pen g ar uh proses chemical milling terhadap...

6
Pengaruh Proses Chemical Milling Terhadap Sifat Flsls dan Mekanls AI 2024-T3 (Jamasrl) PEN GARUH PROSES CHEMICAL MILLING TERHADAP SIFAT FISIS DAN ME KANIS A12024-T3 JamasriI, Suparjol IJurnsan Teknik Mesin Fakultas Teknik UGM, JI. Grafika 2 Yogyakarta 55281. 2Karyasiswa S2 Program Studi Teknik Mesin UGM, JI Teknika Utara Yogyakarta 55281 ABSTRAK PENGARUH PROSES CHEMICAL MILLING TERHADAP SIF AT-SIF AT FISIS DAN MEKANIS AI 2024-T3. Riset ini meneliti pengaruh proses chemical milling (CHM) terhadap sifat fisis dan mekanis paduan aluminium AL 2024- T3. Bahan etsa yang digunakan dalam riset ini adalah larutan NaOH + Na2S+ HzO dan HCI + HNO). Larutan pertama dibuat satu macam konsentrasi, sedangkan larutan kedua dibuat 4 macam konsentrasi, yaitu 1:2,2:3, I: 1daD 3:2. lumlah spesimen yang dietsa masing-masing 4 buah, 2 buah untuk untuk etsa satu sisi daD2 buah untuk etsa 2 sisi. Proses CHM dilakukan pads sebuah bale etsa untuk waktu tertentu tergantung dari jenis solusinya, sehingga ketebalan spesimen berkurang dari 1,6mm menjadi 1mID.Hasil pengukuran menunjukkan bahwa solusi pertama mempunyai kekasaran yang paling rendah dibanding dengan solusi kedua. Khusus pads solusi ke 2,konsentrasi 1:2 mempunyai kehalusan paling baik dibanding konsentrasi yang lain. Kekerasan, tegangan tarik daDlaju perambatan retak dari produk CHM kemudian diukur. Uji kekerasan dilakukan pads Skala BRockwell (HRB) dengan beban 980 N. Hasil uji menunjukkan bahwa proses CHM menurunkan kekerasan bahan sekitar 3,7% daD7,2% masing-masing untuk etsa satu sisi daDduBsisi.. Uji tarik dilakukan pads mesin uji servo hidraulik. Proses CHM mengakibatkan tegangan tarik maksimum daDtegangan luluh turnn sekitar 2,1% daD3,8% masing-masing untuk etsa satu sisi daDduBsisi. Spesimen beretak juga diuji pada mesin uji servo hidraulik denga level tegangan 20% daD rasio tegangan (R) 0,3. Pertambahan retak dimonitor dengan dua bush travelling microscope yang digunakan untuk setiap ujung retak. Rerata dari data pertambahan retak kemudian diplot terhadap besamya siklus pada skala log penuh. Dari kurva-kurva tersebut menunjukkan bahwa laju perambatan retak spesimen CHM naik yang ditunjukkan oleh kenaikan harga eksponensial (n) dari Hukum Paris masing-masing 1,6% daD5,2% untuk etsa satu sisi daDdua sisi. ABSTRACT THE EFFECT OF CHEMICAL MILLING PROCESSES TO THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF AL 2024-T3. This research investigated the effect of chemical milling (CHM) processes to the physical and mechanical properties of aluminum alloys AI 2024-n. The etchants used in this research were NaOH + NRzS+ HzOand HCI + HNO] solutions. The first solution was made for one concentration, and the second solution was 4 concentrations, namely 1:2, 2:3, t: I, and 3:2. The number of specimens to be etched for each concentartions was 4 pieces, 2 pieces for one side etching and 2 pieces for two side etching. The CHM process was performed in an etchant reservoir for certain time depending on the type of solution, so that the thickness of specimen decreased from 1.6 mm to 1 mID.The measurement results showed that the first solution has lower roughness compared to the second one, and the 1 : 2 concentration was the finest one among the other concentration in the second solution. Hardness, tensile stress, and crack growth rate ofthe CHM products were then measured. The hardness testing was performed in a Rockwell B scale (HRB) under 980 N load. The experimental result shows that the CHM process decreases the hardness number, approximately 3.7% and 7.2% for one side and two side etching, respectively. The tensile test was conducted in a servo hydraulics testing machine. Due to the CHM process, the ultimate and yield stresses also decrease 2.1% and 3.8% for one side and two side etching, respectively. The cracked specimens were also tested in a servo hydraulics testing machine under 20% stress level and stress ratio (R) of 0.3. The crack extension was monitored using two travelling microscopes which were used for each crack tip. The average of each extension data was then plotted against the respective cycle in full log scale. From the curves, it shows that the crack growth rate is reasonably increased, which is indicated by the increase ofthe exponential value (n) of Paris law, namely 1.6% and 5.2% for one side and. two side etching, respectively. Kata kuncl: Proses chemical milling, sifat fisis daD mekanis, etsa, l!\iu perambatan retak PENDAHULUAN sebagainya. Tetapi untuk komponen-komponen tertentu, misalnya badan pesawat(fuselage) stan sayap pesawat (wing skin), pengerjaan dengan mesin tradisional tidak memungkinkan, karena bentuknya yang tipis clan lebar. Seisin mesin hams mempunyai meja (bed) yang lebar, Pads umumnya, komponen-komponen pesawat terbang dikerjakan dengan menggunakan proses permesinan biasa alan mesin tradisional (traditional machining), misalnya milling, turning, shaping, dan ~.- 11-7-.-

