pengaruh variasi waktu dan suhu annealing alloy · pengujian struktur mikro dan sifat mekanik...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU ANNEALINGTERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK ALUMINIUM

ALLOY 6082-T6 HASIL REDUKSI COLD ROLLING

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh :

IMAM AGUS FAISALNIM. I0409023

PROGRAM STUDI TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA2016


commit to user


commit to user

iv

MOTTO

“Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, maka apabila

engkau telah selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk

urusan lain). Dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap.”

(Q.S. Al Insyirah : 6-8)

“Sebuah tantangan akan selalu menjadi beban bila hanya dipikirkan,

sebuah cita-cita juga akan menjadi bebean bila itu hanya angan-angan. ”

“Jangan hilang keyakinan, tetap berdoa, tetap mencoba.”

“Tidak ada batasan dalam perjuangan.”


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Segala puji syukur kepada Allah SWT dan atas do’a dan dukungan dari

orang-orang tercinta, akhirnya skripsi ini dapat selesai dengan baik. Oleh karena itu

dengan rasa bangga dan bahagia saya persembahkan tulisan ini kepada:

1. Allah SWT, karena hanya atas izin dan karunia-Nyalah maka skripsi dapat

dibuat dan selesai dengan baik. Puji syukur yang tak terhingga kepada Tuhan

penguasa alam yang meridhoi dan mengabulkan segala do’a.

2. Bapak, Ibu dan serta keluarga besar tercinta, yang telah memberikan doa yang

tiada henti untuk kesuksesan saya, karena tiada kata seindah lantunan do’a dan

tiada do’a yang paling khusuk selain do’a yang terucap dari orang tua.

3. Bapak dan Ibu dosen pembimbing, penguji dan pengajar, yang selama ini tulus

dan ikhlas meluangkan waktunya untuk menuntun dan mengarahkan saya,

memberikan bimbingan dan pelajaran yang tiada ternilai harganya agar saya

menjadi lebih baik.

4. Sahabat, teman dan mahasiswa Program Studi Teknik Mesin UNS khususnya

angkatan 2009 tanpa semangat dukungan dan bantuan kalian semua tak kan

mungkin sampai disini, terima kasih untuk canda tawa, tangis, dan perjuangan

yang kita lewati bersama dan terima kasih untuk kenangan manis yang telah

mengukir selama ini.

5. Terima kasih yang sebesar-besarnya untuk kalian semua, orang-orang yang saya

sayangi, dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan berguna untuk kemajuan

ilmu pengetahuan dimasa yang akan datang. Amin.


commit to user

vi

ABSTRAK

PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU ANNEALING

TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK ALUMINIUM

ALLOY 6082-T6 HASIL REDUKSI COLD ROLLING

Imam Agus FaisalProgram Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas MaretSurakarta, Indonesia

[email protected]

Pengaruh variasi waktu dan suhu annealing terhadap sifat fisik dan mekanikaluminium alloy 6082-T6 hasil reduksi cold rolling telah diteliti. Parameter coldrolling dan gaya penekanan dibuat seragam. Parameter yang digunakan yaitureduksi ketebalan dari 3 mm menjadi 1,8 mm yang dilakukan pada suhu ruangansetelah itu diberi perlakuan annealing dengan variasi suhu anneal dari 300oC,325oC, dan 350oC selama 30 dan 60 menit. Sifat fisik diketahui berdasarkan daripengujian struktur mikro dan sifat mekanik diketahui berdasarkan dari pengujiankekerasan mikro vikers dan uji tarik.

Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rata kekerasan dankekuatan tarik tertinggi terdapat pada hasil cold rolling tanpa annealing yaitu118,29 HV dan 371,67 MPa. Nilai kekerasan meningkat karena reduksi ketebalanyang diakibatkan intensitas dislokasi. Nilai kekerasan menurun seiringbertambahnya waktu dan suhu annealing. Kekuatan tarik meningkat seiringbertambahnya waktu dan suhu annealing karena pertumbuhan butir baru seiringmeningkatnya suhu anneal.

