jurusan teknik mesin fakultas teknik ... - core.ac.uk · jurusan teknik mesin fakultas teknik...

16
i TUGAS AKHIR PENGARUH HEAT TREATMENT TERHADAP PERUBAHAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA VELG MERK STOMP YANG MEMENUHI STANDART ASTM Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun oleh : DANY INDRA BUDIAWAN NIM : D.200.050.113 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2012

Upload: nguyendung

Post on 17-Mar-2019

298 views

Category:

Documents


15 download

TRANSCRIPT

i

TUGAS AKHIR

PENGARUH HEAT TREATMENT TERHADAP PERUBAHAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA VELG

MERK STOMP YANG MEMENUHI STANDART ASTM

Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :

DANY INDRA BUDIAWAN

NIM : D.200.050.113

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2012

v

vi

MOTTO

”Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu.

Dan sesungguhnya yang demikian itu sungguh berat,

kecuali bagi orang-orang yang khusyu”

(Q.S Al Baqarah : 45)

”karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan,

maka apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah

dengan sungguh-sungguh urusan yang lain.

Dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap”

(Q.S Alam Nasyarah : 6-8)

”Hidup adalah belajar, kehidupan adalah pelajaran.

Mati adalah misteri, penentuan dan akherat adalah prestasi hidup.

Maka janganlah kamu hidup dengan mimpi-mimpi, tapi hidupkanlah mimpi-

mimpimu”

(Abdullah Gymnastiar)

’’Ada dua cara menjalani hidup, yaitu menjalaninya dengan keajaiban-keajaiban atau menjalaninya dengan biasa-biasa saja ’’

(Albert Einstein)

” Jangan mengejar kesuksesan, tapi kejarlah kesempurnaan.

Maka kesuksesan akan menghampirimu ”

(Penulis)

’’ Work hard is energy us ”(exxon mobile)

vii

PERSEMBAHAN

Sujud syukurku pada-Mu Illahi Robbi yang senantiasa memberikan

kemudahan bagi hamba-Nya yang mau berusaha. Petunjuk dan bimbingan-

Mu selama hamba menuntut ilmu diperantauan berbuah karya sederhana ini

yang kupersembahkan kepada :

Agamaku yang telah mengenalkan aku kepada ALLAH SWT serta

Rosul-Nya yang mengarahkan dari jalan dari gelap-gulita menuju terang

benderang, terimakasih ALLAH atas ridhonya hingga saya dapat

menyelesaikan tugas akhir ini, walaupun kadang keluar dari jalan yang

Engkau tetapkan. (“Engkau yang mendengar do’aku dan mengabulkan

jerih payahku”).

Ayah dan Ibu tercinta, dengan do’a, cinta dan kasih sayang tulusnya

selalu senantiasa memberikan kekuatan dalam setiap langkah ananda,

terima kasih atas semua pengorbanan yang tidak ternilai harganya.

Kakakku Ariyatik Kusmino dan adikku Evik yang selalu memberikanku

do’a, inspirasi maupun dukungan kepadaku.

Umi Nurrokhmah Muslimatun, yang selalu memberikanku dukungan dan

terimakasih atas kesetiaanya.

Teman-temanku teknik mesin yang selalu membantuku saat senang

maupun susah hingga selesainya Tugas Akhir ini.

Almamater Fakultas Teknik UMS.

Dan semua pihak yang telah membantu, semoga ALLAH SWT yang

membalas segala kebaikanmu.

viii

PENGARUH HEAT TREATMENT TERHADAP PERUBAHAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA VELG MERK STOMP YANG MEMENUHI

STANDART ASTM

Dany Indra Budiawan, Bibit Sugito, Bambang WF

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

ABSTRAKSI Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh

perlakuan panas (heat treatment) terhadap sifat fisis dan mekanis pada velg aluminium paduan Al-Si-Cu.

Bahan velg yang diuji pada penelitian ini adalah aluminium yang diperoleh dengan cara pengecoran. Setelah itu dilakukan pembuatan spesimen dengan standar ASTM E 8M dan ASTM E 23. Perlakuan panas (heat treatment) dilakukan dalam dua tahap yaitu: Solution Treatment pada suhu 520°C ditahan selama 1 jam, pendinginan dengan menggunakan media air. Untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis bahan uji dilakukan beberapa pengujian meliputi : uji komposisi kimia, uji struktur mikro, uji tarik, dan uji impact.

Hasil pengujian benda uji yang telah di heat treatment dibandingkan dengan hasil pengujian raw material. Didapatkan hasil komposisi kimia golongan paduan Al-Si-Cu. Pada uji struktur mikro material yang sudah mengalami heat treatment terlihat homogen, unsur Cu menyebar merata pada aluminium. Pada uji tarik tegangan maksimal rata-rata tertinggi raw material pada velg merk YIMM (Mio) yaitu 222,12 MPa dan tegangan maksimal rata-rata tertinggi heat treatment pada velg merk YIMM (Mio) 68,89 MPa. Harga tegangan maksimal rata-rata tertinggi raw material pada velg merk Stomp yaitu 170,44 MPa dan tegangan maksimal rata-rata terendah heat treatment pada velg merk Stomp 126,62 MPa. Pada uji impact diperoleh harga impak rata-rata pada kedua merk velg diatas relatif berbeda-beda, Akan tetapi nilai impact pada merk YIMM (Mio) dan merk Stomp yaitu 0,068 J/mm² dan 0,085 J/mm², setelah di heat treatment harga impak rata-ratanya lebih tinggi daripada harga impak saat raw material, menjadi 0,078 J/mm² dan 0,149 J/mm².

Kata kunci : Velg Stomp, Heat Treatment, Sifat Fisis dan mekanis

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

berkah dan rahmat-Nya sehingga laporan penelitian ini dapat terselesaikan.

Tugas Akhir berjudul ” PENGARUH HEAT TREATMENT TERHADAP

PERUBAHAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA VELG MERK STOMP

YANG MEMENUHI STANDART ASTM”, dapat terselesaikan atas dukungan

dari pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan

dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan

yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Agus Riyanto,SR, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Bibit Sugito, MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah

membimbing, mengarahkan, memberikan petunjuk dalam penyusunan

Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar dan ramah.

4. Bapak Bambang WF, ST, MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah

membimbing, mengarahkan, memberikan petunjuk dalam penyusunan

Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar dan ramah.

5. Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang

telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis selama mengikuti

kegiatan kuliah.

6. Bapak dan Ibu tercinta yang setiap malam selalu mendoakan, memberikan

semangat dan dorongan, serta terima kasih atas semua nasehat,

x

bimbingan, dan pengorbananmu selama ini sehingga penulis terpacu untuk

menyelesaikan tugas akhir ini. Semua do’a dan kasih sayang yang tulus ini

akan selalu mengiringi langkahku.

7. Kedua kakakku yang selalu memberikan semangat, bantuan dan

pengertiannya selama ini.

8. Teman – temanku: iksan, haryono, polo, kyuk, anton, galeh, yoga terima

kasih atas segala suka duka yang mewarnai sebagian hari-hari penulis,

semoga persaudaraan ini bisa berlangsung lebih lama lagi. Amien.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh

karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan

penulis terima dengan senang hati.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb

Surakarta, November 2012

Dany Indra Budiawan

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ..................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .............................................................. v

MOTTO .................................................................................................... vi

PERSEMBAHAN ..................................................................................... vii

ABSTRAKSI ............................................................................................. viii

KATA PENGANTAR ................................................................................ ix

DAFTAR ISI ............................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xv

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ................................................................ 1

1.1 Latar Belakang Masalah ..................................................... 1

1.2 Tujuan Penelitian ............................................................... 2

1.3 Manfaat Penelitian .............................................................. 3

1.4 Batasan Masalah ................................................................ 4

BAB II LANDASAN TEORI .......................................................... 5

2.1. Tinjauan pustaka ............................................................... 5

2.2. Dasar teori ......................................................................... 7

2.2.1.Aluminium .................................................................. 7

2.2.2 Aluminum paduan ...................................................... 8

2.2.3. Perlakuan Panas....................................................... 11

2.2.4.Pengujian ................................................................... 13

1. Uji tarik ...................................................................... 13

2. Uji Impak ................................................................... 19

xii

3. Uji Komposisi Kimia ................................................. 22

4. Uji Struktur mikro ...................................................... 22

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................ 26

3.1. Diagram Alir Penelitian..........................................................26

3.2. Bahan Dan Penelitian .......................................................... 28

3.2.1 Bahan penelitian ........................................................ 28

3.2.2 Alat penelitian ............................................................ 29

3.3. Instalasi Penelitian .............................................................. 30

3.3.1.Alat Untuk Perlakuan Panas ...................................... 31

3.3.2.Alat Uji Komposisi Kimia ............................................ 32

3.3.3 Alat uj struktur mikro .................................................. 33

3.3.4 Alat uji impak ............................................................. 34

3.3.5 Alat uji tarik ................................................................ 35

3.4. Sampel pengujian ................................................................ 36

3.4.1. Pengujian struktur mikro .......................................... 36

3.4.2. Pengujian Komposisi Kimia ..................................... 37

3.4.3 .Pengujian impak ...................................................... 37

3.4.4 Sampel pengujian tarik ............................................ 38

3.5. Cara pengambilan data dan pengolahan ........................... 38

3.5.1. Pengujian Komposisi Kimia ...................................... 38

3.5.2. Perlakuan Panas....................................................... 39

3.5.3. Pengujian Struktur Mikro ........................................... 39

3.5.4. Pengujian tarik .......................................................... 39

3.5.5. pengujian Impak........................................................ 40

