11 bab iii

Laporan Kerja Praktek

PT Dirgantara Indonesia, Departemen Aerostructure

Dasar Teori

Gilang Permata Khusuma

13708050 12

BAB III

DASAR TEORI

3.1. Airbus A380

Airbus A380 yang diproduksi oleh Airbus S.A.S. adalah sebuah pesawat dua

tingkat dengan empat mesin yang mampu memuat 850 penumpang dalam konfigurasi

satu kelas atau 555 penumpang dalam konfigurasi tiga kelas. Pesawat ini

melaksanakan penerbangan perdana pada 27 April 2005 dan telah memulai

penerbangan komersial pada akhir tahun 2007 setelah ditunda beberapa kali. Pesawat

ini juga merupakan pesawat komersial (pesawat penumpang) terbesar yang pernah

dibuat (dijuluki Superjumbo).

Gambar.3.1. Airbus A380.

Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Airbus_A380

3.1.1. Varian Airbus A3808

1. A380-800

2. A380-900

3. A380F



Dasar Teori


13708050 13

3.1.2. Material Airbus A380

Sebagian besar badan pesawat terbang merupakan paduan aluminium.

Penggunaan paduan aluminium pada Airbus 380 umumnya berada pada tipe paduan

aluminium 2000, 6000, dan 7000.9 Walaupun demikian, terdapat 20% rangka pesawat

yang terbuat dari komposit berupa, Carbon-fibre reinforced plastic, glass-fibre

reinforced plastic dan quartz-fibre reinforced plastic, yang digunakan pada sayap,

permukaan ekor pesawat, dan pintu.10

Tabel.3.1. Penggunaan tipe paduan aluminium pada Airbus A380

Tipe Contoh Paduan Utama

2000

2024

Cu 2014

2019

6000 6061

Si

6063

7000

7075

Zn 7070

7175

7050



Dasar Teori


13708050 14

3.1.3. Spesifikasi Airbus A380

Pesawat ini mempunyai mesin empat mesin buatan Rolls-Royce Trent-900

yang mampu memberikan daya dorong 36.280 kg atau empat mesin kipas turbo

Engine Alliance GP 7200 (sebuah perusahaan patungan General Electric dengan Pratt

& Whitney), dengan daya dorong 37.003 kg.

Pesawat A380 versi standar memiliki 854 kursi untuk penumpang, sementara

A380-900 memiliki 1000 kursi untuk penumpang. di atas pesawat ini terdapat pusat

pembelanjaan,tempat bermain anak-anak, dan fasilitas-fasilitas lainya (semua fasilitas

ini disediakan sebagai opsi, tergantung pesanan maskapai).



Dasar Teori


13708050 15

Tabel.3.2. Spesifikasi Airbus A38011

Jenis Pesawat penumpang sipil

Jumlah awak 2

Penerbangan perdana 2005

Penerbangan perdana komersial 2007

Produsen Airbus

Ukuran

Panjang 73 m

Sayap 79.8 m

Tinggi 24.1 m

Luas sayap 845 m

Berat

Kosong 280.000 kg

Berat maksimum lepas-landas 560.000 kg

Kapasitas 555 (3-kelas)

840 (1-kelas)

Kap. Bagasi 38 LD3 atau 13 palet

Tenaga

Motor - Empat Rolls-Royce Trent 900

- Empat Engine Alliance GP7200 turbofan

Laju 271.560 lbf

Kinerja

Kecepatan laju 0.85 M (~ 902 km/jam)

Kecepatan maks. 0.96 M (~ 1020 km/jam)

Radius operasi 15.100 km

Ketinggian 13.100 m

43.0 Ki



Dasar Teori


13708050 16

3.2. Aluminium 2014

Paduan aluminium umumnya dibedakan menjadi dua jenis yaitu, casting

(pengecoran) dan wrought (tempa).12

Aluminium 2014 merupakan paduan aluminium

tempa tipe 2000 dengan paduan utama berupa Cu atau tembaga seperti yang

diklasifikasikan dalam tabel.2.1. Komposisi paduan aluminium 2014 terdiri dari 0.8%

silikon, 4.4% tembaga, 0.8% mangan, dan 0.5% magnesium.13

Tabel.3.3. Tipe paduan aluminum berdasarkan elemen paduan utama.

Paduan Elemen Paduan Utama

1000 Sebagian besar aluminium murni; Tidak terdapat penambahan paduan mayor.

2000 Tembaga

3000 Mangan

4000 Silikon

5000 Magnesium

6000 Magnesium dan silicon

7000 Zinc

8000 Elemen lain (misal, besi atau timah)

9000 Tidak disebutkan secara pasti

Dengan paduan utama tembaga, tipe paduan 2000 mempunyai kekuatan yang

tinggi. Pengaruh pembentukan presipitat menjadi faktor nilai kekuatan paduan

aluminium tipe 2000.14

Pada aluminum 2014, nilai sifat mekanik dibedakan

berdasarkan temper designation yang dijelaskan pada tabel.3.4.



