karakteristik sifat fisis dan mekanis paduan al-cu ...1].pdf · salah satu ciri logam non ferro...

55
KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu PERLAKUAN AGING TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Disusun oleh : BOWO ARIEF WICAKSONO NIM : 025214028 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2010

Upload: buianh

Post on 06-Mar-2019

228 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu

PERLAKUAN AGING

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu SyaratMemperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin

Disusun oleh :

BOWO ARIEF WICAKSONO

NIM : 025214028

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

Page 2: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

ii

THE CHARACTERISTIC ON PHYSICAL AND MECHANICAL

PROPERTIES OF Al-Cu TREATMENT OF AGING

FINAL PROJECT

Presented as Partial fulfillment of the RequirementTo Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Mechanical Engineering

By :

BOWO ARIEF WICAKSONO

Student Number : 025214028

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SAINS DAN TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2010

Page 3: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

iii

Page 4: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

iv

TUGAS AKHIR

Page 5: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

v

Page 6: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

vi

INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dan menyelidiki pengaruh aging

terhadap sifat fisis dan mekanis paduan aluminium tembaga.

Dalam penelitian ini tindakan yang dilakukan yaitu pengecoran,

pembuatan benda uji, pengujian dan pengambilan bahan, serta pembahasan.

Dalam pengujian aging variasi waktu yang digunakan adalah 12, 24 dan 36 jam.

Semetara itu jenis pengujian berupa uji tarik, uji kekerasan, struktur mikro serta

porositas.

Dari hasil proses aging tingkat kekerasan bahan meningkat akan tetapi

tidak terlalu berpengaruh pada perubahan porositas bahan.

Page 7: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

vii

Page 8: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat

dan karunia yang dilimpahkan, sehingga penulis berhasil menyelesaikan Tugas

akhir penelitian Karaktristik Sifat Fisis dan Mekanis Paduan Al-Cu Perlakuan

Aging. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak sekali mendapat

dorongan dan bantuan dari banyak pihak. Atas bantuan dan dorongan tersebut

penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Yosef Agung Cahyanta S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Budi Sugiharto S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

3. I Gusti Ketut Puja S.T., M.T., selalu Dosen Pembimbing Tugas Akhir

yang telah memberikan bimbingan, pengarahan serta koreksi dalam

menyelesaikan Tugas akhir ini.

4. Segenap Dosen Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi yang telah

meberikan ilmunya kepada penulis.

5. Mas Martono selaku Laboran Ilmu Logam Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanat Dharma, yang telah banyak membantu selama proses

penelitian.

6. Kedua orang tua yang telah dan selalu mendukung dalam segala hal, serta

kakak yang selalu mau membantu dalam terselesaikannya Tugas akhir ini

7. Saudara-saudara yang selalu mendukung serta mendoakan

terselesaikannya Tugas Akhir ini

Page 9: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

ix

8. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir ini, yang

tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tulisan ini belum sempurna karena

keter batasan ilmu dan pengetahuan yang penulis miliki. Untuk itu penulis dengan

hati terbuka mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun.

Akhir kata penulis mengharapkan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penulis

pada khususnya dan pembaca pada umumnya

Yogyakarta 19 Oktober 2010

Penulis

Page 10: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ii

HALAMAN PENGESAHAN iii

HALAMAN PERNYATAAN v

INTISARI vi

HALAMAN PERNYATAAN PUBLIKASI vii

KATA PENGANTAR vii

DAFTAR ISI x

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR TABEL xiv

LAMPIRAN

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang Penelitian 1

1.2. Tujuan Penelitian 2

1.3. Batasan Masalah 2

BAB II DASAR TEORI 3

2.1 Sifat-sifat aluminium 3

2.2 Paduan aluminium 4

2.2.1 Klasifikasi Paduan aluminium 5

2.2.2 Paduan Aluminium cor 6

Page 11: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

xi

2.2.3 Paduan Al-Cu 7

2.2.4 Paduan Al-Si, Al-Si-Mg, Al-Cu 7

2.3 Pengaruh Unsur Paduan dalam Aluminium 8

2.4 Dasar-Dasar Pengecoran 9

2.4.1 Sifat-Sifat logam Cair 9

2.4.2 Membuat Coran 9

2.4.3 Pengecoran menggunakan Cetakan Logam 10

2.4.4 Pengujian Hasil Coran 12

2.5 Aging 13

BAB III METODE PENELITIAN 14

3.1 Bahan Yang Digunakan 14

3.2 Peralatan 14

3.3 Proses Pengecoran 15

3.4 Pembuatan Benda uji 15

3.5 Proses perlakuan Panas Aging 16

3.6 Pengujian Coran 16

3.6.1 Pengujian kekerasan Brinell 16

3.6.2 Pengujian Tarik 18

3.6.3 Pengamatan struktur mikro 20

3.6.4 Pengamatan porositas 21

3.7 Diagram alir penelitian 22

Page 12: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

xii

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 23

4.1 Pengujian Tarik 23

4.2 Uji kekerasan 24

4.3 Pengamatan Struktur mikro 25

4.4 Pengamatan Porositas 27

4.5 Proses Aging Pada Paduan Al-Cu 4,5% 28

4.6 Pengamatan Struktur MIkro Hasil Aging 29

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 31

5.1 Kesimpulan 31

5.2 Saran 32

DAFTAR PUSTAKA 34

Page 13: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Alat uji kekerasan Brinell 17