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN ....................... 42

4.1 Data Hasil Pengujian Komposisi Kimia ............................. 42

4.2. Data Hasil Pengujian Struktur Mikro .................................. 43

4.4. Data Hasil Pengujian Tarik ................................................. 46

4.5. Data Hasil uji impak ............................................................ 52

xiii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................. 55

5.1.Kesimpulan ....................................................................................... 55

5.2.Saran - saran .................................................................................... 56

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar .2.1. Diagram fasa Al -Si ............................................................ 9

Gambar .2.2. Diagram fasa Al- Cu ........................................................... 10

Gambar .2.3. Diagram fasa Al- Mg .......................................................... 11

Gambar .2.4. Solution Treatmen diagram ................................................ 13

Gambar .2.5. Diagram tegangan regangan ............................................. 18

Gambar .2.6. Skema uji impak ................................................................. 20

Gambar.3.1. diagram Alir Penelitian ........................................................ 24

Gambar .3.2 Velg merek stomp..................................................................26

Gambar.3.3. tanur elektrik ....................................................................... 29

Gambar .3.4. Alat spectrometer ............................................................... 30

Gambar .3.5. Alat uji strukturmikro ........................................................... 31

Gambar .3.6. Alat uji impak ...................................................................... 32

Gambar 3.7. Alat uji tarik ........................................................................ 33

Gambar 3.8. specimen uji struktur mikro ................................................ 34

Gambar .3.9. Specimen uji komposisi kimia ............................................ 35

Gambar .3.10. Spesimen pengujian impact ............................................. 35

Gambar .3.11. Spesimen uji tarik velg .................................................... 36

Gambar.4.1. Gambar struktur mikro raw material .................................... 43

Gambar.4.2 Gambar ASM metal handbook vol 9 alloy 356-F ................. 44

Gambar.4.3. Gambar struktur mikro quencing5200 velg merek stomp…..44

Gambar.4.4. Gambar ASM alloy 356 sand cast heat treadment .............. 44

Gambar.4.5. Histogram perbandingan tegangan luluh ............................ 47

Gambar.4.6. Histogram perbandingan tegangan maksimal ..................... 47

Gambar.4.7. Histogram perbandingan regangan ..................................... 48

Gambar.4.8. Grafik tegangan uji tarik ....................................................... 49

Gambar.4.9. Grafik tegangan uji tarik ....................................................... 50

Gambar.4.10. Histogram perbandingan harga impak stomp .................... 53

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1.1 Tabel data raw material uji tarik ........................................... 38

Tabel 3.1.2. Tabel data Quenching 5200C uji tarik ................................... 38

Tabel 3.1.3 Data hasil raw material uji tarik ............................................ 39

Tabel 3.1.4 Data hasil Quenching 5200C uji tarik .................................... 40

Tabel 3.1.5 Tabel data raw material uji impak......................................... 40

Tabel 3.1.6 Tabel data Quenching 5200C ............................................... 40

Tabel 3.1.7 Data hasil raw material uji impak ......................................... 41

Tabel 3.1.8 Data hasil Quenching 5200C uji impak ................................. 41

Tabel 4.1.1 Daftar komposisi kimia velg stomp ....................................... 42

Table 4.1.2 Data hasil pengujian tarik raw material Stomp ..................... 46

Tabel 4.1.3 Data hasil pengujian tarik Quenching 5200C Stomp ............ 46

Tabel 4.1.6 Data hasil uji impak raw material Stomp ............................. 52

Tabel 4.1.7 Data hasil uji impak Quenching 5200C Stomp...................... 52

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Satuan sistem internasional (SI)

Lampiran 2. Konstanta dan faktor konversi

Lampiran 3. Daftar lambang

Lampiran 4. Tabel elemen-elemen tertentu

Lampiran 5. Konversi Mpa ke N/m2

Lampiran 6. ASHCROFT conversion factor for Unit of Pressure

Lampiran 7. ASTM E 23 standar uji impak

Lampiran 8. ASTM E 8M standar uji tarik

Lampiran 9. Hasil uji komposisi kimia velg stomp

Lampiran 10. Hasil pengujian tarik

Lampiran 11. Hasil pengujian impak

Lampiran 12. Foto material dari beberapa pengujian