Dasar Teori


13708050 17

Tabel.3.4. Sifat mekanik aluminum 201415

Alloy &

Temper

Tension Hardness

Brinell

Number

(500 kg / 10

mm)

Shear

Ultimate

Strength

(MPa)

Fatigue

Endurance

Limit (d)

(MPa)

Modulus

(e) of

Elasticity

(GPa)

Ultimate

Strength

(MPa)

Yield

Strength

(MPa)

Elongation

(%)

in 50

mm(b) in 5 (c)

2014-O 185 95 - 16 45 165 90 73

2014-T4,

T451 425 290 - 18 105 260 140 73

2014-T6,

T651 485 415 - 11 135 290 125 73



Dasar Teori


13708050 18

3.3. Sistem Penandaan Temper Paduan Aluminium

Sistem penandaan temper untuk paduan aluminium didasarkan atas rangkaian

perlakuan panas atau mekanik. Tanda temper berada sehabis sistem penandaan

paduannya.

Tabel.3.4. Sistem penandaan temper aluminium16

Tanda Pengertian

F Produk hasil fabrikasi yang mengalami proses pembentukan tanpa ada ada

kontrol termal dan strain hardened secara berlebih.

O

Produk yang di anil. Pada paduan tempa digunakan untuk mendapatkan kekuatan

temper terendah, sedangkan pada paduan hasil pengecoran digunakan untuk

meningkatkan keuletan.

H Produk yang diturunkan kekuatannya karena mengalami peningkatan kekuatan

akibat strain-hardening, dengan atau tanpa perlakuan termal.

W Produk hasil solution heat-treatment.

T Produk hasil perlakuan termal untuk menghasilkan temper yang lebih stabil

dibandingkan F, O, atau H

Strain-Hardened Temper:

H1 Hasil strain hardened tanpa perlakuan termal.

H2 Hasil partial annealing setelah dilakukan strain hardened.

H3 Hasil strainhardened dan sifat mekaniknya distabilkan baik karena perlakuan

termal pada suhu rendah ataupun hasil pemanasan pada saat fabrikasi.

H4 Hasil strain-hardened dan diperuntukan untuk operasi termal selama subsequent

painting atau lacquering.

Heat-Treated Temper:

T1

Hasil pendinginan dari peningkatan temperatur tertentu selama proses

pembentukan yang tidak mengalami pengerjaan dingin dan di-aging secara

alami.

T2

Hasil pendinginan dari peningkatan temperatur tertentu selama proses

pembentukan yang mengalami pengerjaan dingin untuk meningkatkan kekuatan

dan di-aging secara alami.

T3 Hasil pengerjaan dingin setelah solution heat treatment.



Dasar Teori


13708050 19

T4 Hasil solution heat treatment yang tidak mengalami pengerjaan dingin yang

kemudian di-aging secara alami.

T5

Hasil pendinginan dari peningkatan temperatur tertentu yang tidak mengalami

pengerjaan dingin pada proses pembentukan yang kemudian dilakukan

artificially aged.

T6 Hasil solution heat treatment yang tidak mengalami pengerjaan dingin yang

kemudian dilakukan artificially aged.

T7 Hasil artificially aged setelah solution heat treatment untuk dihasilkan kontrol

pada karakteristik tertentu yang penting.

T8 Hasil pengerjaan dingin setelah solution heat treatment, yang kemudian

dilakukan artificially aged.

T9 Hasil pengerjaan dingin setelah dilakukan solution heat treatment dan artificially

aged.

T10 Hasil pengerjaan dingin setelah mengalami pendinginan pada peningkatan

temperatur tertentu, yang kemudian dilakukan artificially aged.

Stress relieved temper akibat stretching:

T 51

Hasil streching setelah solution heat treatment atau pendinginan pada

peningkatan temperatur tertentu pada produk seperti plate and rolled or cold-

finished rod or bar, die or ring forgings, dan rolled rings.

T 510


peningkatan temperatur tertentu pada produk seperti extruded rod, bar, profiles,

dan tubes.

T 511


peningkatan temperatur tertentu pada produk seperti extruded rod, bar, profiles,

dan tubes. Produk memungkinkan mendapatkan minor straightening setelah

stretching.

Stress relieved temper akibat kompresi:

T 52 Hasil kompresi setelah solution heat treatment atau pendinginan pada

peningkatan temperatur tertentu.

Stress relieved temper akibat kombinasi stretching dan kompresi:

T 54 Hasil die forgings yang mendapatkan stress relieved akibat benturan pada

kondisi dingin kembali di finish die.



Dasar Teori


13708050 20

Produk paduan yang di heat-treated dari O atau F temper:

T42 Hasil solution heat treatment dari O atau F temper yang tidak mengalami

pengerjaan dingin yang kemudian di-aging secara alami.

T62 Hasil solution heat treatment dari O atau F temper yang tidak mengalami

pengerjaan dingin yang kemudian dilakukan artificially aged.



