,35 135,59
121,20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Kek
uata
n Ta
rik (M
Pa)
Perlakuan Material
Tanpa Aging 140 160 180 200
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Gambar 4.4 Grafik Rata-rata Regangan (Ԑ) Material Al-Cu 2,5%
Gambar 4.4 menunjukkan bahwa nilai rata-rata regangan (Ԑ) terhadap
material Al-Cu dengan kandungan Cu sebesar 2,5% mengalami penurunan dari
suhu ke suhu. Terlihat jelas pada grafik rata-rata regangan (Ԑ) diatas mula-mula
tanpa mendapatkan perlakuan aging yaitu sebesar 6,23 % selanjutnya dari suhu ke
suhu mengalami penurunan secara perlahan yaitu pada suhu 140 oC sebesar 5,33 %
dan pada suhu 160 oC sebesar 5,13 % selanjutnya pada suhu 180 oC mengalami
penurunan yaitu sebesar 4,80 % dan pada suhu 200 oC yaitu sebesar 4,40 %.
6,23
5,33 5,134,80
4,40
0
1
2
3
4
5
6
7
Reg
anga
n (Ԑ
)
Perlakuan Material
Tanpa Aging 140 160 180 200
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik
kesimpulan sebagai berikut:
1. Kekuatan tarik tertinggi terjadi pada material yang mendapatkan
perlakuan aging pada suhu 160 oC yaitu sebesar 138,35 MPa dan nilai
regangan tertinggi terjadi pada material yang tidak mendapatkan
perlakuan aging yaitu sebesar 6,23 %. Nilai kekuatan tarik pada material
ini meningkat secara perlahan tetapi pada suhu 180 oC dan 200 oC terjadi
penurunan kekuatan tarik secara perlahan, sedangkan nilai regangan
pada material ini mengalami penurunan secara perlahan pada material
yang mendapatkan perlakuan aging dengan suhu 140 oC, 160oC, 180 oC
dan 200 oC.
2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kekerasan mengalami
peningkatan seiring dengan meningkatnya suhu aging. Nilai kekerasan
terendah yaitu 43,39 BHN pada material yang tidak mendapatkan
perlakuan aging, sedangkan nilai kekerasan tertinggi terjadi pada
material yang mendapatkan perlakuan aging pada suhu 200oC yaitu
75,25 BHN.
5.2 Saran
Dari pembuatan spesimen dan penelitian yang telah dilakukan, penulis
memberikan saran yang membangun untuk kedepannya agar mendapatkan hasil
yang lebih baik. Adapun saran dari penulis yaitu sebagai berikut:
1. Persiapan alat, bahan dan perhitungan waktu untuk proses pengecoran
harus benar-benar diperhitungkan dan dipersiapkan sedini mungkin,
karena membutuhkan waktu yang cukup lama.
48
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
1. Cetakan sebelum dituangi cairan alumunium sebaiknya dipanaskan
dahulu agar tidak terjadi pendinginan yang tidak merata yang
mengakibatkan perbedaan karakter.
2. Proses pengadukan material pada saat tembaga dicampurkan
alumunium harus dilakukan secara terus menerus agar tembaga benar-
benar larut dan tercampur rata pada alumunium.
3. Cetakan sebaiknya diberi jalan untuk alumunium cair dituangkan agar
tidak repot meuangkan satu per satu pada lubang cetakan.
4. Pembersihan terak dan kotoran-kotoran saat logam cari akan
dituangkan sangat perlu dilakukan agar terak dan kotoran tidak ikut
masuk ke dalam cetakan sehingga menyebabkan hasil coran yang tidak
bagus.
5. Kowi sebaiknya diberi corong agar memudahkan pada saat penuangan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR PUSTAKA
Surdia, T., Chijiwa K., 2000, Teknik Pengecoran Logam, Jakarta, Pradnya
Paramita.
Surdia, T., Saito, S., 1995, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta, Penerbit
Pradnya Paramita.
Triharpinto, Fx. Andesta, 2007, Pengaruh Penambahan Si Terhadap Sifat Fisis dan
Mekanis Paduan Aluminium. Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Anonim., 2006, Paduan Praktikum Ilmu Logam, Lab Ilmu Logam, FST.USD,
Yogyakarta.
Yuliono, Y., 2006, Pengaruh Aging Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Paduan Al-
Si-Cu, skripsi, TM USD, Yogyakarta.
Djapri, S., 1998, Metalurgi Mekanik, Erlangga, Jakarta.
Subagyo, N.I., 2017, Analisis Pengaruh Artificial Aging Terhadap Sifat Mekanis
Pada Aluminium Seri 606, Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Lampung.
50
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LAMPIRAN
Lampiran 1
Gambar-gambar grafik tegangan regangan
a. Gambar diagram Pmax - ∆L ketiga spesimen alumunium aging 140 oC:
Gb.1.a
Gambar 1.a dengan nilai Pmax sebesar 464,7 kg dan pertambahan
panjang ∆L sebesar 1,2 mm.
Gb.1.b
Gambar 1.b dengan nilai Pmax sebesar 344,8 kg dan pertambahan
panjang ∆L sebesar 1,5 mm.
51
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Gb.1.c
Gambar 1.c dengan nilai Pmax sebesar 312,6 kg dan nilai
pertambahan panjang ∆L sebesar 1,3 mm.
a. Gambar diagram Pmax - ∆L ketiga spesimen alumunium aging 160 oC:
Gb.2.a
Gambar 2.a dengan nilai Pmax sebesar 420,4 kg dan nilai
pertambahan panjang ∆L sebesar 1,3 mm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Gb.2.b
Gambar 2.b dengan nilai Pmax sebesar 449,2 kg dan nilai
pertambahan panjang ∆L sebesar 0,9 mm.
Gb.2.c
Gambar 2.c dengan nilai Pmax sebesar 337,6 kg dan nilai
pertambahan panjang ∆L sebesar 1,65 mm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
b. Gambar diagram Pmax - ∆L ketiga spesimen alumunium aging 180 oC:
Gb.3.a
Gambar 3.a dengan nilai Pmax sebesar 335,6 kg dan nilai
pertambahan panjang ∆L sebesar 1,4 mm.
Gb.3.b
Gambar 3.b dengan nilai Pmax sebesar 393,3 kg dan nilai
pertambahan panjang ∆L sebesar 1,2 mm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Gb.3.c
Gambar 3.c dengan nilai Pmax sebesar 453,9 kg dan nilai
pertambahan panjang ∆L sebesar 1 mm.
c. Gambar diagram Pmax - ∆L ketiga spesimen alumunium aging 200 oC:
Gb.4.a
Gambar 4.a dengan nilai Pmax sebesar 366,9 kg dan nilai
pertambahan panjang ∆L sebesar 1,4 mm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
Gb.4.b
Gambar 4.b dengan nilai Pmax sebesar 396,5 kg dan nilai
pertambahan panjang ∆L sebesar 1 mm.
Gb.4.c
Gambar 4.c dengan nilai Pmax sebesar 298,6 kg dan nilai
pertambahan panjang ∆L sebesar 0,9 mm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Lampiran 2
Sertifikat Komposisi Aluminium (Al)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI