pengaruh korosi lingkungan pantai pada aluminium … · penelitian diawali dengan proses pengecoran...

i

PENGARUH KOROSI LINGKUNGAN PANTAI

PADA ALUMINIUM DENGAN PENAMBAHAN KOMPOSISI

8,5% SILIKON DAN 8% TEMBAGA

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1

Diajukan oleh

L. DERRY SATRIA PUTRA

NIM: 125214046

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

THE CORROSIVE IMPACT OF TROPICAL

COASTAL ENVIRONMENT TO ALUMINIUM WITH THE

ADDITION OF THE COMPOSITION OF 8,5% SILICON AND

8% COPPER

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik Degree

in Mechanical Engineering

by

L. DERRY SATRIA PUTRA

Student Number: 125214046

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016


iii


iv


v

PERNYATAAN

Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang

pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi,

dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang

pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam

naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 28 Juli 2016

L. Derry Satria Putra


vi

INTISARI

Pembangkit listrik tenaga angin adalah salah satu sumber energi dalam

gagasan proyek pembangkit listrik 35.000 megawatt. Bermula dari hal tersebut

penulis tergerak untuk meneliti material yang cocok untuk digunakan sebagai

sudu kincir angin di lingkungan pantai. Alternatif yang dipilih adalah paduan Al-

Si-Cu karena mempunyai sifat ringan, dapat dibentuk, ulet dan memiliki

ketahanan korosi yang baik. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh

penambahan komposisi 8,5% Si dan 8% Cu pada massa jenis, perubahan massa,

kekuatan tarik aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% Si dan 8% Cu.

Penelitian diawali dengan proses pengecoran aluminium dengan

penambahan 8,5% Si dan 8% Cu secara manual dan aluminium kondisi awal

sebagai pembanding. Spesimen yang sudah dicor akan mengalami proses

machining untuk dibentuk menjadi spesimen pengujian kekuatan tarik menurut

standar ASTM A370. Spesimen memiliki panjang ukur (G) 25 mm dan diameter

ukur (d) 6,25 mm. Data diperoleh dengan cara mencatat nilai massa dan massa

jenis spesimen sebelum diberi perlakuan korosi selama empat bulan di pinggir

Pantai Pelangi, Bantul, Yogyakarta. Setiap 30 hari, tiga spesimen diambil untuk

dicatat perubahan massanya dan diuji kekuatan tarik.

Melalui penelitian ini didapatkan hasil bahwa terjadi peningkatan massa

jenis pada aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% Si dan 8% Cu dari

2674,53 gr/dm3 menjadi 2947,28 gr/dm3. Produk korosi yang menempel pada

spesimen selama proses perlakuan korosi menyebabkan terjadinya pertambahan

massa pada aluminium kondisi awal sebesar 0,005 gram perbulannya sedangkan

pertambahan massa aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% Si dan 8%

Cu sebesar 0,012 gram perbulannya. Nilai kekuatan tarik rata-rata tertinggi

terdapat pada aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% Si dan 8% Cu

yaitu 13,58 kg/mm2 atau 133,11 MPa, lalu pada aluminium kondisi awal nilai

kekuatan tarik rata-rata tertinggi 11,50 kg/mm2 atau 112,71 MPa. Penurunan

kekuatan tarik selama empat bulan perlakuan korosi pada aluminium kondisi awal

rata-rata sebesar 75,45%, dari awal sebelum perlakuan korosi hingga pada bulan

keempat menjadi 27,67 MPa. Setelah aluminium kondisi awal diberi penambahan

komposisi 8,5% Si dan 8% Cu, memberikan hasil yang lebih baik dengan

penurunan nilai kekuatan tarik rata-rata sebesar 48,30% dari awal sebelum

perlakuan korosi hingga pada bulan keempat menjadi 68,82 Mpa.

Kata kunci: aluminium, massa jenis, kekuatan tarik.


vii

ABSTRACT

Wind power plant is one of energy sources in the concept of 35,000 MW

power plant projects. This point motivates the writer to examine suitable materials

to be used as the blades of windmills in coastal environments. The selected

alternative is an alloy of Al - Si - Cu because they have a mild nature, can be

formed, are tough, and have good corrosive resistance. The purpose of this study

is to determine the effect of addition 8.5 % Si and 8 % Cu composition on the

density, the mass changing, the tensile strength of aluminum with the addition of

the composition of 8.5 % Si and 8% Cu.

The study begins with the manual casting process of aluminium with the

addition of the composition of 8,5% Si dan 8% Cu and the aluminum as the

baseline for comparison. Specimens that have been casted underwent a machining

process to be formed into a testing specimen that has the tensile strength

according to ASTM A370 standard. The specimen has 25 mm gauge length (G)

and 6.25 mm diameter (d). The data is obtained by recording the value of the mass

and density of the specimen before the given corrosive treatment for four months

at the seashore of Pelangi Beach, Bantul, Yogyakarta. Every 30 days, three

specimens are taken to be noted to check the changing mass and tested tensile

strength.

The result of this study shows that there is an enhancement of density in

the aluminum with the addition of the composition of 8.5 % Si and 8 % Cu from

2698.51 gr / dm3 be 2864.16 gr / dm3. The corrosion products attached to the

specimen during the treatment process of corrosion there occurs a mass accretion

on aluminum from its initial conditions of 0.005 grams per month, while there is a

mass accretion of aluminum with the addition of the composition of 8.5 % Si and

8 % Cu is 0.012 grams per month. The highest average value of the tensile

strength in aluminum with the addition of the composition of 8.5 % Si and 8 % Cu

is 13.58 kg / mm2 or 133.11 Mpa; in the aluminum baseline, the highest average

value of tensile strength is 11.50 kg / mm2 or 112.71 MPa. The reduction of

tensile strength over the four months of corrosive treatment on aluminum initial

conditions is 75.45 % on average; from the beginning before the corrosive

treatment until the fourth month it becomes 27.67 MPa. After composition of

initial aluminum is added by 8.5 % Si and 8 % Cu, it gives better results with the

average reduction values of tensile strength by 48.30 % from the beginning

process, before corrosive treatment until the fourth month and it becomes 68.82

MPa.

Keywords: aluminum, density, tensile strength.


viii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta:

Nama : L. Derry Satria Putra

NIM : 125214046

Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta skripsi saya yang berjudul:

PENGARUH KOROSI LINGKUNGAN PANTAI PADA ALUMINIUM

DENGAN PENAMBAHAN KOMPOSISI 8,5% SILIKON DAN 8%

TEMBAGA

Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media

lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa

perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama

tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal: 28 Juli 2016

Yang menyatakan,

(L. Derry Satria Putra)


ix

KATA PENGANTAR

Dengan penuh rasa syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha

Esa, atas berkat dan kasih karunia-Nya yang melimpah, penulis dapat

menyelesaikan skripsi dengan baik serta lancar.

Selama melakukan penelitian, penulis telah menerima banyak bantuan

dalam bentuk materi maupun dukungan dari berbagai pihak yang peduli. Oleh

karena itu, pada kesempatan kali ini penulis akan menyampaikan rasa terimakasih

dan kebanggaan yang dalam kepada:

1. Sudi Mungkasi, PhD, Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Budi Setyahandana, S.T., M.T,. selaku dosen pembimbing, terimakasih untuk

bimbingan serta paradigma yang dicontohkan selama ini.

4. Dr. Drs. Vet. Asan Damanik, M.Si. selaku dosen pembimbing akademik.

5. Ertha Sriwidayanti, S.Sos., selaku orang tua dari penulis.

6. Anna Fitriati, S.Pd., M.Hum. selaku bulek yang senantiasa memberi

semangat dan dukungan.

7. L. Divanny Adi Nugroho selaku adik dari penulis yang memberikan

semangat dan dukungan.

8. Antonius Venno Senatio, Arnold Ardhika, Raditya Omegawan yang

senantiasa berjuang bersama dalam suka dan duka.

9. Teman-teman Teknik Mesin USD angkatan 2011, 2012, 2013, dan 2014 yang

tidak dapat disebutkan satu persatu.

10. Teman-teman Dewan Perwakilan Mahasiswa.

11. Keluarga Humas Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

12. Teman-teman komunitas One Faith Travelers.

13. Etheldreda Everest Norutama S.Farm. yang senantiasa memberi dukungan

dan semangat.


x

14. Bramanda Ryan yang senantiasa membantu dalam dukungan moral dan

rohani.

15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang

perlu diperbaiki dalam penyusunan skripsi, mengenai hal tersebut penulis

mengharapkan masukan dan kritik, serta saran yang bersifat membangun dari

berbagai pihak agar dapat menyempurnakan. Semoga skripsi ini dapat

bermanfaat, untuk penulis maupun pembaca. Terima kasih.