Gambar 3.2 Benda uji pengujian tarik 18

Gambar 3.3 Alat uji tarik 19

Gambar 3.4 Mikroskop Metalography 20

Gambar 3.5 Gambar Diagram Alir Penelitian 22

Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tarik 23

Gambar 4.2 Grafik Uji Kekerasan 24

Gambar 4.3 Gambar Pengujian Struktur Mikro 25

Gambar 4.8 Grafik Pengamatan Porositas 27

Gambar 4.9 Grafik uji kekerasan Al-Cu (4,5% Cu) perlakuan Aging 28

Gambar 4.10 Grafik Pengamatan Porositas Al-Cu Perlakuan aging 29

Gambar 4.11 Gambar Struktur MIkro Pasca Aging 30

Page 14: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi Paduan Aluminium Cor 5

Tabel 2.1 Klasifikasi Paduan Aluminium Tempa 6

Tabel 2.3 Pengaruh Unsur Paduan Pada Aluminium 6

Tabel 3.1 Penggunaan penetrator untuk uji kekerasan Brinell 17

Page 15: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian

Peradaban manusia menyatakan bahwa bahan sangat berhubungan erat

dengan kehidupan manusia pada setiap jamannya. Begitu pula perkembangan

teknologi yang semakin pesat khususnya bidang industri, menyebabkan

kebutuhan bahan semakin meningkat dari tahun ke tahun. Berawal dari

penemuan-penemuan logam melalui proses temperatur yang sangat tinggi,

menuntut manusia untuk selalu berkembang dan selangkah lebih maju. Proses

yang begitu cepat itulah yang sedang kita alami saat ini.

Banyaknya kebutuhan akan bahan itulah maka penulis mencoba untuk

mempelajari struktur dan sifat bahan. Bahan yang baik adalah bahan yang

mempunyai sifat fisis dan mekanis yang baik pula, agar dapat diterima dan

dipergunakan sesuai dengan keinginan. Penulis memilih Aluminium Paduan (Al-

Cu) dengan perlakuan aging, sebagai soal tugas akhir karena saat ini, penggunaan

aluminium telah diterapkan dalam berbagai bidang yang sangat luas. Bukan

hanya untuk peralatan rumah tangga, akan tetapi penggunaan aluminium juga

dipakai untuk keperluan industri diantaranya, bahan pesawat terbang, mobil,

kapal laut, konstruksi dan sebagainya Hal ini dikarenakan aluminium mempunyai

sifat-sifat antara lain , tahan korosi, mudah dibentuk dan lain sebagainya. Selain

itu keuntungan lain dari aluminium adalah sifatnya yang ringan, juga biaya

produksinya lebih murah dibandingkan logam-logam yang lain.

Page 16: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

2

1.2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat fisis dan mekanis

aluminium paduan (Al-Cu) dengan presentase Cu 2%, 4,5%, dan 5%. Sifat-sifat

mekanis meliputi kekuatan tarik, uji kekerasan,sedangkan sifat fisis meliputi uji

mikro, uji porositas.

1.3 Batasan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis memberikan batasan-batasan agar

dalam penulisan dapat terarah dengan baik. Direncanakan aluminium akan diuji

sebelum dan setelah melalui perlakuan aging. Sehingga dapat diketahui sifat-sifat

fisis dan mekanis aluminium paduan (Al-Cu) melalui pengujian.

Page 17: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

3

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Sifat-sifat aluminium

Di dalam sektor industri, aluminium sangat banyak digunakan karena

aluminium mempunyai sifat-sifat sebagai berikut (Yuliono,Y.,2006) :

a. Kerapatan

Berat jenis dari suatu aluminium adalah 2,7 gr/cm3

b. Tahan terhadap korosi

Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ferro

mempunyai kerapatan yang tinggi maka daya tahan terhadap korosi yang

dimiliki logam tersebut juga semakin baik. Hal tersebut juga berlaku bagi

aluminium. Karena aluminium mempunyai lapisan tipis oksida dan

transparan dan jenuh terhadap oksigen diseluruh permukaan. Lapisan

tersebut dapat mengendalikan laju korosi bahan serta melindungi lapisan

dibawahnya.

c. Sifat mekanis

Aluminium mempunyai sifat mekanis yang sebanding dengan paduan bukan

besi (non ferrous alloys) dan juga beberapa jenis baja. Adapun sifat mekanis

tersebut adalah kekerasan dan kekuatan tarik.

d. Tidak beracun

Aluminium merupakan bahan yang tidak beracun. Maka dari itu aluminium

sering digunakan sebagai pembungkus atau kaleng makanan dan minuman.

Page 18: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

4

Hal ini disebabkan reaksi kimia antara makanan dan minuman dengan

aluminium tidak menghasilkan zat beracun yang berbahaya bagi manusia.

e. Sifat mampu bentuk

Sifat mampu bentuk aluminium yang baik memungkinkan aluminium dapat

dibuat menjadi lembaran tipis atau plat. Sifat mampu bentuk ini disebut

juga sifat mampu tempa

f. Titik lebur rendah

Titik lebur aluminium adalah 660°C sehingga aluminium sangat baik

untuk proses penuangan dengan waktu peleburan relatif singkat dan dengan

biaya relatif murah.

g. Penghantar panas dan listrik yang baik

Aluminium mempunyai daya hantar listrik yang tinggi. Daya hantar yang

dimiliki aluminium adalah sebesar 65% daya hantar tembaga. Dalam hal ini

digunakan aluminium dengan kemurnian 99,9%.