Kata kunci: Cold rolling, Aluminium Alloy 6082-T6, waktu anneal, suhu anneal


commit to user

vii

ABSTRACT

INFLUENCE OF VARIATION TIME AND TEMPERATURE OF

ANNEALING ON THE PHYSICAL CHARACTERISTIC AND

MECHANICAL PROPERTIES OF ALUMINUM ALLOY 6082-T6 COLD

ROLLING REDUCTION RESULTS

Imam Agus FaisalMechanical Engineering Department

Engineering Faculty Sebelas Maret UniversitySurakarta, Indonesia

[email protected]

Effect of annealing time and temperature variations in the physical propertiesand mechanical properties of aluminum alloy 6082-T6 cold rolling reductionresults have been investigated in this study. The thickness was reduced from 3 mmto 1,8 mm. The cold rolled samples were after it was given treatment with annealedat various tempers in the range of 300oC, 325oC, and 350oC for 30 and 60 minute.Physical properties known based on microstructure and mechanical propertiesknown based on Vickers hardness testing and tensile testing.

Test results show that the hardness and tensile strength supreme on coldrolling results without annealed is 118,29 HV and 371,67 MPa. Hardness valuesincreased due to reduction of the thickness of the resulting intensity of dislocation.Hardness values decreased with increasing annealing time and annealingtemperature. The tensile strength increases with increasing annealing time andtemperature because the growth of new grains with increasing temperature anneal.

Keywords: cold rolling, Aluminium Alloy 6082-T6, time of annealing, temperature

of annealing


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji sukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan bimbingan-Nya

penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “Pengaruh Variasi

Waktu dan Suhu Annealing terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Aluminium Alloy

6082-T6 Hasil Cold Rolling”.

Adapun tujuan penulian ini untuk memenuhi persyaratan guna mencapai

gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret.

Penulis menghaturkan banyak terima kasih yang mendalam kepada semua

pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini kepada :

1. Ibu Indri Yaningsih, S.T., M.T., selaku pembimbing I yang telah dengan sabar

memberikan bimbingan, arahan dan masukan selama penyusunan tugas akhir

ini.

2. Bapak Teguh Triyono, S.T., M.Eng., selaku pembimbing II yang telah

memberikan banyak koreksi dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini.

3. Dr. Nurul Muhayat, S.T., M.T., Heru Sukanto, S.T., M.T., dan Sukmaji Indro

Cahyono, S.T., M.Eng., selaku dosen penguji.

4. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

5. Bapak Dr. Nurul Muhayat, S.T,. M.T., selaku pembimbing akademik dan

koordinator Tugas Akhir.

6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret yang telah turut serta mendidik penulis hingga menyelesaikan

studi S1.

7. Seluruh staff karyawan administrasi Program Studi Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan kemudahan dalam

hal administrasi.

8. Semua laboran Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret.yang telah membantu dalam melakukan penelitian ini.

9. Ibu, Ayah, Indah, Cinta, Fida, Isna serta keluarga yang telah memberikan do’a

dan motivasi serta kesabarannya untuk terselesainya tugas akhir ini.


commit to user

ix

10. Teman skripsi Rian, Anang, Januar, Jaarshyan, Andri, Indra dan teman - teman

di Laboratorium Material yang telah menemani penulis baik dalam keadaan

suka maupun duka selama menyelesaikan skripsi di Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

11. Semua rekan-rekan S1 reguler angkatan 2009 Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret. Semoga Allah SWT membalas semua budi

baik kalian semuanya.

12. Teman-teman dan saudaraku di rumah kost “IL ROMANTICO” yang memberi

semangat dalam penulisan skripsi.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih terdapat

banyak kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran dan kritik demi kesempurnaan

tugas akhir ini penulis terima dengan ikhlas.

Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap tugas akhir ini dapat

berguna dan digunakan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Juli 2016

Penulis


commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman Judul ................................................................................................

SURAT PENUGASAN ..................................................................................

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................

MOTTO ..........................................................................................................

PERSEMBAHAN ...........................................................................................

ABSTRAK ......................................................................................................

KATA PENGANTAR ....................................................................................

DAFTAR ISI ...................................................................................................