Yogyakarta, 28 Juli 2016

Penulis


xi

DAFTAR ISI

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

TITLE PAGE ..................................................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iv

HALAMAN P ERNYATAAN ........................................................................... v

INTISARI .......................................................................................................... vi

ABSTRACT ....................................................................................................... vii

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI .................................................. viii

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

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

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

DAFTAR GAMBAR .........................................................................................xviii

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xix

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 3

1.3 Tujuan ...................................................................................................... 3

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

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori ................................................................................................ 5

2.1.1 Aluminium ....................................................................................... 5

2.1.2 Sifat-Sifat Aluminium ..................................................................... 6

2.1.3 Paduan Aluminium .......................................................................... 8

2.1.4 Paduan Aluminium Utama .............................................................. 11


xii

2.1.4.1 Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg ......................................... 11

2.1.4.2 Paduan Al-Mn ................................................................. 12

2.1.4.3 Paduan Al-Si ................................................................... 13

2.1.4.4 Paduan Al-Mg-Zn ........................................................... 15

2.1.4.5 Paduan Aluminum Cor.................................................... 16

2.1.4.6 Pengaruh Unsur Paduan dalam Aluminium ................... 17

2.1.4.7 Paduan Al-Si-Cu ............................................................. 19

2.1.5 Pengujian Tarik ............................................................................... 21

2.1.6 Korosi .............................................................................................. 23

2.1.6.1 Korosi Merata ................................................................. 24

2.1.6.2 Korosi Galvanis............................................................... 24

2.1.6.3 Korosi Celah ................................................................... 25

2.1.6.4 Korosi Sumuran .............................................................. 26

2.1.6.5 Korosi Batas Butir ........................................................... 26

2.1.6.6 Korosi Retak Tegang ...................................................... 26

2.1.6.7 Korosi Erosi .................................................................... 27

2.1.6.8 Korosi Selektif ................................................................ 27

2.2 Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 28

2.2.1 Tegangan yang Bekerja pada Sudu Kincir ...................................... 28

2.2.2 Laju Korosi ...................................................................................... 29

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir ................................................................................................ 31

3.2 Bahan dan Alat Penelitian ........................................................................... 32

3.2.1 Bahan Penelitian .............................................................................. 32

3.2.2 Alat-alat Penelitian .......................................................................... 32

3.3 Proses Peleburan Logam dan Pengecoran ................................................... 35

3.3.1 Bahan Coran .................................................................................... 35

3.3.2 Alat-alat yang Digunakan ................................................................ 37

3.3.3 Proses Persiapan Pengecoran Logam .............................................. 44


xiii

3.3.4 Proses Peleburan dan Pengecoran Logam ....................................... 44

3.3.5 Pembongkaran Hasil Coran ............................................................. 45

3.4 Pembuatan Benda Uji .................................................................................. 46

3.5 Tahap Pengujian Bahan ............................................................................... 47

3.5.1 Pengujian Massa Jenis ..................................................................... 47

3.5.2 Pengujian Tegangan Tarik ............................................................... 48

3.5.3 Pengujian Korosi ............................................................................. 50

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian ....................................................................................... 53

4.1.1 Data Penelitian Pengujian Massa Jenis ........................................... 54

4.1.2 Data Penelitian Pengujian Tegangan Tarik ..................................... 57

4.1.3 Data Penelitian Pengujian Korosi .................................................... 59

4.2 Pembahasan .............................................................................................. 64

4.2.1 Pembahasan Pengujian Massa Jenis ................................................ 65

4.2.2 Pembahasan Pengujian Tegangan Tarik terhadap Korosi ............... 65

4.2.3 Pembahasan Pengujian Korosi ........................................................ 68

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 73

5.2 Saran ......................................................................................................... 74

DAFTAR PUSTAKA...................................................................................... 77

LAMPIRAN .................................................................................................... 78


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik aluminium ............................................................. 8

Tabel 2.2 Sifat-sifat mekanik aluminium ...................................................... 8

Tabel 2.3 Klasifikasi paduan aluminium cor................................................. 9

Tabel 2.4 Klasifikasi perlakuan bahan .......................................................... 10

Tabel 2.5 Tabel komposisi dan sifat mekanis paduan aluminium tempa ...... 10

Tabel 2.6 Sifat-sifat mekanik paduan Al-Cu-Mg .......................................... 12

Tabel 2.7 Sifat-sifat mekanik paduan Al-Mg2-Si .......................................... 15

Tabel 2.8 Sifat-sifat mekanik paduan 7075 ................................................... 16

Tabel 2.9 Sifat-sifat mekanik paduan aluminium cor ................................... 17

Tabel 3.10 Sifat aluminium paduan ................................................................ 20

Tabel 3.11 Laju korosi dari baja, tembaga, zink, dan aluminium dalam (g/m2) di

Viriato Stasiun Pesisir (Kuba) ....................................................... 31

Tabel 4.1 Komposisi aluminium ................................................................... 54

Tabel 4.2 Massa jenis aluminium kondisi awal ............................................ 56

Tabel 4.3 Massa jenis aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon

dan 8% tembaga ............................................................................ 56

Tabel 4.4 Massa jenis aluminium kondisi awal setelah mempergunakan

perhitungan standar deviasi ........................................................... 57

Tabel 4.5 Massa jenis aluminium dengan penambahan 8,5% silikon dan 8%

tembaga setelah mempergunakan perhitungan standar deviasi ..... 58

Tabel 4.6 Tegangan tarik aluminium kondisi awal ....................................... 59


xv

Tabel 4.7 Tegangan tarik aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%

silikon dan 8% tembaga ................................................................ 59

Tabel 4.8 Perubahan massa aluminium kondisi awal.................................... 61

Tabel 4.9 Perubahan massa aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%


Tabel 4.10 Perubahan diameter aluminium kondisi awal ............................... 62

Tabel 4.11 Perubahan diameter aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%


Tabel 4.12 Dimensi dan perhitungan luas penampang (A) spesimen 5, 9, 11, dan

15 dari aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silicon dan

8% tembaga ................................................................................... 64

Tabel 4.13 Tabel hasil perhitungan laju korosi spesimen 5, 9, 11, dan 15 dari

aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%

tembaga ......................................................................................... 65


xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram fasa Al-Si. ................................................................... 14

Gambar 2.2 Perbaikan sifat-sifat mekanik oleh modifikasi paduan Al-Si.... 14

Gambar 2.3 Bentuk dan dimensi spesimen uji tarik. .................................... 21

Gambar 2.4 Kurva regangan dan regangan uji tarik. .................................... 23

Gambar 2.5 Korosi merata. ........................................................................... 25

Gambar 2.6 Korosi galvanis. ........................................................................ 26

Gambar 2.7 Korosi celah. ............................................................................. 27

Gambar 2.8 Korosi sumuran. ........................................................................ 27

Gambar 2.9 Distribusi tegangan normal pada sudu kincir. .......................... 29

Gambar 2.10 Distribusi tegangan geser pada sudu kincir. ............................. 30

Gambar 3.1 Diagram alir. ............................................................................. 32

Gambar 3.2 Mesin uji tarik. .......................................................................... 33

Gambar 3.3 Printer dan mesin uji tarik. ....................................................... 34

Gambar 3.4 Neraca digital. ........................................................................... 34

Gambar 3.5 Gelas ukur. ................................................................................ 35

Gambar 3.6 Aluminium. ............................................................................... 36

Gambar 3.7 Tembaga. ................................................................................... 37

Gambar 3.8 Batuan silikon metal. ................................................................ 37

Gambar 3.9 Tabung solar. ............................................................................. 38

Gambar 3.10 Selang tembaga. ........................................................................ 38

Gambar 3.12 Burner. ...................................................................................... 39

Gambar 3.13 Tang penjepit. ............................................................................ 40

Gambar 3.14 Tungku tanah liat. ..................................................................... 40

Gambar 3.15 Kowi tanah liat. ......................................................................... 41

Gambar 3.16 Thermokopel. ............................................................................ 41

Gambar 3.17 Stopwatch. ................................................................................. 42

Gambar 3.18 Kunci pas ring. .......................................................................... 42

Gambar 3.19 Cetakan gerabah. ....................................................................... 43

Gambar 3.20 Palu. .......................................................................................... 43


xvii

Gambar 3.21 Gergaji tangan. .......................................................................... 43

Gambar 3.22 Kikir bulat. ................................................................................ 44

Gambar 3.23 Sarung tangan tahan api. ........................................................... 44

Gambar 3.24 Hasil pengecoran. ...................................................................... 47

Gambar 3.25 Tabel standar tes tegangan dengan spesimen bundar dan contoh

spesimen ukuran kecil yang proposional sebagai standar

spesimen. ................................................................................... 47

Gambar 3.26 Dimensi spesimen. .................................................................... 48

Gambar 3.27 Benda uji dijepit pada chuck. .................................................... 49

Gambar 3.28 Dimensi panjang ukur. .............................................................. 50

Gambar 3.29 Benda uji. .................................................................................. 51

Gambar 3.30 Benda uji digantung. ................................................................. 52

Gambar 3.31 Penimbangan benda uji. ............................................................ 52

Gambar 4.1 Metal scan. ................................................................................ 55

Gambar 4.2 Desain spesimen tegangan tarik aluminium kondisi awal dan

aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan

8% tembaga menurut ASTM A370. .......................................... 63

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Tegangan Tarik dan Lama Perlakuan Korosi

antara Aluminium Kondisi Awal dan Aluminium dengan

Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga. ....... 67

Gambar 4.4 Grafik Perbaikan Hubungan Tegangan Tarik dan Umur antara

Aluminium Kondisi Awal dengan Aluminium dengan

Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga. ....... 69

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Pertambahan Massa Akibat Partikel Garam

dan Produk Korosi yang Menempel Selama Empat Bulan

antara Aluminium Kondisi Awal dengan Aluminium dengan

Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga. ........ 71

Gambar 4.6 Partikel Garam dan Produk Korosi yang Menempel pada

Spesimen Nomor 14 Aluminium dengan Penambahan

Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Setelah Mengalami

Empat Bulan Perlakuan Korosi Selama Empat Bulan. ............. 72


xviii

Gambar 4.7 Partikel Garam dan Produk Korosi yang Menempel pada

Spesimen Aluminium Kondisi Awal Setelah Mengalami Empat

Bulan Perlakuan Korosi. ........................................................... 72


xix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1.1 Gambar Spesimen Uji Tegangan Tarik ..................................... 79