Upload: vuongtu

Post on 09-Mar-2019

220 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: PEN G AR UH PROSES CHEMICAL MILLING TERHADAP …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-1999-1-117.pdf · sebuah bale etsa untuk waktu tertentu tergantung dari jenis solusinya,

Pengaruh Proses Chemical Milling Terhadap Sifat Flsls dan Mekanls AI 2024-T3 (Jamasrl)

PEN GARUH PROSES CHEMICAL MILLINGTERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS A12024-T3

JamasriI, SuparjolIJurnsan Teknik Mesin Fakultas Teknik UGM, JI. Grafika 2 Yogyakarta 55281.

2Karyasiswa S2 Program Studi Teknik Mesin UGM, JI Teknika Utara Yogyakarta 55281

ABSTRAK

PENGARUH PROSES CHEMICAL MILLING TERHADAP SIFAT-SIF AT FISIS DAN MEKANIS AI 2024-T3.Riset ini meneliti pengaruh proses chemical milling (CHM) terhadap sifat fisis dan mekanis paduan aluminium AL 2024-T3.Bahan etsa yang digunakan dalam riset ini adalah larutan NaOH + Na2S+ HzOdan HCI + HNO). Larutan pertama dibuat satumacam konsentrasi, sedangkan larutan kedua dibuat 4 macam konsentrasi, yaitu 1:2,2:3, I: 1daD3:2. lumlah spesimen yangdietsa masing-masing 4 buah, 2 buah untuk untuk etsa satu sisi daD2 buah untuk etsa 2 sisi. Proses CHM dilakukan padssebuah bale etsa untuk waktu tertentu tergantung dari jenis solusinya, sehingga ketebalan spesimen berkurang dari 1,6mmmenjadi 1mID.Hasil pengukuran menunjukkan bahwa solusi pertama mempunyai kekasaran yang paling rendah dibandingdengan solusi kedua. Khusus pads solusi ke 2,konsentrasi 1:2 mempunyai kehalusan paling baik dibanding konsentrasi yanglain. Kekerasan, tegangan tarik daDlaju perambatan retak dari produk CHM kemudian diukur. Uji kekerasan dilakukan padsSkala BRockwell (HRB) dengan beban 980 N. Hasil uji menunjukkan bahwa proses CHM menurunkan kekerasan bahansekitar 3,7% daD7,2% masing-masing untuk etsa satu sisi daDduBsisi.. Uji tarik dilakukan pads mesin uji servo hidraulik.Proses CHM mengakibatkan tegangan tarik maksimum daDtegangan luluh turnn sekitar 2,1% daD3,8% masing-masing untuketsa satu sisi daDduBsisi. Spesimen beretak juga diuji pada mesin uji servo hidraulik denga level tegangan 20% daDrasiotegangan (R) 0,3. Pertambahan retak dimonitor dengan dua bush travelling microscope yang digunakan untuk setiap ujungretak. Rerata dari data pertambahan retak kemudian diplot terhadap besamya siklus pada skala log penuh. Dari kurva-kurvatersebut menunjukkan bahwa laju perambatan retak spesimen CHM naik yang ditunjukkan oleh kenaikan harga eksponensial(n) dari Hukum Paris masing-masing 1,6% daD5,2% untuk etsa satu sisi daDdua sisi.