Selain sifat-sifat di atas, aluminium juga mempunyai sifat anti magnet.

Aluminium juga mempunyai nilai arsitektur dan dekoratif yang tinggi.

2.2 Paduan aluminium

Penggunaan aluminium pada umumnya terbatas pada aplikasi yang tidak

terlalu mengutamakan faktor kekuatan seperti : penghantar panas dan listrik,

perlengkapan bidang kimia, dan lain sebagainya. Salah satu usaha untuk

meningkatkan kekuatan aluminium murni adalah dengan pengerasan regang atau

Page 19: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

5

perlakuan panas. Cara ini tidak memuaskan bila tujuan utama yang ingin dicapai

adalah untuk menaikkan kekuatan bahan.

Pada perkembangan selanjutnya, peningkatan kekuatan aluminium dapat

dicapai dengan menambahkan unsur paduan ke dalam aluminium. Unsur paduan

itu antara lain Tembaga (Cu), Mangan (Mn), Silikon (Si), Magnesium (Mg),

Seng (Zn), dan lain-lain. Sifat-sifat lain seperti mampu cor dan mampu mesin

menjadi semakin baik.

2.2.1 Klasifikasi Paduan Aluminium

Paduan aluminium diklasifikasikan dalam berbagai standar oleh berbagai

negara. Paduan aluminium dibagi menjadi dua yaitu :

a) Paduan aluminium cor (Cast Aluminium Alloys)

b) Paduan aluminium Tempa (Wrough Aluminium Alloys)

Dari tabel 2.1 dan tabel 2.2 berikut ini dapat kita ketahui tentang klasifikasi dan

unsur-unsur paduan utama, yang terdapat pada paduan aluminium cor dan paduan

aluminium tempa. (Surdia,T., 1999)

Table 2.1 Klasifikasi paduan Aluminium Cor

Seri paduan Unsur paduan utama1XXX Al 99 %2XXX Cu3XXX Si + Cu atau Ag4XXX S5XXX Mg6XXX Tidak digunakan7XXX Zn8XXX Sn

Page 20: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

6

Tabel 2.2 Klasifikasi Paduan Aluminium Tempa

Seri paduan Unsur paduan utama1XXX Al 99 %2XXX Cu3XXX Cu atau Cu + Mg4XXX Mn5XXX Si6XXX Mg + Si7XXX Zn + Mg atau Zn + Mg + Cu8XXX Unsur lainnya

2.2.2 Paduan Aluminium Cor

Struktur mikro paduan aluminium cor ( berhubungan erat dengan sifat-

sifat mekanisnya) terutama tergantung pada laju pendinginan saat pengecoran

dilakukan. Laju pendinginan ini tergantung pada jenis cetakan yang digunakan.

Dengan cetakan logam pendinginan akan lebih cepat dibandingkan dengan

menggunakan cetakan pasir. Sehingga struktur logam cor yang dihasilkan akan

lebih halus dan menyebabkan peningkatan sifat mekanisnya. Tabel 2.3 dibawah

ini menunjukkan sifat mekanis beberapa paduan aluminium cor. (Surdia,T., 1999)

Tabel 2.3 Pengaruh Unsur Paduan Pada Aluminium

Mg Cu Si Zn Mn Pb

Batas getas ++ ++ + ++ + 0

Daya tahan terhadap korosi ++ - ++ - ++ 0

Kemampuan dituang + 0 ++ 0 0 0

Kemampuan diproses cutting + 0 + + - +

Keterangan :

++ = Sangat meningkat - = Menurun

+ = Meningkat 0 = Tidak berpengaruh

Page 21: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

7

2.2.3 Paduan Al-Cu

Paduan Al-Cu sebenarnya jarang digunakan karena mempunyai titik cair

yang jelek, tapi hal ini dapat diperbaharui dengan menambah unsur

Si,dikarenakan unsur tersebut sangat bagus pada suhu tinggi. Pada suhu tinggi

baik juga ditambahkan unsur Mg dan Ni. Paduan aluminium dengan kadar Cu 4,5

% memiliki sifat-sifat mekanis dan mampu mesin yang baik, sedangkan mampu

cor bahan ini agak jelek.

2.2.4 Paduan Al-Si, Al-Si-Mg, Al-Si-Cu

Paduan Al-Si merupakan paduan aluminium yang paling banyak

digunakan dengan kadar Si bervariasi antara 5-20%. Paduan ini tahan terhadap

korosi dan memiliki mampu cor baik dan banyak dipakai pada elemen-elemen-

mesin. Paduan ini relatif ringan, koefisien muai rendah, penghantar panas dan

listrik yang baik. Bila paduan ini dicor maka akan mempunyai sifat mekanis yang

rendah dikarenakan butir-butir Si cukup besar, sehingga pada saat pengecoran

perlu ditambahkan natrium untuk memperbaiki sifat mekanisnya.

Sifat-sifat paduan Si dapat diperbaiki dengan perlakuan panas.

Penambahan unsur Mg, Cu , atau Mn selanjutnya dapat diperbaiki dengan

perlakuan panas. Penambahan Mg (0,3-1%) pada paduan Al-Si akan

menghasilkan peningkatan yang cukup besar terhadap sifat-sifat mekanisnya.

Penambahan Cu (3-5%) pada paduan Al-Si dapat meningkatkan sifat-sifat

mekanis. Paduan Al-Si-Cu banyak digunakan untuk bahan piston motor bakar.