Lampiran 1.2 Hasil Pengujian Komposisi Aluminium. .................................. 80

Lampiran 1.3 Hasil Pengujian Komposisi Aluminium Lembar Kedua ........... 81

Lampiran 1.4 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan

Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Nol

Bulan ................................................................................................ 82


Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga

Bulan Pertama ................................................................................. 83



Bulan Kedua .................................................................................... 84



Bulan Ketiga .................................................................................... 85



Bulan Keempat ................................................................................ 86

Lampiran 1.9 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal

Nol Bulan.................................................................................. 87


Bulan Pertama........................................................................... 88


Bulan Kedua. ............................................................................ 89


Bulan Ketiga. ............................................................................ 90


Bulan Keempat. ........................................................................ 91

Lampiran 2.4 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal ................................ 92


xx

Lampiran 2.5 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal yang Mengalami

Vacancy .................................................................................... 92

Lampiran 2.6 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal Sebelum Perlakuan

Korosi ....................................................................................... 93

Lampiran 2.7 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal Setelah Perlakuan

Korosi Empat Bulan ................................................................. 93

Lampiran 2.8 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi

8,5% Silikon dan 8% Tembaga................................................. 94


8,5% Silikon dan 8% Tembaga yang Mengalami Vacancy ...... 94


8,5% Silikon dan 8% Tembaga Sebelum Perlakuan Korosi ..... 95


8,5% Silikon dan 8% Tembaga Setelah Perlakuan Korosi

Empat Bulan ............................................................................. 95


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini Indonesia mulai menggencarkan berbagai macam jenis inovasi baru

mengenai pemanfaatan sumber daya energi. Indonesia memiliki target program

pembangkit listrik 35.000 megawatt. Proyek pembangunan pembangkit listrik

merupakan salah satu program unggulan dari Presiden Joko Widodo, melihat

kebutuhan listrik hingga 2019 diprediksi meningkat sekitar 8,7 persen per tahun.

Ditargetkan dalam waktu lima tahun terdapat sepuluh jenis pembangkit listrik

yang dibangun, salah satunya adalah pembangkit listrik tenaga angin.

Pembangunan mega proyek Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTA) akan

dilakukan di sepanjang pesisir pantai Bantul, tepatnya dari Kecamatan Sanden

hingga Srandakan. Di daerah Sanden, pembangunan kincir angin berada di Dusun

Ngepet Desa Srigading Sanden. Proyek ini diwujudkan dengan mendirikan 20

kincir angin yang masing-masing mempunyai diameter sudu sepanjang 100 meter.

Ditargetkan Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTA) bisa menghasilkan daya

listrik sebesar 50 megawatt.

Terinspirasi oleh proyek kincir angin untuk Pembangkit Listrik Tenaga Angin

(PLTA), penulis tergerak melakukan penelitian mengenai bahan dasar yang tepat

untuk digunakan sebagai bahan dasar kincir angin. Pada umumnya kincir angin

dibuat dengan menggunakan bahan dasar kayu jati atau komposit, namun saat ini

sedang dikembangkan kincir angin dengan sudu (blade) yang berbahan dasar dari

logam. Sudu kincir angin berbahan dasar logam mempunyai sifat tegangan tarik

yang lebih baik namun seringkali terkendala oleh faktor korosi.

Setelah membaca dari berbagai sumber referensi yang ada, penulis

mengambil keputusan bahwa Al yang dipaduan dengan Si dan Cu dapat menjadi

salah satu alternatif sudu kincir. Karena Al memiliki massa jenis yang tergolong

ringan 2,7 kg/dm3 dan ketahanan terhadap korosi yang baik.


2

Seperti yang sudah diketahui bahwa paduan Al – Cu memiliki kekerasan

dan kekuatan tarik yang baik, namun pada komposisi yang tidak tepat akan

cenderung getas, resiko penyusutan cenderung lebih besar dan mudah terjadi

keretakan. Tetapi semua kekurangan itu dapat dikurangi dengan menambahkan

unsur Si. Material Si mempunyai karakteristik permukaan yang baik, koefisien

pemuaian kecil, ketahanan yang baik terhadap korosi dan tidak memiliki sifat

kegetasan panas. Maka paduan Al – Si – Cu dapat menjadi alternatif bahan

pembuat sudu kincir yang baik karena mempunyai massa jenis yang rendah,

mampu mengatasi beban tarik, koefisien pemuaian yang rendah, serta memiliki

ketahanan pada korosi.

Penelitian ini dilaksanakan secara berkelompok dan penulis menggunakan

penambahan komposisi tembaga sebesar 8%, sedangkan anggota kelompok lain

menggunakan aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dengan

penambahan tembaga dengan variasi 2%, 4%, dan 6%. Pada paduan Al – Si – Cu,

penulis menentukan fraksi tembaga 2%, 4%, 6% dan 8%. Karena dengan

penambahan tembaga dapat meningkatkan ketahanan beban tarik dan kekerasan.

Dalam penelitian ini, penulis tertarik untuk meningkatkan kadar tembaga menjadi

6% dan 8%. Menurut Tata Surdia dan S. Saito, pada buku Pengetahuan Bahan

Teknik tahun 1985 paduan Al – Cu dengan kadar tembaga 4% sampai 5% paling

sering digunakan sebagai paduan coran, karena dapat meningkatkan tegangan

tarik, jika kadar ditingkatkan lebih dari 5% akan menurunkan ketahanan korosi

dari material paduan, cenderung bersifat getas, dan mudah retak pada coran.

Dengan adanya silikon dapat mengatasi paduan yang cenderung getas,

mengurangi resiko penyusutan dan mengatasi kemungkinan retak pada hasil

coran. Maka penulis menambahkan fraksi 6% dan 8%. Penulis juga memberikan

variabel pembanding dengan fraksi 2%, 4% dan menggunakan variabel kontrol

dengan aluminium kondisi awal yang akan dikerjakan bersama kelompok.

Pengujian material paduan akan dilakukan selama empat bulan dengan

menggantung spesimen dengan ketinggian dua meter di pinggir Pantai Pelangi,

Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Dengan cara melihat perubahan massa pada


3

spesimen yang terkorosi menurut umur material paduan mulai dari nol sampai

dengan empat bulan. Pada masing-masing umur material paduan memiliki tiga

buah spesimen. Selanjutnya tiga buah spesimen tersebut akan diuji menggunakan

mesin uji tarik untuk mengetahui nilai tegangan tarik dari masing-masing

spesimen.

Diharapkan penulis dapat menemukan komposisi paduan Al-Si-Cu yang

tepat sebagai bahan sudu kincir yang memiliki massa jenis yang rendah,

ketahanan yang baik terhadap beban tarik dan dapat bertahan pada lingkungan

pinggir pantai yang bersifat korosif. Maka pengujian yang akan dilakukan pada

spesimen paduan Al – Si – Cu ini adalah pengujian tarik dan pengujian ketahanan

korosi.

1.2 Rumusan Masalah

Masalah yang akan dirumuskan dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana pengaruh aluminium dengan penambahan komposisi

8,5% silikon dan 8% tembaga terhadap massa jenis dan kekuatan

tarik?

2. Bagaimana pengaruh korosi terhadap kekuatan tarik aluminium

dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga

setelah mengalami korosi selama satu sampai dengan empat bulan?

3. Bagaimana pengaruh korosi terhadap perubahan massa aluminium

dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga

setelah mengalami korosi selama satu sampai dengan empat bulan?


4

1.3 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui pengaruh aluminium dengan penambahan komposisi

8,5% silikon dan 8% tembaga terhadap massa jenis dan kekuatan

tarik.

2. Mengetahui pengaruh korosi terhadap kekuatan tarik aluminium

kondisi awal dan aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%

silikon dan 8% tembaga setelah mengalami korosi selama empat

bulan.

3. Mengetahui pengaruh korosi terhadap perubahan massa aluminium

kondisi awal dan aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%

silikon dan 8% tembaga setelah mengalami korosi empat bulan.

1.4 Batasan Masalah

Batasan Masalah yang ada dalam penelitian ini adalah :

1. Paduan yang akan penulis teliti aluminium dengan penambahan

komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga.

2. Spesimen dibuat dengan cara machining sesuai dengan

ASTMA370.

3. Spesimen yang telah dibuat melalui proses bubut (machining) tidak

mengalami proses perlakuan panas (normalizing).

4. Data pengujian yang akan diambil adalah massa jenis, tegangan

tarik dan perubahan massa.

5. Pengujian korosi dilakukan dengan cara menggantung benda uji

setinggi dua meter di pinggir Pantai Pelangi, Bantul, Daerah

Istimewa Yogyakarta.


