studi eksperimental pengaruh variasi penambahan...

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH VARIASI PENAMBAHAN FRAKSI VOLUME GRAFIT TERHADAP KARAKTERISTIK FLUIDITAS DAN SIFAT MEKANIK ALUMINIUM GRAPHITE MATRIX COMPOSITE

NAMA : AUZAN ADANI DEVARA

NRP : 2109100018

Dosen Pembimbing : Indra Sidharta, ST, MSc

Latar Belakang

Alumunium Composite

Casting

Fluidity Test

Penguat

(Reinforcement)

Matrix Utama

Rumusan Masalah

Bagaimana pengaruh variasi penambahan prosentase

fraksi volume Grafit terhadap fluiditas dari Aluminium

Matrix Composite?

Bagaimana distribusi kekerasan Aluminium Matrix Composite sebagai fungsi distribusi persebaran Grafit

dalam campuran pada masing-masing setpoint yang

telah ditentukan?

Bagaimana struktur mikro akhir yang terbentuk dari

adanya penambahan Grafit pada Aluminium Matrix

Composite pada masing-masing setpoint?

Tujuan Penelitian

Menganalisa pengaruh variasi penambahan prosentase fraksi volume Grafit terhadap fluiditas dari Aluminium Matrix Composite.

Menganalisa distribusi kekerasan Aluminium Matrix Composite sebagai fungsi distribusi persebaran Grafit dalam campuran, pada masing-masing setpoint yang telah ditentukan.

Mempelajari struktur mikro akhir yang terbentuk dari adanya penambahan Grafit pada Aluminium Matrix Composite pada masing-masing set point.

Batasan Malasah

temperatur, waktu

penuangan, dan putaran pengaduk dianggap konstan.

Pola yang digunakan

untuk mengukur fluiditas

mempunyai dimensi yang

sama.

Aluminium yang digunakan memiliki

komposisi yang sama.

Ukuran butir grafit yang digunakan memiliki distribusi

ukuran butir yang sama.

Metodologi Penelitian

Metodologi Penelitian

Kode Spesimen Grafit (% volume) Alumunium (%

volume)

1

2

3

4

5

6

0

1

2

4

6

8

100

99

98

96

94

92

Tabel 3. 1 : Prosentase komposisi campuran bahan

Metodologi Penelitian

Kode Spesimen Grafit (gr) Alumunium (gr)

1 0 1620

2 13,98 1603,8

3 27,98 1587,6

4 55,92 1555,2

5 83,84 1522,8

6 111,84 1490,4 • menghitung besar massa

m = 𝜌

𝑉 dimana : m = massa ( gram )

ρ = massa jenis ( gr / cm3 )

V = Volume ( cm3 )

Metodologi Percobaan

1 2

3 4

5 6

7 8

9

10 11

Bahan Baku

Alumunium Grafit

Peralatan Casting

Alat Pemotong Pola Cetakan ladle Furnace Alat Pengaduk

Sendok Panjang Aluminium Foil Timbangan Digital Termometer Alat Penjepit

Peralatan Pengujian

Alat Grinding & Polishing Alat Uji Metallography

Alat Uji Kekerasan

Alat Uji SEM & EDX

Pengujian Fluiditas

• Gambar 4.1 Spesimen Uji Aluminium Graphite Matrix Composite (a) kadar 0%, (b) kadar 1%, (c) kadar 2%, (d) kadar 4%, (e) kadar 6% (f) kadar 8% volume fraksi grafit.

tabel fluiditas

nomer % campuran karbon panjang (mm)

1 0% 1.915

2 1% 1.900

3 2% 1.896

4 4% 1.894

5 6% 1.870

6 8% 1.866

(a). (b).

(d).

(c).

(e). (f).