Page 22: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

8

2.3. Pengaruh Unsur Paduan dalam Aluminium

Unsur-unsur yang biasa digunakan untuk paduan dari aluminium adalah

sebagai berikut :

a) Silikon (Si)

Keuntungan yang diperoleh karena menggunakan silikon sebagai unsur

paduan lebih banyak dibanding kerugiannya. Keuntungan menggunakan silikon

sebagai unsur paduan membuat proses pengecoran menjadi lebih mudah, selain itu

daya tahan terhadap korosi juga meningkat, memperbaiki sifat atau karakteristik

coran tersebut, serta menurunkan penyusutan pada hasil coran. Sementara itu

kerugian yang diperoleh karena menggunakan silikon sebagai unsur paduan

adalah menurunnya keuletan bahan terhadap beban kejut, serta hasil coran akan

menjadi rapuh jika kandungan Si nya terlalu tinggi.

b) Tembaga (Cu)

Keuntungan yang diperoleh karena menggunakan tembaga sebagai unsur

paduan juga lebih banyak dibandingkan kerugiannya. Keuntungan menggunakan

tembaga sebagai unsur paduan membuat tingkat kekerasan bahan hasil coran

tersebut meningkat, selain itu kekuatan tariknya menjadi lebih baik , serta

mempermudah dalam pengerjaan mesin. Akan tetapi menyebabkan coran tersebut

kurang tahan terhadap korosi, serta mengurangi keuletan hasil coran.

Page 23: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

9

2.4 Dasar-dasar pengecoran

2.4.1 Sifat-Sifat Logam Cair

Logam cair adalah cairan sama seperti air, tetapi berbeda dengan air dalam

berbagai hal. Kecairan logam sangat tergantung pada temperatur. Logam cair akan

cair sepenuhnya pada temperatur tinggi, sedangkan pada temperatur rendah

berbeda dengan air, terutama pada keadaan dimana terdapat inti-inti kristal

Berat jenis logam cair lebih besar daripada berat jenis air. Berat jenis air

adalah 1,0 gr/cm3 sedangkan berat jenis besi cor 6,8 sampa1 7,0 gr/cm3, paduan

aluminium 2,2 sampai 2,3 gr/cm3 sedangkan paduan timah 6,6 sampai 6,8gr/cm3.

Jelas dalam hal berat jenis leogam cair berbeda banyak dibandingkan berat jenis

air. Sementara dari segi aliran, aliran logam memiliki kelembaman dan gaya

tumbuk yang besar.

Air juga mempunyai sifat menyebabkan wadah menjadi basah, sedang

logam cair tidak. Oleh karena itu jika logam cair mengalir diatas cetakan pasir,

logam cair tersebut tidak akan melesak ke dalam pasir, asalkan jarak antar

partikel-partikel pasir cukup kecil.

2.4.2 Membuat Coran

Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituangkan kedalam cetakan,

kemudian dibiarkan mendingin dan membeku. Untuk membuat coran harus

dilakuan proses-proses seperti : pencairan logam, membuat cetakan, menuang,

membongkar, dan membersihkan coran. Untuk mencairkan logam digunakan

bermacam-macam tanur seperti tanur kupola, tanur induksi frekuensi rendah

Page 24: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

10

untuk besi cor, tanur busur listrik dan sebagainya. Setelah logam tersebut telah

mencair dan bercampur dengan paduan yang telah dicampur, kemudian

dituangkan kedalam cetakan logam. Setelah penuangan dan coran telah membeku,

kemudian coran dikeluarkan dari cetakan dan dibersihkan, bagian-bagian yang

tidak perlu dibuang dari coran.

Mudah tidaknya pembuatan coran tergantung dari bentuk dan ukuran benda

coran. Coran yang berbeda tebal dan tipis ,coran yang memerlukan ketelitian atau

mempunyai sudut-sudut tajam susah kemungkinannya untuk dihasilkan. Oleh

karen aitu untuk membuat coran yang baik, perencana dan perencana coran perlu

mengerti cara pengecoran logam yang baik

2.4.3 Pengecoran menggunakan cetakan logam

Pengecoran menggunakan cetakan logam dilaksanakan dengan cara

menuang logam cair ke dalam cetakan logam. Cara ini dapat menghasilkan coran

dengan ketelitian dan kualitas yang tinggi. Cetakan logam biasanya digunakan

untuk logam-logam dengan titik cair rendah, antara lain aluminium, tembaga,

ataupun magnesium. Keuntungan penggunaan cetakan logam dibandingkan

cetakan pasir diantaranya adalah :

a. Ketelitian ukuran sangat baik kalau dibandingkan dengan pengecoran pasir

sehingga tambahan ukuran untuk penambahan dapat dikurangi. Oleh karena

itu memungkinkan membuat coran yang lebih ringan, disamping itu

mempunyai struktur permukaan yang lebih halus.