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Aluminium

Sir Humphrey Davy menemukan aluminium pada tahun 1809 sebagai

suatu unsur dan pada tahun 1825 untuk pertama kali direduksi sebagai suatu

logam oleh Hans Christian Orsted. Tahun 1886 industri telah berhasil

memperoleh logam aluminium dari alumina dengan cara elektrolisa dari

garam yang terfusi, oleh Paul Heroult dan C. M. Hall dikenal dengan proses

Heroult Hall. Proses ini masih dipakai untuk memproduksi aluminium hingga

saat ini. Aluminium diproduksi dari bauksit yang merupakan campuran dari

mineral gibbsite [Al(OH)3] dan mineral lempung seperti kaulinit

[Al2Si2O5(OH)4]. Proses produksi aluminium dari bauksit terdiri dari dua

tahap, yaitu proses pengolahan alumina (Al2O3) dan proses elektrolisa

alumina untuk selanjutnya menjadi aluminium. Dengan proses elektrolisa

dapat menghasilkan kemurnian yang mencapai 99,85% dari massa yang

dimiliki, proses elektrolisa yang dilakukan berulang dapat mencapai

kemurnian hingga 99,99%.

Proses pengolahan bauksit menjadi alumina melalui suatu rangkaian

proses yang dikenal sebagai proses Bayer. Bauksit dimasukkan ke dalam

larutan NaOH dan alumina yang terdapat didalamnya akan membentuk

sodium alumina.

Al2O3 + 2 NaOH → 2NaAlO2 + H2O (160o–170oC)

Setelah sodium aluminat terpisah dari zat cair lain, lalu proses

selanjutnya adalah pendinginan secara perlahan sampai dengan temperatur

25o-35oC untuk dapat mengendapkan aluminium hidroksida [Al(OH)3].

NaAlO2 + 2H2O → Al(OH)3 + NaOH


6

Al(OH)3 selanjutnya dicuci dan dipanaskan hingga temperatur 1100o-

1200oC untuk menghasilkan aluminium oksida (Al2O3).

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

Alumina yang diperoleh melalui proses pengolahan bauksit selanjutnya

diproses secara elektrolisa pada temperatur tinggi dengan proses Hall-Herlout

karena alumina mempunyai titik leleh yang tinggi pada suhu 2000oC.

Alumina dilarutkan ke dalam cairan cryolite (Na3AlF6) yang berfungsi

sebagai elektrolit sehingga titik leleh menjadi lebih rendah pada suhu 1000oC.

Aluminium memiliki ketahanan terhadap korosi yang baik dan hantaran

listrik yang baik dan sifat – sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam.

Penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn, Ni, secara satu persatu atau bersama-sama

dapat memberikan sifat-sifat baik lainnya seperti ketahanan korosi, ketahanan

aus dan koefisien pemuaian yang rendah. Material ini dipergunakan di dalam

bidang yang luas bukan saja untuk peralatan rumah tangga tetapi juga dipakai

untuk keperluan material badan pesawat terbang, mobil, kapal laut dan

konstruksi.

2.1.2 Sifat-sifat Aluminium

Aluminium merupakan unsur kimia golongan IIIA dalam sistem periodik

unsur, dengan nomor atom 13 dan berat atom 26,98 gram per mol (sma).

Struktur kristal aluminium adalah struktur kristal FCC. Aluminium memiliki

karakteristik sebagai logam ringan dengan densitas 2,7 g/cm3 dan modulus

elastisitas 10 x 106 psi. Aluminium mempunyai massa jenis yang rendah yaitu

2643 Kg/m3, bandingkan dengan baja yang mempunyai massa jenis sebesar

7769 Kg/m3. Maka aluminium memiliki sifat keuletan yang tinggi sehingga

menyebabkan logam tersebut mudah dibentuk atau mempunyai sifat mampu

bentuk (formability) yang baik. Aluminium memiliki beberapa kekurangan

yaitu kekuatan dan kekerasan yang rendah bila dibandingkan dengan logam

lain seperti besi dan baja. Meskipun aluminium memiliki kekerasan ataupun


7

kekuatan tarik yang rendah, aluminium memiliki kekuatan spesifik yang

sangat baik.

Aluminium juga memiliki sifat unggul yaitu tahan terhadap korosi

(corrosion resistance). Untuk kategori logam-logam non ferro dapat

dikatakan jika semakin rapat partikelnya maka semakin baik daya tahan

terhadap korosi akan semakin baik, hal ini tidak berlaku untuk aluminium.

Aluminium mudah bersenyawa dengan oksigen (logam aktif) yang memiliki

daya senyawa tinggi terhadap oksigen sehingga mudah sekali teroksidasi,

lapisan tipis oksida yang dimiliki oleh aluminium dapat mengendalikan laju

korosi.

Aluminium memiliki sifat penghantar panas dan listrik yang baik,

karena aluminium memiliki daya hantar panas dan listrik yang tinggi sekitar

60% dari daya hantar tembaga.

Sifat tidak beracun yang dimiliki oleh aluminium membuatnya sering

digunakan pada produk-produk kaleng makan dan minuman sebagai bahan

pembungkus. Hal ini disebabkan karena reaksi kimia antara makanan dan

minuman dengan aluminium tidak menghasilkan zat beracun dan

membahayakan manusia.

Sifat mampu bentuk (formability) membuat aluminium dapat dibentuk

dengan mudah. Aluminium juga mempunyai sifat mudah ditempa

(machinability) yang memungkinkan aluminium dibuat dalam bentuk plat

atau lembaran tipis.

Titik lebur (melting point) yang dimiliki aluminium relatif rendah

(660°C) sehingga sangat baik untuk proses penuangan dengan waktu

peleburan relatif singkat dan biaya operasional lebih murah.


8

Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik aluminium

Sifat-sifat Kemurnian Al (%))

99,996 >99,0

Massa jenis (20°C) 2,6989 2,71

Titik cair 660,2 653-657

Panas jenis (cal/g•̣°C)(100°C) 0,2226 0,2297

Hantaran listrik (%) 64,94 59 (dianil)

Tahanan listrik koefisien temperatur

(/°C) 0,00429 0,0115

Koefisien pemuaian (20-100°C) 23,86 x 10-6 23,5 x 10-6

Jenis kristal , konstanta kisi fcc, a = 4,013 kX fcc, a = 4,04

kX

(Sumber : Surdia , T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 135)

Tabel 2.2 Sifat-sifat mekanik aluminium

Sifat-sifat

Kemurnian

99.996 >99.0

Dianil 75% dirol dingin Dianil H18

Kekuatan tarik (kg/mm2) 4.9 11.6 9.3 16.9

Kekuatan mulur (0.2%) (kg/mm2) 1.3 11.0 3.5 14.8

Perpanjangan (%) 48.8 5.5 35 5

Kekerasan Brinell 17 27 23 44


2.1.3 Paduan Aluminium

Aluminium memiliki sifat yang lunak dan mudah diregangkan,

sehingga mudah dibentuk dalam keadaan dingin dan panas. Karena sifat –

sifat istimewa dari aluminium yang tahan terhadap korosi, mudah dibentuk

dan memiliki massa jenis yang tergolong rendah. Banyak sekali barang di

sekitar kita yang terbuat dari aluminium. Maka banyak pula studi untuk

mempelajari paduan aluminium yang berfungsi untuk meningkatkan sifat

mekanik aluminium.

Aluminium paduan merupakan penambahan unsur-unsur paduan yang

dapat meningkatkan sifat mekanik aluminium. Paduan aluminium

diklasifikasikan oleh beberapa negara dengan berbagai standar. Saat ini


9

klasifikasi yang sangat terkenal dan sempurna adalah standar Aluminium

Association di Amerika (AA) yang didasarkan atas standar terdahulu dari

Alcoa (Aluminium company of America). Paduan tempa dinyatakan dengan

satu atau dua angka “S” sedangkan paduan coran dinyatakan dengan tiga

angka. Standar AA menggunakan penandaaan dengan 4 angka sebagai

berikut : angka pertama menyatakan sistem paduan dengan unsur-unsur yang

ditambahkan yaitu : 1: Al murni, 2 : Al-Cu, 3 : Al-Mn, 4 : Al-Si, 5 : Al-Mg, 6

: Al-Mg-Si dan 7 : Al-Zn. Sebagai contoh AL-Cu dinyatakan dengan angka

2000. Angka pada tempat kedua menyatakan kemurnian dalam paduan yang

dimodifikasi dan Al murni sedangkan angka ketiga dan keempat

dimaksudkan untuk tanda Alcoa terdahulu kecuali S, sebagai contoh 3S

sebagai 3003 dan 63S sebagai 6063. Al dengan kemurnian 99% atau

diatasnya dengan kemurnian terbatas (2S) dinyatakan sebagai 1100.

Tabel 2.3 Klasifikasi paduan aluminium cor



10

Tabel 2.4 Klasifikasi perlakuan bahan


Tabel 2.5 Tabel komposisi dan sifat mekanis paduan aluminium tempa

(Sumber : Mears, R. B., Corrosion Handbook)


11

2.1.4 Paduan Aluminium Utama

2.1.4.1 Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg

Paduan Al-Cu yang paling sering diaplikasikan hanya berkisar sekitar 4-

5% Cu. Karena pada fasa paduan ini memiliki kekurangan yaitu mempunyai

daerah luas dari pembekuannya, penyusutan yang besar, resiko besar pada

kegetasan, dan mudah terjadi keretakan. Pada paduan ini adanya Si sangat

berguna dalam mengatasi keadaan itu dan Si sangat efektif untuk memperhalus

butir. Dengan perlakuan panas T6 pada coran dapat memiliki kemampuan

kekuatan Tarik mencapai 25 kgf/mm2.