ABSTRACT

THE EFFECT OF CHEMICAL MILLING PROCESSES TO THE PHYSICAL AND MECHANICALPROPERTIES OF AL 2024-T3. This research investigated the effect of chemical milling (CHM) processes to the physicaland mechanical properties of aluminum alloys AI 2024-n. The etchants used in this research were NaOH + NRzS+ HzO andHCI + HNO] solutions. The first solution was made for one concentration, and the second solution was 4 concentrations,namely 1:2, 2:3, t: I, and 3:2. The number of specimens to be etched for each concentartions was 4 pieces, 2 pieces for one sideetching and 2 pieces for two side etching. The CHM process was performed in an etchant reservoir for certain time dependingon the type of solution, so that the thickness of specimen decreased from 1.6 mm to 1 mID.The measurement results showedthat the first solution has lower roughness compared to the second one, and the 1 : 2 concentration was the finest one amongthe other concentration in the second solution. Hardness, tensile stress, and crack growth rate ofthe CHM products were thenmeasured. The hardness testing was performed in a Rockwell B scale (HRB) under 980 N load. The experimental result showsthat the CHM process decreases the hardness number, approximately 3.7% and 7.2% for one side and two side etching,respectively. The tensile test was conducted in a servo hydraulics testing machine. Due to the CHM process, the ultimate andyield stresses also decrease 2.1% and 3.8% for one side and two side etching, respectively. The cracked specimens were alsotested in a servo hydraulics testing machine under 20% stress level and stress ratio (R) of 0.3. The crack extension wasmonitored using two travelling microscopes which were used for each crack tip. The average of each extension data was thenplotted against the respective cycle in full log scale. From the curves, it shows that the crack growth rate is reasonablyincreased, which is indicated by the increase ofthe exponential value (n) of Paris law, namely 1.6% and 5.2% for one side and.two side etching, respectively.

Kata kuncl: Proses chemical milling, sifat fisis daD mekanis, etsa, l!\iu perambatan retak

PENDAHULUANsebagainya. Tetapi untuk komponen-komponen tertentu,misalnya badan pesawat(fuselage) stan sayap pesawat(wing skin), pengerjaan dengan mesin tradisional tidakmemungkinkan, karena bentuknya yang tipis clan lebar.Seisin mesin hams mempunyai meja (bed) yang lebar,

Pads umumnya, komponen-komponen pesawatterbang dikerjakan dengan menggunakan prosespermesinan biasa alan mesin tradisional (traditionalmachining), misalnya milling, turning, shaping, dan

~.-

11-7-.-

Page 2: PEN G AR UH PROSES CHEMICAL MILLING TERHADAP …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-1999-1-117.pdf · sebuah bale etsa untuk waktu tertentu tergantung dari jenis solusinya,

Prosiding Pertemuan Ilmiah Ilmu Pengetahuan dun Teknologi Bahan '99Serpong, 19 -10 Oktober 1999 ISSN 1411-1113

kemungkinanjuga komponen akan mengalami peleng-kungan (distorsi). Oleh karena itu untuk kompo-nenseperti ini, pengerjaan yang paling tepat adalahmenggunakan mesin non-tradisional (non-traditionalmachining), misalnya saja proses chemical milling(CHM). Chemical milling (CHM) adalah prosespemotongan/pengikisan logam dengan eara meneelup-kan logamtersebut ke dalam tarutaokimiatertentu (yangdisebut tarutao etsa).

Emi Sulistyanti, dkk. [l,2] teJah melakukanpenelitiantentangsifatfatikmaterialAI-2024T3 Claddingakibat proses CHM. Variabel yang digunakan adalahkedalaman daD banyaknya pengikisan. Kedalamanpengikisan yang dilakukan adalah 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4mm, 0,6 mm, daD0,8 mm, serta banyaknya pengikisanadalah I, 2 daD 3 tingkat. Dari pengukuran diperolehbahwa permukaan paling halus terjadi pada kedalamanpengikisan antara 0,3 mm daD0,4 mm. Hasil pengujianmenunjukkan bahwa umur fatik tidak dipengaruhi olehkekasaran, tetapi oleh banyaknya tingkat pengikisan.Semakin banyak tingkat pengikisan untuk kedalamanyang sarna temyata memberikan umur fatik yang lebihpanjang.