Dasar Teori


13708050 21

3.4. Heat Treatment Aluminium 2014

Heat treatment merupakan operasi kombinasi antara pemanasan dan

pendinginan dalam keadaan padat.17

Heat treatment bertujuan mengubah sifat

mekanik dari paduan baik melunakan paduan untuk operasi forming ataupun untuk

mendapatkan kekuatan mekanik yang spesifik dengan modifikasi struktur butir. Dasar

dari heat treatment pada tipe paduan aluminium 2000 merupakan proses

pembentukan presipitat antara aluminium dan tembaga.18

Gambar.3.2. Diagram fasa Al-Cu. Sumber: ASM, Vol 4.

Pembentukan presipitat terjadi akibat dispersi partikel kecil fasa kedua.

Umumnya presipitat terjadi pada sistem diagram fasa hypothetical. Dua syarat yang

harus dipenuhi pada sistem diagram fasa agar dapat membentuk presipitat adalah

kelarutan maksimal yang dapat diterima dan batas kelarutan akibat penurunan

konsentrasi secara cepat pada komponen utama.19

Pada paduan aluminum, heat

treatment dilakukan dengan tiga metode. berupa:



Dasar Teori


13708050 22

Gambar.3.3. Skema heat treatment Al 2014 pada precipitation hardening.

Sumber: PT Dirgantara Indonesia, 2010



Dasar Teori


13708050 23

3.4.1. Solution Heat Treatments

Pada tahap solution heat treatment, unsur Cu akan melarut dalam paduan

yang dilakukan dengan memanaskannya pada temperatur 496-507 0C sehingga fasa

yang terbentuk seluruhnya adalah fasa ferit ().19

Tabel.3.5. Tipe solution dan precipitation heat treatments untuk aluminum 2014

komersial. 18

Bentuk

Produk

Solution heat treatment Precipitation heat treatment

Metal

temperatur Temper

designation

Metal

temperatur Waktu,

jam

Temper

designation C F C F

Flat sheet 500 935 T3(d) 160 320 18 T62

T42 160 320 18 T6

Coiled

sheet 500 935

T4 160 320 18 T6

T42 160 320 18 T62

Plate 500 935 T42 160 320 18 T62

T451(e) 160 320 18 T651(e)

Rolled or cold

finished

wire, rod,

and bar

500 935

T4 160(k) 320(k) 18 T6

T42 160(k) 320(k) 18 T62

T451(e) 160(k) 320(k) 18 T651(e)

Extruded

rod, bar,

shapes, and

tube

500 935

T4 160(k) 320(k) 18 T6

T42 160(k) 320(k) 18 T62

T4510(e) 160(k) 320(k) 18 T6510(e)

Drawn tube 500 935 T4 160(k) 320(k) 18 T6

T42 160(k) 320(k) 18 T62

Die

forgings 500(l) 935(l) T4 170 340 10 T6



Dasar Teori


13708050 24

3.4.2. Quenching

Adalah pendinginan dengan cepat setelah solution heattreatment untuk

menahan unsur-unsur agar tetap dalam larutan sehingga terbentuk larutan padat lewat

jenuh. Setelah holding time, paduan tersebut akan membentuk larutan padat lewat

jenuh (super saturated solid solution) dan didinginkan secara cepat sehingga tidak

terbentuk Al2Cu. Air umumnya digunakan untuk media quenching. Terdapat titik

kitis pada saat pelepasan material dari tungku menuju media berupa interval

waktu(delay time).

Tabel.3.6. Maksimum quench delay18

Ketebalan Maximum quench delay, s

Mm Alclad Nonclad

0.41 6.4 4.4

0.51 8 5.5

0.64 10 6.8

0.81 12.8 8.8

1.02 20 11



Dasar Teori


13708050 25

3.4.3. Age Hardening

Pada beberapa paduan, presipitat terbaik terjadi pada temperatur kamar.

Dilain sisi, paduan dengan reaksi presipitat yang lambat pada temperatur kamar selalu

mendapatkan precipitation heat treated sebelum digunakan.

Gambar.3.4. (a)Supersaturated solid solution (b) fasa presipitat koheren (c) fasa

presipitat semi-koheren dan(d) fasa presipitat inkoheren.

Sumber: Totten, 2003



Dasar Teori


13708050 26

a. Natural Aging

Untuk beberapa tipe paduan aluminium 2000, hasil precipitation hardening dari

natural aging menghasilkan temper (T3 dan T4) yang mempunyai karakteristik

rasio tensile strength dan yield strength yang tinggi.18

Pada paduan ini, formasi

GP zones terjadi secara cepat.

b. Precipitation Heat Treatment (Artificial Aging)

Tahapan selanjutnya adalah precipitation heat treating. Pada tahapan ini paduan

dipanaskan pada temperatur 1800C sehingga terbentuk precipitat Al2Cu yang

nantinya akan menghambat pergerakan dislokasi. Dengan terhambatnya

pergerakan dislokasi inilah paduan Al-Cu tersebut akan menjadi lebih keras.

Fasa yang diinginkan adalah fasa presipitat, dimana terdapat tegangan penahan

distorsi kisi didalam presipitat yang akan menghambat dislokasi, saat kita terlalu

lama melakuakan aging maka campuran akan membentuk fasa kesetimbangan

yang lebih rendah kekerasannya daripada fasa presipitat.20

11 bab iii

Documents