Dalam paduan Al-Cu-Mg paduan yang mengandung 4% Cu dan 0,5% Mg

dapat mengeras dengan sangat dalam beberapa hari oleh penuaan pada temperatur

biasa setelah pelarutan, paduan ii ditemukan oleh A. Wilm dalam usaha

mengembangkan paduan Al yang kuat dinamakan Duralumin. Selanjutnya telah

banyak studi yang dilakukan mengenai paduan ini. Khususmya Nishimura

menemukan dua senyawa ternet berada dalam keseimbangan dengan Al, yang

dinamakan senyawa S dan T, dan ternyata senyawa S (Al2CuMg) mempunyai

kemampuan penuaan pada temperatur biasa. Duralumin adalah paduan praktis

yang sangat terkenal dikenal dengan kode paduan 2017, komposisi standarnya

adalah Al-4%Cu-1,5%Mg-0,5%Mn dinamakan paduan dengan kode 2024, nama

lainnya disebut duralumin super. Paduan yang mengandung Cu mempunyai

ketahanan korosi yang buruk, jadi apabila dibutuhkan ketahanan korosi yang

khusus diperlukan permukaanya dilapisi dengan aluminium murni atau paduan Al

yang tahan korosi yang disebut pelat Alklad.


12

Tabel 2.6 Sifat – sifat mekanik paduan Al-Cu-Mg

Paduan Keadaan Kekuatan

tarik

(kgf/mm2)

Kekuatan

mulur

(kgf/mm2)

Perpanjangan

(%)

Kekuatan

geser

(kgf/mm2)

Kekerasan

Brinell

Batas lelah

(kgf/mm2)

17S

(2017)

O

T4

18,3

43,6

7,0

28,1

-

-

12,7

26,7

45

105

7,7

12,7

A17S

(A2017)

T4 30,2 16,9 27 19,7 70 9,5

R317 Setelah

dianil

42,9 24,6 22 - 100 -

24S

(2024)

O

T4

T36

18,9

47,8

51,3

7,7

32,3

40,1

22

22

-

12,7

28,8

29,5

42

120

130

-

-

-

14S

(2014)

O

T4

T4

19,0

39,4

49,0

9,8

28,0

42,0

18

25

13

12,7

23,9

29,5

45

100

135

-

-

-


2.1.4.2 Paduan Al-Mn

Mn adalah unsur yang diperkuat Al tanpa mengurangi ketahanan korosi,

dan dipakai untuk membuat paduan yang tahan korosi. Dalam diagram fasa Al-

Mn yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah Al6Mn

(2,5,3%Mn), sistem ortorobik a=6,498 A, b=7,552 A, c=8,870 A, dan kedua fasa

mempunyai titik eutektik pada 658,5°C, 1,95% Mn. Kelarutan padat maksimum

pada tempertur eutektik adalah 1,82% dan pada 500°C 0,36%, sedangkan pada

temperatur biasa kelarutannya hampir nol.


13

Dengan paduan Al-12%Mn dan Al-1,2%Mn-1,0%Mg dinamakan paduan

3003 dan 3004 yang dipergunakan sebagai paduan tahan korosi tanpa perlakuan

panas.

2.1.4.3 Paduan Al-Si

Paduan aluminium silikon (Al-Si) pertama kali ditemukan oleh A. Pacz

tahun 1921. Paduan aluminium silikon (Al-Si) sangat baik kecairannya,

mempunyai permukaan yang baik, tanpa kegetasan panas, dan sangat baik untuk

paduan coran. Sebagai tambahan, paduan aluminium silikon mempunyai

ketahanan korosi yang baik, massa yang ringan, koefisien pemuaian yang kecil

dan penghantar listrik dan panas yang baik. Paduan Al-12%Si adalah paduan

yang paling banyak dipakai untuk paduan cor cetak.

Gambar 2.1 menunjukkan fasa diagram fasa dari sistem ini. Hal ini

menyatakan dari tipe eutektik yang sederhana dan mempunyai titik eutektik

pada 577°C, 11,7%Si. Larutan padat terjadi pada sisi aluminium, karena batas

kelarutan padat sangat kecil maka pengerasan dengan cara penuaan (Aging)

lebih sukar untuk dilakukan.

Apabila paduan ini didinginkan pada cetakan logam setelah cairan logam

diberi natrium flourida kira-kira 0,05-1,1% kadar logam natrium, temperatur

eutektik akan meningkat kira-kira 15°C, dan komposisi eutektik bergeser ke

daerah kaya Si kira-kira pada 14%. Hal ini biasa terjadi pada paduan hiper

eutektik seperti 11,7-14%Si. Si mengkristal sebagai kristal primer dan

strukturnya menjadi sangat halus. Ini dinamakan sebagai struktur yang

dimodifikasi. Gambar 2.2 menjukkan sifat-sifat mekaniknya yang sangat

diperbaiki.


14

Gambar 2.1 Diagram fasa Al-Si

(Sumber : Surdia, T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 137)

Gambar 2.2 Perbaikan sifat-sifat mekanik oleh modifikasi paduan Al-Si

(Sumber : Surdia, T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 137)

Koefisien pemuaian dari Si sangat rendah, oleh karena itu paduannya

pun mempunyai koefisien muai yang rendah apabila ditambah. Namun Si

tidak memiliki butir primer yang halus tapi untuk memperhalus butir primer

dapat menggunakan P oleh paduan Cu-P atau penambahan fosfor klorida


15

(PCl5) untuk mencapai persentase 0,001%P, dapat tercapai penghalusan

Kristal primer dan homogenisasi. Paduan Al-Si banyak dipakai dengan

elektroda untuk pengelasan yaitu terutama yang mengandung 5%Si.

Tabel 2.7 Sifat – Sifat Mekanik Paduan Al-𝑀𝑔2Si

Paduan Keadaan

Kekuatan

tarik

(kgf/mm²)

Kekuatan

mulur

(kgf/mm²)

Perpanjangan

(%)

Kekuatan

geser

(kgf/mm²)

Kekerasan

Brinel

Batas

lelah

(kgf/mm²)

6061

O 12,6 5,6 30 8,4 30 6,3

T4 24,6 14,8 28 26,9 65 9,5

T6 31,6 38,0 15 21,0 95 9,5

6063

T5 19,0 14,8 12 11,9 60 6,7

T6 24,6 21,8 12 15,5 73 6,7

T83 26,0 26,6 11 15,5 82

(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 140)

W. J. Kroll pada buku Handbook of Corrosion mengungkapkan bahwa

ketahanan material silicon pada media korosi sangat baik kecuali pada kondisi

alkali. Air dengan temperature panas ataupun dingin tidak memiliki efek bahkan

tidak juga konsentrasi asam hydrochloric, nitrat, dan asam sulfur. Konsentrasi

asam sulfur pada suhu tinggi dapat bereaksi dengan silikon. Asam hydrofluoric

tidak dapat bereaksi namun, jika ada campuran asam nitrat dapat menyerang

silicon dengan mudah.

2.1.4.4 Paduan Al-Mg-Zn

Seperti telah ditunjukkan pada Gambar 2.2 alumunium menyebabkan

keseimbangan biner semu senyawa antara logam MgZn𝑍𝑛2, dan kelarutannya

menurun apabila temperatur turun. Telah diketahui sejak lama bahwa paduan

sistem ini dapat dibuat keras sekali dengan penuaan setelah perlakuan pelarutan.

Tetapi sejak lama tidak dipakai sebab mempunyai sifat patah getas oleh retakan

korosi tegangan. Di Jepang pada permulaan tahun 1940, Igarashi mengadakan

studi dan berhasil dalam pengembangan suatu paduan dengan penambahan kira-

kira 0,3 Mn atau Cr, dimana butir Kristal padat diperhalus, dan mengubah bentuk


16

presipitasi serta retakan korosi tegangan tidak terjadi. Pada saat itu tegangan itu

dinamakan Duralumin Super Extra (ESD). Selama perang dunia II di Amerika

Serikat dengan maksud hampir sama telah dikembangkan pada suatu paduan.

Yaitu suatu paduan yang tersendiri dari Al-5,5%Zn-2,5%Mn-1,5%Cu-0,3%Cr-

0,2%mn, sekarang dinamakan paduan 7075. Paduan ini mempunyai kekuatan

tertinggi diantara paduan-paduan lainnya, sifat-sifat mekaniknya ditunjukkan pada

Tabel 2.5 penggunaan paduan ini yang paling besar adalah untuk bahan

konstruksi pesawat udara gunanya menjadi lebih penting sebagai konstruksi.

Tabel 2.8 Sifat-Sifat Mekanik Paduan 7075

(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 141)

2.1.4.3 Paduan Aluminium Cor

Struktur mikro paduan alumunium 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 berlangsung lebih cepat dibandingkan

dengan cetakan pasir sehingga struktur logam cor yang dihasilkan akan lebih

halus dan menyebabkan peningkatan sifat mekanisnya. Tabel 2.8 memperlihatkan

sifa-sifat mekanis beberapa paduan alumunium cor.