TUJUAN PENELITIAN

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahuipengaruh proses CHM terhadap sifat fisis daDmekanis,yang meliputi kekasaran, kekuatan tarik daD lajuperambatan retak.

LANDASAN TEORI

Proses CHM dapat dilakukan dengan langkah-langkah seperti pada Gambar I. Lapisanlmaskan yangdigunakan dalam proses masking adalah bahanelastomer yangmudah melekatdaDtahanterhadapreaksikimia sertapanas,misalnya sajaneoprene,polyvinilehlo-ride, atau polimer lainnya. Sedangkan dalam prosesetching, tarutao etsa yang digunakan dapat berbentukasamataubasa(alkali).DalampenelitianinimenggunakaneampuranNaOH + Na2S+ HP (basa)dan eampuranHCI+ ANO)(asam).

ProsesCHM dilakukandengan earnmeneelupkanspesimen ke dalam tarutao etsa selama waktu tertentutergantung dari jenis tarutao, sehingga meneapai tebalyang diinginkan. Pada saat proses pengikisan (etching)akan timbul panas akibat adanya reaksi antara tarutaoetsa dengan bahan spesimen, namun suhu yang timbultidak terlalu tinggi sehingga tidak merusak bahan.Kemudian setelah waktu tertentu, spesimen langsungdicelupkan ke dalam air untuk dibersihkan (prosesrinsing).

Pemotonganlpengikisan yang terjadi pada prosesCHM diakibatkan oleh karena adanya serangan kimia

Gamba, 1. Tahapan-tahapan proses

(chemical attack) pada permukaan butiran itu sendiri,atau pada batas butiran, dengan keeepatan reaksi yangberbeda [3].

Selain mengakibatkan kekasaran, proses CHMjuga dapat mengakibatkan terserapnya atom hidrogendalam permukaan logam tersebut. Terserapnya atomhidrogen akan menyebabkan penggetasan hidrogen(hydrogen embrittlement) yang akhimya permukaanmenjadi keras/getas, sehingga akan mengurangi umurfatiknya.

Gamba, 2. Mekanisme pengikisan pads proses CHM

METODE PENELITIAN

Spesimen yang digunakan dalam penelitian iniadalah paduan aluminium AI-2024 T3 (bare) denganketebalan1,6mm.Paduantersebutmempunyaikomposisikimia: AI- 4,5% Cu, 1,5% Mg, daD0,6%Mn, dengantegangan tarik maksimum (ultimate stress) 485 MPa,tegangan luluh (yield stress) 345 MPa, daD moduluselastisitas77 GPa.JalannyapenelitianctapatdilihatsepertipactaGambar3.

I Proses H ~kuran 1-1 Pengukuron H~kuron ~ChemicalMIlling aching raJe Pelenglamgan KeIw....

Gambar 3. Diagramjalannya penelitian

Proses CHM daD pengukuran etching rate

Larutan etsa yang digunakan dalam proses CHMadalah eampuran NaOH + Na2S+ HP (Iarutao I) daDeampuranHCI+ANO)(larutanII).Larutanpertamadibuatsatu variasi konsentrasi/perbandingan, yaitu dalam 100liter terdapat 15kg NaOH daD1,5kg Na2S,.Sedangkanlarutankedua dibuat4 variasikonsentrasi/perbandingan,yaitu 1:2(larutanIIA),2:3 (larutanlIB), I: I (larutaolIe),daD 3:2 (larutan lID). Dalam setiap proses etching(pengikisan),jumlah spesimenyang digunakan4 keping,yaitu 2kepinguntukpengikisan I sisi daD2 kepinguntukpengikisan 2 sisi, yang masing-masing berukuran 125x320 mm. Proses pengikisan dilakukan dengan caramencelupkan spesimen ke dalam tarutao selama waktutertentu tergantung darijenis larutannya, sehingga tebal