Page 25: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

11

b. Struktur yang rapat dapat dihasilkan dengan cara ini, oleh karena itu sifat

mekanik dan memeliki ketahanan yang baik bila dibandingkan coran yang

menggunakan cetakan pasir.

c. Mekanisme dari proses adalah mudah dan mempunyai produktivitas tinggi

apabila dibandingkan dengan mengguanakan cetakan pasir. Cara ini sangat

baik bila digunakan untuk proses produksi.

d. Luas lantai untuk pengecoran sedikit dan suasana kerja baik

Sedangkan beberapa kerugian cetakan logam dibandingkan cetakan pasir

diantaranya adalah :

a. Cara ini tidak sesuai dengan jumlah produksi yang kecil disebabkan

tingginya biaya cetakan.

b. Sukar untuk membuat coran yang mempunyai bentuk rumit

c. Pembetukan cetakan logam yang sukar dan mahal, oleh karena itu jika

terjadi perubahan rencana pengecoran akan sangat sulit untuk dilakukan

d. Dalam banyak hal, cetakan besi memerlukan pelunakan. Seperti pada

cetakan paduan tembaga terbatas pada jenis bahannya dan umumnya

mempunyai berat yang terbatas

Page 26: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

12

2.4.4 Pengujian Hasil Coran

Untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis bahan dapat diperoleh lewat

beberapa pengujian, yang mana pengujian fisis dan mekanis bahan sebagaimana

berikut :

a. Pengujian Tarik

Bentuk dan ukuran benda uji yang dipakai disesuaikan dengan permesinan

yang dipakai yaitu dengan mengguanakan standar ASTM yang mana

menggunakan rumus (Djapri,S., 1998) :

Lo = 4,5 Ao ………………………………………………..(1)

Keterangan Lo = Panjang ukur (mm),

Ao = Luas penampang mula-mula

= lebar x Tebal benda Uji (mm)

b. Pengujian kekerasan

Pengujian kekerasan bahan memiliki berbagai jenis, diantaranya uji

kekerasan Brinell, Vickers, maupun Rockwell. Uji kekerasan Brinell berupa

pembentukan lekukan pada permukaan logam dengan bola baja berdiameter (2,5,

5 , 10) mm dan diberi beban tertentu, kemudian diameter hasil pijakan diukur

dengan mikroskop elektronik.

c. Pengujian struktur mikro

Pengujian struktur mikro dari suatu bahan dapat kita ketahui dengan cara

memfoto benda uji yang terlebih dulu dietsa dengan bahan kimia.

Page 27: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

13

d. Pengujian porositas

Pengujian porositas untuk mengetahui kepadatan molekul dari benda

tersebut. Semakin sedikit porositas bahan, semakin padat pula molekul

bahan tersebut

2.5 Aging

Aging adalah suatu proses penuaan logam menurut waktu pada suhu yang

tidak terlalu tinggi untuk menghilangkan dislokasi akibat presipitasi partikel

dengan deformasi partikel sehingga paduan mengalami penguatan. Proses aging

sendiri bertujuan untuk mengeraskan dan membentuk keseragaman struktur suatu

bahan. Kekerasan dan keseragaman struktur dapat diperoleh tergantung pada

lamnya proses pemanasan. Pendinginan setelah dilakukan proses aging dilakukan

pelan-pelan pada suhu kamar.

Page 28: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

14

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Bahan yang digunakan

Sebagai bahan utama paduan adalah aluminium, dan unsur paduan lainnya

adalah tembaga (Cu). Aluminium yang dipakai adalah pelek motor bekas,

sedangkan untuk tenbaga yang dipakai adalah kawat tembaga. Bahan-bahan

tersebut diperoleh dengan cara membeli. Selain bahan-bahan coran tersebut,

digunakan pula solar atau minyak tanah sebagai bahan bakar saat melakuan

pengecoran.

3.2 Peralatan

Peralatan utama dalam proses pembakaran adalah burner dan tungku

pembakaran. Tungku ini berfungsi untuk melindungi panas dari angin yang

berhembus, yang bisa membuat panas tidak merata dan bisa menyebabkan proses

peleburan lama sehingga hasilnya menjadi kurang bagus. Untuk bahan bakar

penulis menggunakan minyak tanah yang menjadi sumber bahan baku utama

kompor. Kompor ini kemudian akan dihubungkan ke kompresor guna diisi angin

sehingga akan bisa dipakai untuk melakukan proses pembakaran. Kompor inilah

yang dihubungkan ke dalam burner. Cetakan yang dipakai adalah cetakan logam

yang mempunyai tingkat presisi sangat baik. Tang penjepit digunakan sebagai alat

untuk mengangkat kowi dari tungku pembakaran setelah bahan paduan Al-Cu

menjadi bubur cair. Kowi ini dipesan di kasongan, yang mana kowi ini tahan

panas. Kemudian untuk mengukur suhu yang ada didalam kowi (hasil coran)

Page 29: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

15

digunakanlah termokopel. Kemudian alat-alat yang digunakan dalam proses

pengujian hasil coran antara lain : oven logam, yang digunakan untuk proses

aging, mesin uji tarik untuk uji tarik(elastisitas), mesin uji kekerasan Brinell MOD

100 MR untuk uji kekerasan sementara untuk uji struktur mikro digunakan amplas

dan autosol(untuk mengkilapkan permukaan logam) serta mikroskop untuk

melihat struktur mikro hasil coran.

3.3 Proses Pengecoran

Proses pengecoran dilakukan dilakukan diluar lab ilmu logam dikarenakan

ruang lingkup yang dipakai cukup luas. Untuk memulai pengecoran mula-mula

harus kita siapkan semua peralatan serta bahan-bahan yang dibutuhkan. Untuk

melakukan pengecoran, dari peleburan bahan sampai menjadi hasil coran, waktu

yang dibutuhkan diperkirakan 25-40 menit. Gambar-gambar selama proses

pengecoran, hasil coran dan alat-alat yang digunakan dapat dilihat pada lampiran.