Perlakuan

panas

Kekuatan

tarik

(kgf/mm²)

Kekuatan

mulur

(kgf/mm²)

Perpanjangan

(%) Kekerasan Kekuatan

geser

(kgf/mm²)

Batas

lelah

(kgf/mm²) (a) (b) Rockwell Brinell

Bukan klad

O 23,2 10,5 17 16 E60-70 60 15,5 -

T6 22,5 51,3 11 11 B85-95 150 33,8 -

Klad

O 22,5 9,8 17 - - - 15,5 -

T6 53,4 47,1 11 - 88-111 - 32,3 -


17

Tabel 2.9 Sifat-sifat Mekanis paduan aluminium cor

Menurut Aluminium Association

(Sumber: V. Malau, Diktat Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, USD Yogyakarta)

2.1.4.6 Pengaruh Unsur Paduan Dalam Aluminium

Unsur paduan sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat aluminium paduan,

dan perlu untuk diketahui pengaruh suatu unsur terhadap sifat-sifat aluminium.

A. Si (Silikon)

Mempermudah proses pengecoran.

Meningkatkan daya tahan terhadap korosi.

Memperbaiki sifat-sifat atau karakteristik coran.

Menurunkan penyusutan bahan terhadap beban kejut.

Hasil coran akan rapuh jika kandungan silikon terlalu tinggi

Paduan Proses

Pembekuan

Perlakuan

panas

Σy

(Mpa)

σu

(Mpa)

regangan

295.0 Cetakan

pasir

T6 165 250 5

308.0 Cetakan

pasir

F 90 250 1

356.0 Cetakan

pasir

T6 160 230 1,5

390.0 Cetakan

pasir

T6 270 280 <0,5

Tekanan T5 290 310 1

413.0 Tekanan F 160 280 3

712.0 Cetakan

pasir

F 130 200 5


18

B. Cu (Tembaga)

Meningkatkan kekerasan bahan.

Memperbaiki kekuatan Tarik.

Mempermudah pengerjaan dengan mesin.

Menurunkan daya terhadap korosi.

Mengurangi kemampuan dibentuk dan dirol.

C. Mn (Mangan)

Meningkatkan kekuatan dan daya tahan pada temperatur tinggi.


Megurangi pengaruh buruk unsur besi.

Menurunkan kemampuan penuangan.

Meningkatkan kekerasan butiran partikel.

D. Mg (Magnesium)

Mempermudah proses penuangan.

Meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin.


Menghaluskan butiran kristal secara efektif.

Meningkatkan ketahanan beban lanjut.

Meningkatkan kemungkinan timbulnya cacat pada hasil cor.

E. Ni (Nikel)

Peningkatan kekuatan dan ketahanan bahan pada temperatur tinggi.

Penurunan pengaruh unsur Fe (Besi) dalam paduan.

Peningkatan daya tahan terhadap korosi.

F. Fe (Besi)

Mencegah terjadinya penempelan logam cair pada cetakan selama proses

penuangan.

Penurunan sifat mekanis.

Penurunan kekuatan tarik.

Timbulnya bintik keras pada hasil coran.

Peningkatan cacat porositas.


19

G. Zn (Seng)

Meningkatkan sifat mampu cor.

Peningkatan kemampuan dimesin.

Mempermudah keuletan bahan.

Meningkatkan ketahanan korosi.

Menurunkan pengaruh baik dari besi.

Kadar Zn terlalu tinggi dapat menimbulkan cacat rongga udara.

H. Ti (Titanium)

Meningkatkan kekuatan hasil cor pada temperatur tinggi.

Memperhalus butiran dan permukaan.

Mempermudah proses penuangan.

Menaikkan viskositas logam cair dan mengurangi fluiditas logam.

2.1.4.1 Al Paduan Si Cu

Aluminium yang dipadukan dapat memiliki beranekaragam karakteristik,

sehingga sangat banyak dipakai untuk bermacam-macam kebutuhan.

Aluminium paduan tempa tanpa perlakuan panas (Non Heat-treatable wrought

alloys) sering digunakan sebagai komponen elektrik, kertas aluminium foil,

pemrosesan makanan, hampir semua rata-rata penggunaan kaleng, kebutuhan

arsitektur, dan komponen-komponen Angkatan Laut. Aluminium Paduan

dengan perlakuan panas (Heat-teatable wrought alloys) sering digunakan

untuk ban truk dan kendaraan-kendaraan berat, bodi luar semua aircraft,

piston, kano, rel kereta api, dan rangka pesawat. Aluminium paduan cor

(casting alloys) sering digunakan pada peralatan makan, mesin otomotif, bodi

transmisi dan permesinan angkatan laut.


20

Tabel 3.10 Sifat aluminium paduan

Alloys

Tensile Strength

(psi)

Yield Strength

(psi)

% Elongation

Non Heat-treatable wrought alloys :

1100-O

> 99% Al

13000 5000 40 1100-H18

24000 22000 10 3004-O

1.2% Mn-1.0% Mg

26000 10000 25

3004-H18

41000 36000 9 4043-O

5.2% Si

21000 10000 22 4043-H18

41000 39000 1 5182-O

4.5% Mg

42000 19000 25 5182-H19

61000 57000 4 Heat-treatable wrought alloys :

2024-T4

4.4% Cu

68000 47000 20 2090-T6

2.4% Li-2.7% Cu

80000 75000 6

4032-T6

12% Si-1% Mg

55000 46000 9 6061-T6

1% Mg-0.6% Si

45000 40000 15

7075-T6

5.6% Zn-2.5% Mg

83000 73000 11 Casting alloys :

201-T6

4.5% Cu

70000 63000 7 319-F

6% Si-3.5% Cu

27000 18000 2

356-T6

7% Si-0.3% Mg

33000 24000 3 380-F

8.5% Si-3.5% Cu

46000 23000 3

390-F

17% Si-4.5% Cu

41000 35000 1 443-F

5.2% Si (sand cast)

19000 8000 8

(permanent mold)

23000 9000 10 (die cast) 33000 16000 9

(sumber: Askeland, Donald R., The Science and Engineering of Materials 6th

Edition, USD Yogyakarta)


21

2.1.5 Pengujian Tarik

Uji tarik merupakan salah satu pengujian destruktif (pengujian yang bersifat

merusak benda uji). Pengujian dilakukan dengan memberikan beban tarik pada

beban uji secara perlahan-lahan sampai putus. Maka akan terlihat batas mulur,

kekuatan tarik, perpanjangan, pengecilan luas penampang dari benda uji.

Gambar 2.3 Bentuk dan dimensi spesimen uji tarik

Keterangan:

A = Panjang batas beban (panjang ukur sampai dengan titik tengah radius)

R = Radius sebagai batas panjang uji tarik

G = Panjang ukur (Gage Length)

D = Diameter ukur

Pelaksanaan pengujian sebagai berikut :

a. Ukuran dan nomor benda uji dicatat.

b. Kemudian benda uji dipasang pada grip (penjepit) atas dan bawah pada

mesin uji, dan dinaikan atau diturunkan grip bawah dengan kecepatan

sedang sehingga penjepitan benda uji dalam posisi yang tepat. Kedudukan

benda uji harus vertikal dan setelah itu kedua penjepit dikencangkan

secukupnya.

c. Tombol power pada mesin cetak (Printer) dihidupkan dan kertas mili

meter blok dipasang pada mesin cetak.

d. Mesin dijalankan dan catat angka yang ditampilkan pada layar data display

sampai benda uji patah.


22

Beban tarik yang bekerja pada benda uji akan menimbulkan pertambahan

panjang disertai pengecilan penampang benda uji. Dari data yang diperoleh

dari pengujian tarik, dapat dilakukan perhitungan untuk mencari nilai dari

tegangan maksimum dan regangan dari benda uji tersebut, perhitungan

dilakukan dengan menggunakan rumus berikut :

1. Kekuatan Tarik :

𝜎𝑢 =𝑃𝑚𝑎𝑥

𝐴 𝑘𝑔/𝑚𝑚2 (3)

Dengan 𝑃𝑚𝑎𝑥 adalah gaya maksimal (𝑘𝑔), 𝐴 = luas penampang mula-mula

(𝑚𝑚2), 𝜎𝑢 adalah ultimate tensile strength atau tegangan tarik maksimum

(kg/𝑚𝑚2).

2. Regangan :

𝜀 =𝐿−𝐿𝑜

𝐿𝑜 × 100% =

∆𝐿

𝐿𝑜 × 100% (4)

Dengan 𝜀 adalah regangan, 𝐿 adalah Panjang ukur awal (𝑚𝑚),

𝐿𝑜 merupakan panjang ukur akhir (𝑚𝑚), 𝑑𝑎𝑛 ∆𝐿 merupakan pertambahan

panjang (𝑚𝑚).

Semakin besar panjang ukur, semakin besar pula nilai regangan karena

pertambahan panjang akan semakin besar, dan rumus dari regangan sendiri

berbanding lurus dengan berubahan panjang dan berbanding terbalik dengan

panjang ukur awal benda uji. Percobaan tarik akan dilakukan untuk setiap bahan.

Dari pengujian tarik dapat disimpulkan sifat mekanik dari suatu bahan yaitu :

a. Semakin tinggi kemampuan tegangan tarik suatu bahan maka akan lebih

kuat juga bahan tersebut dapat menerima tegangan tarik, namun semakin

rendah kemampuan tegangan tarik suatu bahan maka akan lebih lemah

bahan dapat menerima tegangan tarik.