118

Page 3: PEN G AR UH PROSES CHEMICAL MILLING TERHADAP …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-1999-1-117.pdf · sebuah bale etsa untuk waktu tertentu tergantung dari jenis solusinya,

Pengaruh Proses Chemical Milling Terhadap Sifat Fisis don Mekanis AI2024-TJ (Jamasri)

spesimen menjadi :I: 1 mm (tebal awal :1:1,6mm).Pengukuran etching rate (laju pengikisan) dapatdilakukan dengan cara mengukur tebal akhir spesimen.Etching rate adalah kedalaman pengikisan setiap satuanwaktu.Kedalamanpengikisanadalahtebalawaldikurangitebal akhir spesimen.

Pengukuran kekasaran daD kekerasan

Pengukurankekasarandilakukandenganmenggu-nakan Surface Roughness Tester merek SURFCOME120A. Pengukuran dilakukan dengan panjang lintasan(tracing length) 4 mm, perbesaran vertikal (V-Magni-fication) 1000 X, clan perbesaran horisontal (H-Magnification) lOX. Kemudianpengu-kuran kekerasandilakukan dengan menggunakan Universal HardnessTester merek KARL FRANK GmbH. Pengukurandilakukan dengan skala Rockwell B (HRB) clanbeban980N.

Pengukuran pelengkungan (distorsi) dilakukandengan menggunakan surface plate (platlmeja perala),jangka sarong, clan high gage, yaitu dengan carameletakkan spesimen yang telah diproses CHM di alassurface plate, clan mengukur tinggi pelengkungannyadengan menggunakan high gage.

Pengujian tatik statis daDperambatan retak

Pengujian tarik statis dilakukan dengan menggu-DakaR mesin servopulser hidrolik merek SHIMADZU,dengan berdasarkan standar ASTM B557M-91. Daripenguj ian tersebut akan didapat grafik yang menyatakanhubungan antara beban clan pertambahan panjang.

Pengujian perambatan retak juga dilakukandengan menggunakan mesin yang sarna, denganberdasarkan standar ASTM E 647-91.Spesimen yang

digunakan berbentuk retak ditengah (through-thicknesscentre crack), dengan ukuran 100 x 300 mm clanukuranretak 0,3 x 10 mm. Pengujian dilakukan pada stress level

20% (terhadap tegangan luluh) clan stress ratio (R) 0,3.Dari pengujian akan didapat data panjang retak danjumlahsiklus pada tiap-tiap panjang retak tersebut. Pembuatankurva dilakukan dengan metode polinomial pertambahan(incremental polynomial methode) sesuai AppendixASTME-647.

BASIL DAN PEMBABASAN

Etching rate daD Kekasaran

Dari Gambar4 dapatdiketahuibahwa etchingratepaling besar terjadi pada larutan etsa jenis lID, yaitucampuran HCI+ HNO] dengan konsentrasi 3 :2. Hal initetjadi oleh karena larutan tersebut mempunyai konsen-tragi aquaregia yang paling besar, alan konsentrasiHNO] paling kecil. Sedang etching rate terkecil terjadipada larutan etsa jenis IIA, karena mempunyai konsen-tragiHNO] paling besar (lihat tabell).

Tabell Konsentrasi HNO) yang tersisa pada larutan etsa'ems

HCL:~

,...,,60cQ) 50EE40::J';;30-III

20CI

.5 10:§w 0

IIA liB IIC

Jenis larutan

liD

Gambar 4. Grafik etching rate vs. jenis larutan

Dari Gambar 5 dapat dilihat bahwa permukaanpaling halos terjadi pada larutan etsa jenis I. Hal inidiakibatkan olehkarena reaksi yang terjadi bersifat basa,clanjuga karena adanya zat buffer (NazS)yang menjagareaksi tetapkonstan. Sedang untuk larutan II, permukaanpaling halos terjadi pada larutan etsa jenis IIA, karenalarutan tersebut mempunyai etching rate paling rendah.