3.4 Pembuatan Benda Uji

Pembuatan benda uji dilakukan dengan memilih hasil coran yang memiliki

permukaan rata. Setelah mendapatkan benda coran yang dimaksud, maka

dilakukan pemotongan sesuai ukuran yang ditentukan. Setelah dipotong kemudian

diberi perlakuan panas aging. Dari hasil pemotongan dipilih hasil yang paling

baik untuk dijadikan benda uji. Sisa benda coran yang dipotong digunakan untuk

uji kekerasan dan struktur mikro

Page 30: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

16

3.5 Proses Perlakuan Panas Aging

Proses aging ini dilakukan dengan menggunakan oven logam yang terdapat

di Laboratorium Ilmu Logam Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Proses

aging yang dilakukan adalah selama 12, 24, dan 36 jam.

3.6 Pengujian Coran

3.6.1 Pengujian Kekerasan Brinell

Pengujian Brinell dilakukan dengan alat uji kekerasan Brinell MOD 100

MR. Untuk melakukan pengujian ditentukan dulu diameter indentor yaitu 2,5 mm.

Dari indentor dapat ditentukan beban yang digunakan sebesar 62,5 kg. Pengujian

dilakukan dengan menekan indentor pada benda uji selama kurang lebih 30 detik.

Dilakukan beberapa kali penekanan untuk satu variabel bahan.. Gambar alat uji

kekerasan brinell dapat dilihat pada Gambar 3.1

Besarnya harga kekerasan Brinell dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut

(Anonim, 2006) :

HB = Gaya yang bekerja pada penetrator (Kg,N)/Luas penampang bekas injakan

HB =))()

2(( 22 dDDD

P

........................................(2)

dengan :

P = gaya yang bekerja pada penetrator

D = diameter penetrator (mm)

d = diameter bekas injakan

Diameter penetrator yang digunakan tergantung pada tebal benda uji. Untuk

menentukan nya dapat dilihat pada Tabel 3.1

Page 31: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

17

Tabel 3.1 Penggunaan penetrator untuk uji kekerasan Brinell

Tebal benda uji (mm) Diameter penetrator1-33-6>6

D = 2,5D = 5D = 10

HB Rata-rata2D

P Bahan

160160-8080-20

30105

Baja, besi corKuningan, logam campur CuAluminium, tembaga

DiameterPenetratorD (mm)

2DP

= 5 2DP

= 10 2DP

= 30

Gaya (kg)2,5 31,25 62,5 187,55 125 250 75010 500 1000 3000

Gambar 3.1 Alat Uji Kekerasan Brinell

Page 32: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

18

3.6.2 Pengujian Tarik

Untuk pengujian tarik, mesin yang digunakan adalah mesin uji tarik.

Mesin uji tarik yang dipergunakan dapat dilihat pada Gambar 3.3. Dari data-data

pengujian tarik dapat diperoleh kekuatan tarik rata-rata bahan yang diuji. Benda

uji yang dipakai harus dibuat sedemikian rupa agar pada proses pengujian ini

didapat hasil yang diinginkan. Untuk mengetahui benda uji pengujian tarik dapat

dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Benda Uji Pengujian Tarik

Untuk menentukan ukuran benda uji tarik dapat digunakan persamaan 1. Dimana

dapat ditentukan faktor pembandingnya (Djapri,S., 1998)

Lo = 4,5 Ao ………………………………………………..(3)

Keterangan Lo = Panjang ukur (mm),

Ao = Luas penampang mula-mula

= lebar x Tebal benda Uji (mm)

Page 33: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

19

Gambar 3.3 Alat Uji Tarik

Page 34: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

20

3.6.3 Pengamatan Struktur Mikro

Pengamatan ini dimaksudkan guna mengetahui struktur mikro bahan hasil

coran, baik butiran maupun struktur kristalnya. Lewat pengamatan struktur mikro

dapat dilihat perubahan-perubahan yang terjadi serta pengaruh perubahan struktur

mikro terhadap kekuatan tarik maupun kekerasan bahan. Alat yang dipergunakan

berupa mikroskop metalography. Gambar dapat dilihat pada gambar 3.4.

Gambar 3.4 Mikroskop Metalography

Page 35: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

21

3.6.4 Pengamatan Porositas

Pengujian porositas berfungsi untuk mengatuhui tingkat porositas bahan.

Porositas bahan terjadi karena banyak hal. Diantaranya keisinya rongga coran oleh

gas-gas sehingga menyebabkan terjadinya lubang-lubang kecil pada coran.

Porositasa bahan juga berpengaruh pada tingkat kekerasan bahan. Semakin sedikit

porositas yang terjadi semakin bagu struktur butiran hasil coran. Untuk

mengetahui tingkat porositas bahan dapat kita foto menggunakan mikroskop

metalography.

Page 36: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

22

3.8 Diagram Alir Penelitian

Untuk mengetahui proses penelitian dapat dilihat pada diagram alir seperti

terlihat pada gambar.

Gambar 3.5 Diagram alir penelitian bahan

Al-Si(5% Cu)

Struktur mikroUji kekerasanPorositas

Al-Si

Al-Si(4,5% Cu)

Al-Si(3% Cu)

Al-Si(2% Cu)

Al-Si( 0% Cu)

Aging selama 12 jam,24 jam, 36 jam

Kesimpulan

Uji tarik

Page 37: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

23

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Kekuatan tarik bahan (rata-rata)

Dari data-data hasil pengujian tarik dapat diperoleh kekuatan tarik rata-rata

bahan. Berikut ini grafik batang rata-rata hasil kekeuatan tarik

Gambar 4.1 Grafik kekuatan tarik bahan

Dari gambar diperoleh paduan Al-Si (0% Cu) memiliki kekuatan tarik

yang paling tinggi. Paduan Al-Si dengan penambahan paduan variasi Cu (2%-5%)

ternyata menyebabkan terjadinya penurunan kekuatan tariknya. Hal ini dapat

dilihat dari perubahan struktur mikronya, dimana kepadatan butiran Al-Cu lebih

sedikit. Akan tetapi pada variasi Cu (3% Cu), justru cenderung naik dikarenakan

butiran Al-Cu cenderung lebih banyak dan lebih rapat.