23

b. Semakin tinggi regangan maka bahan tersebut semakin mudah dibentuk,

dan sebaliknya semakin kecil regangan maka bahan tersebut akan sulit

dibentuk.

Gambar 2.4 Kurva regangan dan tegangan uji tarik

(sumber: Soeparwi 2006)

Sifat-sifat terhadap beban tarik:

a. Modulus Elastisitas

Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu material,

semakin besar modulus elastisitas suatu material maka akan

semakin kecil regangan elastis yang dihasilkan akibat pemberian

tegangan pada material tersebut. Modulus elastisitas suatu bahan

ditentukan oleh gaya ikatan antar atom pada material, karena gaya

ini tidak dapat diubah tanpa terjadinya perubahan mendasar pada

sifat bahannya, maka modulus elastisitas merupakan salah satu dari

banyak sifat mekanik yang tidak mudah diubah. Sifat ini hanya

dapat sedikit berubah oleh adanya penambahan paduan, perlakuan

panas atau pengerjaan dingin. Modulus elastisitas biasanya diukur

pada suatu suhu tinggi dengan metode dinamik. Pada tegangan

tarik rendah terdapat hubungan linier antara tegangan dan regangan


24

yang disebut sebagai daerah elastis, pada daerah ini akan berlaku

hokum Hooke.

b. Batas Proporsional

Batas proporsional adalah tegangan maksimum elastis pada suatu

material, sehingga apabila tegangan-tegangan yang diberikan tidak

melebihi batas proporsional suatu material maka material tersebut

tidak akan mengalami deformasi dan akan dapat kembali ke bentuk

semula.

c. Batas Elastis

Batas elastis adalah tegangan terbesar yang masih dapat ditahan

oleh suatu material tanpa terjadi tegangan sisa permanen yang

terukur. Pada saat beban ditiadakan material mampu kembali pada

kemampuan awal lagi.

d. Kekuatan Luluh

Kekuatan luluh adalah tegangan yang dibutuhkan untuk

menghasilkan sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan.

e. Tegangan Maksimum

Tegangan maksimum merupakan beban maksimum yang mampu

diterima oleh material hingga sebelum material tersebut patah.

2.1.6 Korosi

Korosi adalah gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam,

Menurut Denny A. Jones pada buku berjudul Principles and Prevention of

Corrosion, definisi korosi adalah rusaknya suatu bahan atau berkurangnya

kualitas suatu bahan, dikarenakan reaksi dengan lingkungannya. Korosi tersebut

bisa mengakibatkan bahan bertambah berat, bahan menjadi semakin ringan dan

sifat-sifat mekanisnya berubah. Korosi harus dicegah karena sangat merugikan.

Dari kerugian ekonomi sampai kerugian materi.


25

Efek dari korosi sendiri akan berpegaruh pada umur pemakaian material.

Maka untuk mengetahui cepat atau lambatnya korosi pada sebuah material dapat

diperhitungankan melalui persamaan :

𝑣 = 𝑘𝑘𝑜𝑟 [𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛]

Dengan 𝑣 adalah laju reaksi korosi, ketetapan laju ukuran energi bebas aktivasi

dinyatakan dengan 𝑘𝑘𝑜𝑟

𝑘𝑘𝑜𝑟 = 𝐴 𝑒−∆𝐺∗/𝑅𝑇

Dengan A adalah tetapan, ∆𝐺 adalah energi bebas (selisih energi bebas antara

logam dan produk korosinya) dan R tetapan gas universal serta temperatur

dinyatakan dengan T.

Korosi pada logam sangatlah beragam, disebabkan karena kondisi

lingkungan sampai pada kondisi dari logam itu sendiri. Adapun jenis-jenis korosi

yang biasa terjadi pada logam :

2.1.6.1 Korosi Merata

Korosi merata adalah sebuah proses pengkorosian yang terjadi pada

seluruh permukaan logam yang terbuka atau kontak langsung dengan

lingkungan. Biasanya logam yang mengalami korosi merata ini memiliki

harga potensial reduksi dibawah nol. Sehingga logam akan terkorosi secara

alami disebabkan oleh udara sekitar yang lembab.

Gambar 2.5 Korosi merata

(Sumber : Jones, DA. : Principles and Prevention of Corrosion)


26

2.1.6.2 Korosi Galvanis

Korosi galvanis adalah sebuah proses korosi yang terjadi pada dua buah

logam yang menempel satu sama lain. Korosi galvanis bisa terjadi karena dua

logam ini memiliki selisih potensial reduksi, karena memiliki potensial

reduksi yang berbeda maka salah satu logam menjadi katodik dan yang

lainnya menjadi anodik. Ketika ada udara lembab ataupun air menggenang

disekitar dua logam itu akan berfungsi seperti elektrolit yang membantu

mempercepat proses korosi tersebut.

Terjadinya korosi galvanis dipengaruhi oleh posisi relative logam-logam

tersebut pada deret galvanik. Deret galvanik menyatakan potensial relatif

antara logam-logam pada kondisi tertentu. Perbedaan deret galvanik (DG)

dengan deret elektrokimia (DEK) yaitu:

a. DEK = Data elektrokimia yang mutlak untuk perhitungan yang

teliti.

DG = Data hubungan antara logam yang satu dengan lainnya dari

hasil kualitatif.

b. DEK = Memuat data dari unsur-unsur logam.

DG = Logam-logam murni dan campuran lebih bersifat praktis.

c. DEK = Diukur pada kondisi standard.

DG = Diukur pada kondisi tertentu.

Gambar 2.6 Korosi galvanis



27

2.1.6.3 Korosi Celah (Crevice)

Korosi yang terjadi didalam sela-sela antara logam dan permukaan logam

yang terlindungi, akibat adanya air ataupun material yang tergenang pada

celah sehingga oksigen tidak dapat menembus. Banyak terjadi dibawah

gasket, keling, baut, dan katub.

Gambar 2.7 Korosi celah


2.1.6.4 Korosi Sumuran

Korosi yang terjadi karena adanya lubang-lubang sangat kecil, yang

menyebabkan udara tidak dapat masuk untuk membuat lapisan pelindung.

Korosi ini menyerang bagian selaput pelindung yang tergores atau retak akibat

perlakuan mekanik. Pada bagian yang mempunyai tonjolan akibat dislokasi

atau slip disebabkan oleh tegangan tarik yang dialami, dan menyerang bagian

heterogen akibat adanya inklusi segresi atau presipitasi. Korosi ini dipicu oleh

faktor-faktor metalurgi.

Gambar 2.8 Korosi sumuran



28

2.1.6.5 Korosi Batas Butir (Intergranular)

Terjadi karena pada daerah batas butir terdapat endapan atau mengandung

senyawa asing. Adapun cara untuk menghindari korosi ini adalah dengan

menggunakan perlakuan panas (heatthreatment) dengan cairan yang

bertemperatur tinggi atau dapat juga dilakukan dengan kadar karbon, misalnya

sampai dengan 0,03% sehingga tidak terbentuk Cr23C6 seperti pada Stainless

Steel (Fe.18Cr.8Ni)

2.1.6.6 Korosi Retak Tegang

Korosi retak tegang adalah keretakan akibat tegangan tarik dan media

korosif yang secara bersamaan dan terjadi pada material yang spesifik.

Karakteristik dari korosi ini adalah perpatahannya getas dimana retakan terjadi

dengan regangan yang kecil dari material.

2.1.6.7 Korosi Erosi

Korosi erosi terjadi akibat aliran dari suatu fluida yang mengalir sangat

cepat sehingga merusak permukaan logam dan lapisan pelindungnya. Amonia

(NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan

industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas

dan sangat mudah terlepas ke udara. Di dunia industri, ammonia umumnya

digunakan sebagai bahan anti beku (refrigerant) di dalam alat pendingin.

Bukan ganya itu saja, dalam aplikasi alat pendingin absorbs yang digunakan

sebagai refrigerant adalah ammonia. Tentu saja dalam prosesnya pengaruh

ammonia tersebut akan menyebabkan korosi.

2.1.6.8 Korosi Selektif

Korosi selektif adalah suatu bentuk korosi yang terjadi karena pelarutan

komponen tertentu dari paduan logam. Pelarutan ini terjadi pada salah satu

unsur pemadu atau komponen dari paduan logam yang relatif aktif yang

menyebabkan sebagian besar dari pemadu tersebut hilang dari paduannya.


29

2.2 Tinjauan Pustaka

2.2.1 Tegangan yang Bekerja pada Sudu Kincir

Sebuah penelitian oleh Nurimbetov A., dkk, (2015) yang berjudul

“Optimization of Windmill’s layered Composite Blades to reduce Aerodinamic

noise and Use in Construction of “Green” Cities”. Mengungkapkan tegangan

yang bekerja pada sebuah blade adalah tegangan tarik dan tegangan geser.

Gambar 2.9 Distribusi tegangan normal pada sudu kincir (a) karbon silikat

(b) boroaluminium (c) fiberglass


30

Gambar 2.10 Distribusi tegangan geser pada sudu kincir (a) karbon silikat (b)

boroaluminium (c) fiberglass

2.2.2 Laju Korosi

Menurut F. Corvo, T. Perez, L.R. Dzib, dkk, Corrosion Science Vol 50

(2008) yang berjudul “Outdoor-indoor corrosion of metal in tropical coastal

atmospheres” telah meneliti laju korosi pada empat jenis logam diantaranya

baja karbon, tembaga, zink dan aluminium dengan tiga kondisi perkorosian.