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................

DAFTAR TABEL ...........................................................................................

DAFTAR RUMUS …………………………………………………………...

DAFTAR NOTASI .........................................................................................

DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………………

BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................

1.1 Latar Belakang ...................................................................................

1.2 Perumusan Masalah ...........................................................................

1.3 Batasan Masalah ................................................................................

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ..........................................................

1.5 Sistematika Penulisan ........................................................................

BAB II LANDASAN TEORI .........................................................................

2.1 Tinjauan Pustaka ...............................................................................

2.2 Dasar Teori ........................................................................................

2.2.1 Aluminium ..............................................................................

2.2.2 Alumunium alloy 6082-T6 .......................................................

2.2.3 Cold rolling ..............................................................................

2.2.4 Heat treatment …………………...............................................

2.2.5 Metode pengujian …………………………………………….

2.2.5.1 Uji keras Vickers …………………………………………

2.2.5.2 Pengujian metalografi ……………………………………

2.2.5.3 Uji Tarik ………………………………………………….

i

ii

iii

iv

v

vi

viii

x

xii

xiii

xiv

xv

xvi

1

1

3

3

3

4

5

5

6

6

10

11

14

19

19

19

20


commit to user

xi

BAB III METODE PENELITIAN .................................................................

3.1 Tempat Penelitian ..............................................................................

3.2 Alat dan Bahan ..................................................................................

3.2.1 Alat ..........................................................................................

3.2.2 Bahan .......................................................................................

3.3 Prosedur Penelitian ............................................................................

3.3.1 Persiapan Spesimen .................................................................

3.3.2 Tahap pengujian .......................................................................

3.4 Tahap analisa ………………………………………………………...

3.5 Diagram alir penelitian ………………………………………………

BAB IV DATA DAN ANALISA ...................................................................

4.1 Struktur mikro ...................................................................................

4.2 Pengujian kekerasan ..........................................................................

4.3 Pengujian uji tarik ..............................................................................

BAB V PENUTUP ..........................................................................................

5.1 Kesimpulan ........................................................................................

5.2 Saran ..................................................................................................

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................

LAMPIRAN ………………………………………………………………….

24

24

24

24

24

26

26

26

27

29

30

31

31

33

39

39

39

40

42


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistematika perlakuan panas aluminium 7075................................

Gambar 2.2 Pengelompokan aluminium tempa dan kemampuan perlakuan

panas...............................................................................................

Gambar 2.3 Skema cold rolling ......................................................................

Gambar 2.4 Proses cold rolling .......................................................................

Gambar 2.5 Pengujian Vickers .........................................................................

Gambar 2.6 Contoh kurva uji tarik .................................................................

Gambar 3.1 Rolling machine ..........................................................................

Gambar 3.2 Furnace .......................................................................................

Gambar 3.3 Vickers hardness test ..................................................................

Gambar 3.4 mikroskop mikro .........................................................................

Gambar 3.5 UTM (Ultimate Tensile Strenght) ................................................

Gambar 3.6 Spesimen uji ...............................................................................

Gambar 3.7 Standar spesimen uji tarik ASTM E8 .........................................

Gambar 3.8 Diagram alir penelitian ................................................................

Gambar 4.1 Struktur mikro starting material AA 6082-T6 ..............................

Gambar 4.2 Struktur mikro hasil cold rolling ………......................................

Gambar 4.3 Diagram fasa Al-mg-si ..................................................................

Gambar 4.4 Skema uji kekerasan ……………………………………………..

Gambar 4.5 Tabel nilai kekerasan mikro Vickers terhadap variasi anneal …..

Gambar 4.6 (A) Hasil patahan tampak atas (B) Hasil patahan tampak samping

........................................................................................................

Gambar 4.7 Grafik hubungan antara variasi suhu annealing dengan kekuatan

tarik pada aluminium 6082-T6 .....................................................

Gambar 4.8 Grafik hubungan antara variasi perlakuan dengan elongasi pada

aluminium 6082-T6 .......................................................................

6

10

12

13

17

22

24

25

25

25

26

26

28

30

31

33

34

35

36

38

38

39


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik Aluminium ..................................................................