0

2

4

68

10

1214

16

0 2 3 4,5 5

kandungan Cu (%)

keku

atan

tari

k(k

g/m

m2)

Page 38: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

24

4.2 Uji Kekerasan

Dari data-data pengujian kekerasan dapat diperoleh grafik sebagaimana

berikut.

0102030405060708090

1 2 3 4 5

kandungan Cu (%)

angk

ake

kera

san

bah

an(B

HN

)

4,50

Gambar 4.2 Hasil Uji Kekerasan (rata-rata)

Dengan bertitik tolak dari hasil penelitian, dapat diambil analisa sebagai

berikut : Al-Si dengan 0% Cu mempunyai angka kekerasan 51 BHN sedangkan

dengan penambahan Cu mengalami kenaikan kekerasan dimulai dari 52 BHN

pada penambahan 2 % Cu, 70 BHN pada 3 % Cu, 77 BHN pada 4,5 % Cu,

sedangkan pada 5% Cu terjadi sedikit penurunan kekerasan yaitu pad angka 75,48

BHN. Variasi Cu mempengaruhi tingkat kekerasan bahan. Hal ini dibuktikan

dengan penambahan Cu angka kekerasan bahan mengalami peningkatan. Pada

presentase penambahan Cu 4,5 % mempunyai tingkat kekerasan paling tinggi

dengan angka BHN 77. sehingga dapat diambil kesimpulan A-Si yang

mempunyai tingkat kekerasan paling tinggi adalah paduan dengan 4,5 % Cu. Hal

Page 39: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

25

ini dapat dilihat pula dari foto struktur mikronya dimana paduan Al-Si 4,5 % Cu

mempunyai bentuk struktur mikro yang berbeda

4.3 Pengamatan Struktur Mikro

Dari hasil pengamatan struktur mikro diperoleh gambar sebagaimana

berikut :

200µ

Gambar 4.3 Struktur mikro Al-Si (0% Cu)

200µ

Gambar 4.4 Struktur mikro Al-Si (2% Cu)

Page 40: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

26

200µ

Gambar 4.5 Struktur mikro Al-Si (3% Cu)

200µ

Gambar 4.6 Struktur mikro Al-Si (4,5 % Cu)

200µ

Gambar 4.7 Struktur mikro Al-Si (5% Cu)

Page 41: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

27

Dari uji struktur mikro yang dilakukan, penambahan kadar tembaga

menghasilkan perubahan struktur mikro. Dalam gambar 4.4 sampai gambar 4.8,

bagian yang berwarna hitam atau gelap adalah unsur Al-Si, sedangkan bagian

yang berwarna cerah adalah unsur Cu. Karena hanya prosentase unsur paduan saja

yang berbeda maka struktur mikro yang dihasilkan juga hampir sama, yang

berbeda hanya prosentase struktur butiran kristal yang dihasilkan. Struktur butiran

yang dihasilkan menentukan sifat fisis dan mekanis Paduan Al-Si-Cu.

4.4 Pengamatan Porositas

Gambar 4.8 Grafik uji porositas bahan

Pada pengujian porositas tidak terlalu signifikan. Porositas bahan terjadi

karena banyak faktor. Terutama pada proses penuangan hasil coran terdapat gas-

gas yang mengisi rongga coran, sehingga menyebabkan terjadinya rongga-rongga.

Dalam penelitian kali ini pada coran Al-Si (3 % Cu) mengalami porositas yang

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5

kandungan Cu

poro

sita

s

0 4,5

Page 42: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

28

paling besar. Porositas sedikit banyak berpengaruh pada kekuatan tarik dan

kekerasan bahan. Semakin kecil porositas bahan semakin rapat struktur bahan.

4.5 Proses Aging Pada Paduan Al-Si (4,5 % Cu)

Pengujian pada paduan ini berupa uji kekerasan bahan dan pengamatan

hasil struktur mikro. Proses aging ini dilakukan sebanyak 3x, yaitu : proses aging

12 jam, 24 jam, dan 36 jam. Hal ini dilakukan untuk mengetahui perubahan

paduan Al-SI (4,5 % Cu) melalui proses aging.

65707580

859095

1 2 3 4

waktu aging (jam)

ang

kake

kera

san

bah

an

(BH

N)

12 240 36

Gambar 4.9 Hasil Uji kekerasan Al-Si (4,5 %) Cu dengan proses aging

Dilihat dari hasil kekerasan bahan, angka BHN yang diahasilkan berbeda-

beda. Pada proses aging 12 jam didapat angka BHN 85,41, sedangkan pada proses

aging 24 jam didapat angka BHN 86,67 dan pada proses aging 36 jam angka BHN

yang diperoleh adalah 92,45. Bandingkan dengan angka kekerasan bahan tanpa

aging yang mempunyai angka kekerasan BHN 77,31. Semakin lama waktu aging

Page 43: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

29

yang dilakukan membuat kekerasan bahan meningkat, sehingga dapat

disimpulkan proses aging mempengaruhi tingkat kekerasan bahan..