3

E 2.52. 2c~ 1.5I/) 1

J11

~ 0.5

0

Kekerasan

0 IIA liB

Jenis larutan

IIC liD

Gambar 5. Grafik kekasaran (Ra) vs. jenis

Oari Gambar6a dapat diketahui bahwa prosesCHM juga dapat menurunkan angka kekerasan permu-kaan. Hal ini diperkuat dengan pengujian kekerasan mikro(micro hardness) yang dilakukan pada permukaanspesimen (Gambar 6b). Pengukuran kekerasan dilakukansetiap kedalaman 0, 1mm, sampai dengan kedalaman 0,8mm (bagian tengah spesimen). Semakin dalam permukaanmaka semakin rendah angka kekerasannya.

Penurunan tersebut menunjukkan tidak terja-

dinya hydrogen embritlement clan pengaruh pencucian

Page 4: PEN G AR UH PROSES CHEMICAL MILLING TERHADAP …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-1999-1-117.pdf · sebuah bale etsa untuk waktu tertentu tergantung dari jenis solusinya,

Pros/ding Pertemaan llmiah lima Pengetahuan dan Teknolog/ Bahan '99Serpong, 19-100ktober 1999 ISSN 14/1-1113

80

30

81 sisi

82 sisi

m 700::':I:~6051t! 50~~ 40

0 IIA liDDClIB

Janis larutan

Gamba, 6. (a) Grafik kekerasan (HRB) Ys.jenislarutan

N 150EE 140;;::~ 130-ffi 120f1)

~ 110CD.:.:.CD 100~

0 0.2 0,4 0,6 0.8 1

Kedalaman permukaan (mm)

Gamba, 6. (b) Grafik kekerasan YS.kedalaman

yang miripdengan prosesquench, karenakeduanyaakanmenyebabkan bertambahnya kekerasan permukaanspesimen. Penurunan ini sangat mungkin disebabkanoleh turunnya tegangan sisa pada spesimen.

PerIn diketahui bahwa bahan yang digunakanmerupakan basil proses pengerolan dingin. Setiappengerolan dingin akan menghasilkan tegangan sisayang berupa tegangan tekan pada bagian luar daDtarikpada bagian dalam bahan. Adanya tegangan tekan padabagian luar menyebabkan kekerasannya lebih tinggidibanding dengan bagian dalamnya.Denganterkikisnyabagian loaf spesimen tegangan tekan akan turun,sehingga kekerasannya juga akan turun.

Tegangan tarik

a. Pengaruh OTosesCHM

Hasil pengujian tarik terhadap raw materialmaupun bahan yang telah diproses CHM dapatdilihatpadatabel2. Dari tabelterlihatbahwategangantarik luluh spesimen raw material adalah 363 MPa,sedang tegangan tarik rata-rata spesimen yangdiproses CHM pengikisan 1 sisi adalah 355 Mpa(terjadi penurunan 2,1%), dan pengikisan 2 sisi 349Mpa (terjadi penurunan 3,8%). Hal ini dapat terjadi

oleh karena adanya pengikisan pada bagian loafspesimen. Dengan terkikisnya lapisan loaf makategangan sisa tekan akan berkurang, atau bahkanhilang. Pada pengikisan 1 sisi, tegangan sisa yangberkurang hanya pada 1 sisi. Sedangkan padapengikisan 2 sisi maka tegangan sisa yang berkurangjuga pada 2 sisi, sehingga tegangan tariknya lebihrendah.

Tabe. 1. Data basil pengujian tarik statis spesimen AI-2024

lsisi

DA2sisi I 1m

DCDD

1,151,030,961,01

12,5212,5

12,5212,5

14.4012.8812.0212.63

16,7716,1117.1216,07

478484491491

352350351356

b. Pengaruh ienis tarutao

Proses CHM dengan tarutao etsa jenis Imenghasilkan tegangan tarik luluh rata-rata adalah350 MPa,dan 354 MPa untuk larutaoetsajenis II. Jikadibandingkan dengan tegangan tarik spesimen rawmaterial maka tegangan tarik di atas masing-masingmengalami penurunan sekitar 3,5% daft 2,5%.Penurunan yang terjadi pada tarutao etsajenis I lebihbesar dari pads tarutao etsajenis II karena pengikisanyang terjadi pada tarutao jenis Ilebih besar daTipads .

lac.Jtanjenis II. Jika pengikisannya lebih besar makategangan sisa pada lapisan loaf spesimen semakinberkurang, sehingga kekuatan tariknyajuga semakinrendah.