Tabel 2.2 Komposisi kimia aluminium alloy 6082-T6 ......................................

Tabel 2.3 Sifat aluminium alloy 6082-T6 .........................................................

Tabel 3.1 Variasi waktu dan suhu annealing ....................................................

Tabel 3.2 Jumlah spesimen uji ..........................................................................

Tabel 4.1 Variasi annealing dengan waktu 30 menit ........................................

Tabel 4.2 Variasi annealing dengan waktu 60 menit ........................................

Tabel 4.3 Perubahan kekerasan pada tiap varibel .............................................

7

11

11

27

27

35

35

36


commit to user

xiv

DAFTAR RUMUS

Rumus 2.1. Rumus jumlah pengurangan ketebalan ............................................... 13

Rumus 2.2. Rumus reduksi ketebalan .................................................................... 13

Rumus 2.3. Rumus persamaan volum 1 ................................................................. 13

Rumus 2.4. Rumus persamaan volum 2 ................................................................. 13

Rumus 2.5. Rumus torsi ......................................................................................... 14

Rumus 2.6. Rumus gaya penekanan ....................................................................... 14

Rumus 2.7 Rumus temperature rekristalisasi ……………………………………. 16

Rumus 2.8. Rumus kekerasan vikers ...................................................................... 19

Rumus 2.9 Rumus tegangan ……………………………………………………... 23

Rumus 3.0 Rumus regangan ……………………………………………………... 23

Rumus 3.1 Rumus modulus elastisitas …………………………………………... 23


commit to user

xv

DAFTAR NOTASI

h0 = ketebalan awal (mm)

h1 = ketebalan akhir (mm)

L0 = lebar sebelum masuk roll (mm)

L1 = lebar setelah keluar roll (mm)

V0 = kecepatan sebelum masuk roll (mm)

V1 = kecepatan setelah keluar roll (mm)

t0 = tebal awal (mm)

t1 = tebal setelah keluar roll (mm)

Lp = jarak antara xx dan yy (mm)

d = jumlah pengurangan ketebalan (mm)

r = reduksi (mm)

P = beban yang digunakan (kg)

D = panjang diagonal rata- rata (mm)

θ = sudut antara permukaan intan yang berhadapan = 136°

σ = besarnya tegangan (kg/mm2)

P = beban yang diberikan (kg)

A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2)

e = Besar regangan (kg/mm2)

E = Besar modulus elastisitas (kg/mm2)

σ = Tegangan (kg/mm2)

UTS = kekuatan tarik (N/m2)

YS = kekuatan luluh (N/m2)

EL = elongasi (%)


commit to user

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Data Uji Keras ..........................................................................

Lampiran 2 Data Uji Tarik ...........................................................................

Lampiran 3 Grafik Uji Tarik (starting material/1a) .....................................

Lampiran 4 Grafik Uji Tarik (starting material/1b) .....................................

Lampiran 5 Grafik Uji Tarik (starting material/1c) .....................................

Lampiran 6 Grafik Uji Tarik (tanpa anneal/2a) ……...................................

Lampiran 7 Grafik Uji Tarik (tanpa anneal/2b) ……...................................

Lampiran 8 Grafik Uji Tarik (tanpa anneal/2c) ……...................................

Lampiran 9 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 30 menit/3a) ……..

Lampiran 10 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 30 menit/3b) ……

Lampiran 11 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 30 menit/3c) ........

Lampiran 12 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 60 menit/4a) ……

Lampiran 13 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 60 menit/4b) …....

Lampiran 14 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 60 menit/4c) ……

Lampiran 15 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 325ºC - 30 menit/5a) ….,..



Lampiran 18 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 325ºC - 60 menit/6a) …....





Lampiran 23 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 350ºC - 30 menit/7c) ........


Lampiran 25 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 350ºC - 60 menit/8b) ........


42

43

44

44

45

45

46

46

47

47

48

48

49

49

50

50

51

51

52

52

53

53

54

54

55

55

pengaruh variasi waktu dan suhu annealing alloy · pengujian struktur mikro dan sifat mekanik...

Documents