1.840

1.850

1.860

1.870

1.880

1.890

1.900

1.910

1.920

0% 1% 2% 4% 6% 8%

Pa

nja

ng

(m

m)

Prosentase volume fraksi grafit

Tes Fluiditas

Metodologi Percobaan

Faktor yang Berpengaruh :

1. Fraksi Volume

2. Bahan Cetakan

3. Temperatur

4. Impurity

Pengujian Kekerasan

Spesimen yang diamati

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0% 1% 2% 4% 6% 8%

Nil

ai

Ke

ke

ra

sa

n H

BN

Prosentase Grafit

Nilai Hardness Tiap Spesimen Ditinjau dari Titik Nomer 3

Pengujian Kekerasan

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Nil

ai

Ke

ke

ra

sa

n H

BN

Set Point

Perbadandingan Nilai Kekerasan Tiap Titik

Spesimen 1

Spesimen 2

Spesimen 3

Spesimen 4

Spesimen 5

Spesimen 6

Metode Penguatan

Dispersion strenghtening

1. dislokasi akan melewati partikel dan membentuk daerah disekitar partikel

2. Menjadikan yield stress turun dan kekerasan naik.

Struktur Mikro

8% Grafit

Eutectic Si Grafit Matrix

6% Grafit

Eutectic Si Fe Intermetallic Grafit Matrix Grafit

4% Grafit

Matrix Fe Intermetallic Eutectic Si

1% Grafit

Matrix Eutectic Si Fe Intermetallic Grafit

0% Grafit

Matrix Eutectic Si

2% Grafit

Fe Intermetallic Grafit Eutectic Si Matrix

Pengujian SEM & EDX Eutectic Si Matrix Grafit

Penampang Spot 1

Penampang Spot 2

Grafit Matrix Eutectic Si

Penampang Spot 3

Grafit Eutectic Si Matrix

Spectrum C O Al Si Ca Cr Fe Cu Zn

Object 1,53 - 96 0,8 - - - 0,7 0,97

1 4,02 - 58,49 7,66 - 0,71 4,26 21,93 -

2 2,34 35,59 18 43,88 0,59 - - - -

Tabel 5.1 Komposisi yang terkandung pada spot1.

Spectru

m

C O Mg Al Si Cl Cr Mn Fe Ni Cu Zn

Object 3,18 3,11 50,1 2,34 - - - - 36,7

4

2,13 -

1 0,98 5,77 - 57,0

2

7,04 - 0,78 4,06 21,3 3,05 - -

2 1,17 15,97 - 78,4

7

0,97 - - - 1,15 - 1,2

3 0,92 1,16 - 95,3

5

0,87 - - - - 0,81 - 0,89

Tabel 5.2 Komposisi yang terkandung pada spot2.

Spectru

m

C O F Na Mg Al Si Ca Mn Fe Cu Zn

Object 2,77 - - - - 56,18 7,11 - 2,62 25,53 5,78 -

2 20,5

0

4,90 - - - 5,61 68,9

9

- - - - -

3 5,90 47,4

2

1,11 0,17 0,13 42,61 0,63 - - - -

4 3,61 0,99 - - - 92,17 0,95 - - - 1,12 1,16

Tabel 5.3 Komposisi yang terkandung pada spot3.

Pengujian SEM & EDX

Metode Mapping

Distribusi

Grafit

Kesimpulan dan Saran

Nilai Fluidity memiliki tren grafik yang menurun dari 0% sampai 8%. Nilai tes fluiditas tertinggi terdapat pada spesimen dengan kadar volume grafit sebesar 0% dengan nilai 1915 dan yang terendah pada spesimen dengan kadar volume grafit sebesar 8% dengan nilai 1866.

Nilai kekerasan aluminium graphite matrix composite meningkat seiring dengan penambahan kadar volume fraksi grafit dari kadar 0%,1%, 2%, 4%, 6% dan 8%. Nilai kekerasan tertinggi didapatkan pada kadar 8% volume fraksi grafit yaitu sebesar 94,99 HBN, sedangkan nilai kekerasan terendah didapatkan pada kadar 0% yaitu sebesar 40,22 HBN.

Struktur mikro yang didapatkan pada aluminium graphite matrix composite adalah matrix aluminium, partikel reinforcement grafit yang berbentuk menyerupai flake, eutectic Si yang berbentuk bulat dan oval, dan intermetallic Fe yaitu Al5FeSi yang berbentuk menyerupai jarum. Jumlah partikel grafit pada komposit meningkat pada kadar 1%, 2%, 4%,6% dan 8%. Terjadi porositas yang meningkat seiring dengan meningkatnya kadar volume fraksi grafit.