Perambatan retak

Hasil uji perambatao retak dari semua spesimendibuatgrafikantaralajuperambataoretak(da/dN)denganperubahan faktor intensitas tegangan (DK). Dari grafikini kemudian ditentukan besarnya konstanta C daDn daripersamaan Paris [4]. Gambar 7 menunjukkan salah satukurva yang dimaksud untukjenis larutao liB, sedangkantabel 3 menunjukkan harga C daDn untuk semua jenisspesimen.

a. Pengaruh oroses CHM

Dari tabel3 terlihat bahwa harga n untuk rawmaterial adalah 2,91, sedangkan harga n rata-ratauntuk spesimen yang diproses CHM pengikisan 1sisi adalah 3,02, dan 3,06 untuk pengikisan 2 sisi. Inimenunjukkan adanya kenaikan laju perambatao retaksebesar 3,7% untuk pengikisan satu sisi daD 5,2%un .uk duBsisi. Hal ini disebabkan oleh karena proses

CHM mengakibatkan permukaan spesimen terkikis,sehingga tegangan sisa tekan pads permukaan

... . .. .....

.

. .

Page 5: PEN G AR UH PROSES CHEMICAL MILLING TERHADAP …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-1999-1-117.pdf · sebuah bale etsa untuk waktu tertentu tergantung dari jenis solusinya,

Pengaruh Proses Chemical Milling Terhadap Sifat Fisis don Mekanis Ai 2024-T3 (Jamasri)

,.....t0

It.....

II

t ,

t....., t.

.,.......tOO

Gamba, 7. Kurva da/dN-DK spesimen yang diprosesCHM dengan tarutao etsa jenis lIB

Tabel J. Data basil pengujian perambatan retak spesimenAI-2024 T3

berkurang atau hUang. Dengan berkurangnyategangan sisa tekan maka kekuatan spesimenterhadap beban dinamis juga berkurang. Padapengikisan I sisi, tegangan sisa yang berkuranghanya pada I sisi, sehingga laju perambatanretaknyalebih lambat dari pada pengikisan 2 sisi.

b.Pengaruhienislarutan

Dari tabel3 juga dapat diketahuibahwa hargan rata-ratasebesar2,96dan 3,06masing-masinguntuklarutao etsa jenis I dan II. Ini berarti bahwa tarutaoetsa jenis II mengakibatkan laju perambatan retakyang lebih cepat (5,1%) bila dibandingkan larutaoetsajenis I (1,6%). Perbedaan peningkataoini terjadioleh karena larutan etsa jenis I menghasHkanpermukaan yang lebih halus dari pada larutao jenisII. Semakin halus permukaan maka semakin lambatlaju perambatan retaknya.

c. Pen~aruh kekasaran

Dari grafik pada Gambar 8 dapat dilihatbahwa angka kekasaran (Ra) tidak terlalu berpengarnhterhadap konstaota Paris (n), untuk pengikisan I sisimaupun 2 sisi. Dari perhitungan didapat bahwa akibatproses CHM, peningkatao rata-rata konstaota Paris(n) adalah 3,7% untuk pengikisan I sisi daD 5,2%untuk pengikisan 2 sisi. Hasil ini juga sesuai denganbasil yang diperoleh peneliti sebelumnya [5,6]

3.5c:rJJ 3.0.~coa. 2.5.!i 2.0-rJJc: 1.5~

1.0

0

... .. .

1 2

Kekasaran Ra (urn)

3

(a)

3.5c:rJJ 3.0.~COa. 2.5CO-ffi 2.0-rJJ

g 1.5~

. . ... .

1.00 1 2

KekasaranRa (urn)

(b)

3

Gamba, B. Grafik konstanta Paris (n) Ys. kekasaran (Ra),(a) pengikisan 1 sisi daD (b) pengikisan 2 sisi

KESIMPULAN

Dari basil penelitian dan pembahasan makadapatdisimpulkan sebagaiberikut:1. Proses CHM meningkatkan kekasaran permukaan

pada paduan aluminium Al-2024 T3. Larutao etsajenis I menghasilkan permukaan yang lebih halusdari pada larutao etsa jenis II. Untuk larutao etsajenis II, permukaan paling halus terjadi padajenis IIA, yaitu campuran HCI+ HNO, dengan konsentrasi1:2.