4.6 Pengamatan Porositas Al-Si (4,5% Cu) pasca aging

Gambar 4.10 Grafik Porositas Al-Si (4,5% Cu) pasca aging

Setelah dilakukan proses aging terjadi sedikit perubahan pada gambar

4.10. Proses aging tidak terlalu berpengaruh secara signifikan terhadap perubahan

porositas bahan. Akan tetapi proses aging mempengaruhi sift-sifat yang lain.

2.

2.1

2.

2.2

2.

2.3

2.

0 12 24 36

waktu aging (jam)

po

rosi

tas

Page 44: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

30

4.7 Pengamatan Struktur Mikro Hasil Aging

200µ

Gambar 4.11 Struktur mikro Al-Si (4,5% Cu), waktu aging 12 jam

200µ

Gambar 4.12 Struktur mikro Al-Si (4,5% Cu), waktu aging 24 jam

200µ

Gambar 4.13 Struktur mikro Al-Si (4,5% Cu), waktu aging 36 jam

Page 45: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

31

Dari gambar hasil pengujian terjadi perubahan struktur mikro karena

pengaruh aging. Struktur mikro bahan dalam gambar 4.9 sampai gambar 4.11,

bagian yang berwarna hitam atau gelap adalah unsur Al-Si, sedangkan bagian

yang berwarna cerah adalah unsur Cu. Karena mengalami perlakuan aging terjadi

perubahan butiran kristal, dimana struktur butiran yang dihasilkan menentukan

sifat fisis dan mekanis Paduan Al-Si-Cu. Dalam hal ini perubahan struktur kristal

menyebabkan angka kekerasan bahan yang dihasilkan meningkat, dibandingkan

angka kekerasan bahan tanpa mengalami perlakuan aging.

Page 46: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

32

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian beberapa pengujian yang telah dilakukan dapat ditarik

kesimpulan sebagai berikut

1. Kekuatan tarik tertinggi terjadi pada aluminium dengan

penambahan kadar cu 3% yaitu sebesar 15,1 kg/mm.

2. Kekerasan bahan yang paling tinggi diperoleh pada paduan Al-Cu

dengan presentase Cu 4,5% perlakuan aging pada variasi waktu 36

jam yaitu sebesar 92 BHN.

3. Perubahan struktur mikro mulai terlihat setelah aluminium diberi

penambahan presentase Cu 2%. Struktur mikro bahan yang paling

berbeda terlihat pada campuran Al-Cu 4,5 % yg mana struktur

butiran kristalnya mengalami perubahan cukup signifikan. Struktur

mikro bahan menjadi lebih rapat, yang mana kerapatan butiran

menjadi indikasi tingkat kekerasan dan kekuatan tarik yang lebih

baik

5.2 Saran

Dari hasil-hasil benda coran, benda uji, data-data yang diperoleh dari hasil

pengujian dengan ini penulis menyarankan :

1. Untuk memperoleh hasil coran yang baik, seharusnya aluminium

yang akan di cor dipotong kecil-kecil, agar proses peleburan lebih

Page 47: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

33

cepat. semakin cepat proses peleburan akan mempersingkat waktu,

serta material pendukung dalam proses peleburan.

2. Untuk menggunakan cetakan logam yang terdapat di dalam Lab

Teknologi Mekanik USD, sebaiknya cetakan tersebut di perbaiki

lagi, karena posisi serta bentuk cetakan yang tidak presisi membuat

hasil coran merembes keluar, yang menyebabkan perubahan

bentuk hasil coran.

3. Pembersihan terak dan kotoran saat proses berlangsung sangat

penting, agar kotoran dan terak tidak ikut masuk dalam cetakan

yang menyebabkan hasil coran tidak bagus.

4. Pada saat peleburan sebaiknya cetakan juga ikut dipanaskan, agar

saat logam cair dituang tidak langsung membeku karena bisa

membuat hasil coran buruk atau gagal

Page 48: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

34

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2006, Panduan Praktikum Ilmu Logam, Lab Ilmu logam, FST.USD,Yogyakarta

Djapri, S.,1998, Metalurgi Mekanik, Erlangga, Jakarta

Suroto, A., Sudibyo, B., 2000, Ilmu Logam dan Metalurgy, ATMI, Surakarta

Surdia,T. Chijiiwa,K. 2000, Teknik Pengecoran Logam, P.T. Pradnya Paramitha,Jakarta

Surdia,T. Saito,S., 1999, Pengetahuan Bahan Teknik, P.T. Pradnya Paramitha,Jakarta

Yuliono,Y.,2006, Pengaruh Aging Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Paduan Al-Si-Cu, skripsi, TM USD, Yogyakarta (tidak dipublikasikan)

Page 49: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

LAMPIRAN

Page 50: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

Gambar. Material sebelum dicor

Page 51: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

Gambar. Kompressor

Gambar. Termokopel

Page 52: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

Gambar. Burner

Gambar. Tungku pembakaran

Page 53: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

Gambar. Kompor

Gambar. Cetakan logam

Page 54: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

Gambar. Palu,obeng,kunci,tang penjepit,gergaji

Gambar. Peleburan material

Page 55: KARAKTERISTIK SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu ...1].pdf · Salah satu ciri logam non ferro adalah jika suatu logam non ... perlengkapan bidang kimia, ... lebih halus dan menyebabkan

Gambar. Pembersihan kerak cat

Gambar. Penuangan hasil coran kedalam cetakan