2 Proses CHM dapat menurunkan tingkat kekerasanpermukaan pada paduan aluminium. Penurunantersebut diakibatkan oleh karena adanya pengikisanpada lapisan permukaan luar, sehingga semakindalampengikisanmaka semakinrendah angleakeke-rasannya. Penurunan anglea kekerasan tersebutadalah 3,9%untuk pengikisan I sisi,dan 7,2%untukpengikisan 2 sisi.

3. Proses CHMjuga menurunkan tegangan tarik luluh(yield stress) paduan aluminium Al-2024 n. Hasilpengukuran menunjukkan bahwa penurunan

Jq- 1Iris lion! u9m:n Kdcasr- AIjq .bttIit Ims..... Ia1mt Tdd Ld1r 8I(Ra) nWt IiIcIus C n

( ( ( (111ft)Raw 1,s6 100,73 0,2 8Z 2221'JO 1,8SQB.IO 2,91I 1,0 99,11> o,a 71,4 I 1,8IIIB-IO 2,91

DA 1,36 99,91 1,9 83 :m1l0 CQJB-IO 2,981- lIB 1,28 100,24 2,1 83 23II8SS 1,2J2B.tO 3,05

oc 1.31 99,91 81,2 Z1Z1«J 1,199B-IO 3,!1JJD> I,2B 99,98 8Z )0110 Uarn.10 30mI 0,88 loo,8J 0,8 67,5 9'.001 1,1mB-IO 2,'»

DA I,a; 99,99 1,9 83 n>J9S 1,199B-IO 3,012- lIB 1,01 100,30 2,1 79,4 217KO 1,252&10 3,10

OC 1,05 100,II> 2,3 81 2413«J 1,1I9B-10 3,(11JD> I,a; 99,98 28 84 2fXjII) (),95IIB-IO3,12

Page 6: PEN G AR UH PROSES CHEMICAL MILLING TERHADAP …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-1999-1-117.pdf · sebuah bale etsa untuk waktu tertentu tergantung dari jenis solusinya,

Proslding Pertemuan IlmJah llmu Pengetahuan dan Teknologl Bahan'99Serpong, 19-20 Oktober1999 ISSN 1411-2213

tersebut adalah sebesar 2,1% untuk pengikisan Isisi daD3,8% untuk pengikisan 2 sisi.

4. Dari pengujian perambatan retak diperoleh bahwaproses CHM dapat meningkatkan laju perambatanretak, yang ditandai adanya peningkatan hargakonstanta Paris (n). Besamya peningkatao tersebutadalah 3,7%untuk pengikisan 1sisidaD5,2%untukpengikisan2 sisi.Jenis larutaoetsajuga berpengaruhterhadap lajuperambatanretak.Jikadidasarkanpadaharga n raw material, maka peningkatan harga nuntuk tarutao jenis I adalah 1,6 % daD 5,1 untuklarutanjenis II.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis mengucapkan terimakasih kepada semuapihak yang telah memberikan membantunya, sehinggapenelitian ini dapat terlaksana dengan baik. Khususnyapemerintah Indonesia yang telah mendanai sepenuhnyamelaIuiRUTVt

DAFT AR PUST AKA

[1]. E. SULISTY ANTI DAN P. T ARIGAN, "Sifat Fatigue

Produk Chemical Milling Material AI-2024 T3Cladding",PMTPPT.IPTN, Bandung(1995).

[2]. E. SULISTYANTI, M. LUTFI, "Analisa ProdukChemical Milling material AI-2024 T3 Cladding",

PMTPPT. IPTN,Bandung(1996).[3].E.M.LANGWORlHY,"ChemicalMilling"Aerochem,

Inc.,USA(1986).[4]. D. BROEK, Elementary Engineering Fracture

Mechanics, Martinus Nijhoff Publisher, Dodrecht(Netherland),(1986).

[5]. S GUNGORANDL. EDWARDS,"Effectof surfacetextureon fatiguelife in squeezecast6082aluminumalloy", Fatigue & Fracture of EngineeringMaterials & Structure, 16(1993) 391.

[6].A. INCHEKELANDJ.E.TALIA,"Effectof scratcheson the fatiguebehaviour of an AI-Lialloy", Fatigue& Fracture of Engineering Materials & Structures,17(1994)501.