Outdoor atau pada udara terbuka di pesisir pantai, sheltered atau diberi

perlindungan berupa atap sehingga logam akan terkena kondisi udara pesisir

pantai namun tidak terpengaruh oleh presipitasi atau tidak terkena hujan.

Kondisi ketiga dimana dibuat media perlindungan dan hanya diberikan

ventilasi saja untuk masuknya udara terbuka pesisir pantai (vent sheltered).


31

Tabel 3.11 Laju korosi dari baja, tembaga, zink, dan aluminium dalam (g/m2)

di Viriato stasiun pesisir (Kuba)

Pada jurnal penelitian ini aluminium yang diberi perlakuan korosi secara

outdoor atau pada kondisi udara pesisir pantai tanpa perlindungan apapun,

menghasilkan laju korosi 2,15 gram/m2 dengan rentang waktu enam bulan.

Diharapkan pada penelitian ini hasil laju korosi benda uji Al – Si – Cu yang

diberi perlakuan korosi selama empat bulan dapat mendekati angka tersebut.


32

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir

Berikut akan dipaparkan mengenai tahapan yang penulis lakukan dalam

proses penyusunan naskah penelitian menggunakan diagram alir di bawah ini.

Gambar 3.1 Diagram alir

Persiapan alat dan

bahan yang diperlukan

Peleburan

Aluminium Kondisi

Awal

Peleburan Aluminium dengan

penambahan komposisi

8,5%Silikon Tembaga 8%

Pengecoran dan Machining

dengan Perlakuan Korosi

Uji Tarik Pengujian

Perubahan Massa

Pembahasan

Kesimpulan

Pengujian Massa

Jenis

Tanpa Perlakuan Korosi

Uji Tarik

Uji Komposisi


33

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan Penelitian

Beberapa bahan yang diperlukan dalam membuat benda uji adalah aluminium,

silikon dan tembaga. Aluminium dan tembaga diperoleh di Yogyakarta dipotong

kecil-kecil, selanjutnya silikon yang diperoleh di Ceper, Klaten ditumbuk hingga

halus. Alat-alat yang diperlukan antara lain cetakan gerabah, kowi, tabung solar,

thermokopel, dan pembakar (burner). Proses pengecoran tersebut akan

menghasilkan dua jenis spesimen uji, yaitu :

1. Aluminium kondisi awal.

2. Paduan aluminium silikon tembaga dengan komposisi silikon 8,5%

tembaga 8%.

3.2.2 Alat-alat Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam proses pengujian antara lain :

a. Mesin Uji Tarik,

Digunakan untuk melakukan pengujian tarik dan untuk mengetahui nilai

tegangan tarik dari spesimen yang diuji. Terdapat di Laboratorium Ilmu

Logam, Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

Gambar 3.2 Mesin uji tarik


34

Gambar 3.3 Printer pada mesin uji tarik

b. Neraca digital

Neraca digital berungsi untuk mengetahui massa dari benda uji. Terdapat

di Laboratorium Analisa Pusat, Jurusan Farmasi Universitas Sanata

Dharma.

Gambar 3.4 Neraca digital


35

c. Gelas ukur

Gambar 3.5 Gelas ukur


36

3.3 Proses Peleburan Logam

3.3.1 Bahan Coran

Bahan-bahan yang digunakan dalam proses pengecoran antara lain:

a. Aluminium

Aluminium sebagai bahan utama dari paduan Al-Si-Cu. Aluminium yang

dipakai pada penelitian ini berbentuk silinder dengan diameter 3,7 cm dan

panjang 100 cm. Aluminium ini dibeli di Yogyakarta dan sudah diuji

komposisi di Laboratorium Logam, Politeknik Manufaktur Ceper. Untuk

pengecoran aluminium kondisi awal, aluminium yang dipergunakan seberat

1,4838 kg atau dipotong sepanjang 50,2482 cm.

Gambar 3.6 Aluminium

b. Tembaga

Tembaga sebagai bahan paduan dari Al-Si-Cu yang dapat membantu

meningkatkan tegangan tarik dari bahan. Tembaga yang dipakai pada

penelitian ini berbentuk silinder dengan diameter 0,8 cm dan panjang 100 cm,

dibeli di Yogyakarta. Untuk pengecoran paduan, tembaga yang dipergunakan

seberat 68 gram.


37

Gambar 3.7 Tembaga

c. Batuan silikon metal

Silikon sebagai bahan paduan dari Al-Si-Cu yang dapat membantu

meningkatkan ketahanan korosi dan meningkatkan keuletan dari bahan.

silikon yang dipakai pada penelitian ini berbentuk batuan silikon metal.

Batuan silikon metal ini didapatkan di daerah pengecoran Ceper, Klaten.

Untuk pengecoran paduan, silikon dipergunakan seberat 123,2 gram.

Gambar 3.8 Batuan silikon metal


38

3.3.2 Alat –alat yang digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam proses pengecoran antara lain :

1. Tabung solar

Sebagai media untuk menampung udara dan bahan bakar.

Gambar 3.9 Tabung solar

2. Selang tembaga

Berfungsi sebagai media untuk mendistribusikan udara dan bahan bakar ke

burner.

Gambar 3.10 Selang tembaga


39

3. Burner

Digunakan untuk menyemprotkan bahan bakar yang bercampur dengan

udara bertekanan ke dalam tungku tanah liat agar terjadi pembakaran yang

sempurna.

Gambar 3.11 Burner

4. Pompa

Digunakan untuk mengisikan udara ke dalam tangki solar.

Gambar 3.12 Pompa

5. Tang penjepit

Berfungsi untuk menjepit dan mengangkat kowi tanah liat dari tungku

pada saat proses penuangan cairan ke dalam cetakan tanah liat


40

Gambar 3.13 Tang penjepit

6. Tungku Tanah liat

Media pengapian yang digunakan selama proses peleburan dan pembuatan

bahan uji.

Gambar 3.14 Tungku tanah liat

7. Kowi tanah liat

Digunakan sebagai media peleburan material-material coran.


41

Gambar 3.15 Kowi tanah liat

8. Thermokopel

Berfungsi sebagai alat pengukur suhu pada saat proses peleburan material

di dalam kowi tanah liat.

Gambar 3.16 Thermokopel

9. Stopwatch

Untuk mengetahui berapa lama waktu peleburan dari masing-masing

material.


42

Gambar 3.17 Stopwatch

10. Kunci pas ring

Berfungsi untuk mengencangkan mur yang berada di ujung burner dan

mengencangkan mur yang menghubungkan selang tembaga dengan tabung

solar dan burner.

Gambar 3.18 Kunci pas ring

11. Cetakan gerabah

Berfungsi sebagai media untuk menampung cairan coran hingga benar-

benar kering.


43

Gambar 3.19 Cetakan gerabah

12. Palu

Digunakan untuk memecahkan cetakan-cetakan gerabah ketika hasil coran

sudah kering.

Gambar 3.20 Palu

13. Gergaji tangan

Berfungsi untuk memotong bahan-bahan yang akan dilebur seperti

aluminium dan tembaga.

Gambar 3.21 Gergaji tangan


44

14. Kikir bulat

Kikir bulat mempunyai fungsi untuk melebarkan lubang pada cetakan agar

lebih rapi dan tidak menghalangi cairan yang nanti akan masuk ke dalam

cetakan.

Gambar 3.22 Kikir bulat

15. Sarung tangan tahan api

Sarung tangan tahan api digunakan pada saat proses penuangan cairan

coran ke cetakan gerabah agar tangan kita terlindung dari panasnya api.

Gambar 3.23 Sarung tangan tahan api


45

3.3.3 Proses Persiapan Pengecoran Logam

Proses persiapan sebelum peleburan logam adalah sebagai berikut :

1. Aluminium (Al), silikon (Si), dan tembaga (Cu) yang sudah ditimbang dan

dikelompokkan disiapkan.

2. Aluminium (Al) yang berbentuk silinder dipotong kecil-kecil.

3. Batuan silikon metal (Si) ditumbuk hingga halus untuk memudahkan

proses peleburan, kemudian timbang sesuai dengan komposisinya.

4. Tembaga (Cu) yang berbentuk silinder ditimbang sesuai komposisinya dan

dipotong.

5. Bahan bakar solar dan corong untuk pengisian disiapkan.

6. Tabung bertekanan diisi solar secukupnya lalu diberi tekanan angin

dengan memakai pompa hingga bar tekanan penuh.

7. Burner dibersihkan dengan gas bertekanan dan diberi TBA pada

penghubung selang tembaga.

8. Selang tembaga disambungkan dengan tabung bertekanan dan burner.

Diberi TBA dan dikencangkan menggunakan kunci pas ukuran delapan.

9. Kowi diletakkan didalam tungku dan dibawahnya diberi batu tahan api

agar semburan dari burner pas menuju ke kowi.

10. Pada tempat keluarnya api pada burner dituang oli untuk membantu

pemanasan burner.

11. Api dinyalakan pada burner dan tunggu sampai panas.

3.3.4 Proses Peleburan dan Pengecoran Logam

Prosedur peleburan adalah sebagai berikut :

1. Aluminium (Al), silikon (Si), dan tembaga (Cu) yang sudah ditimbang dan

dikelompokkan disiapkan.

2. Aluminium (Al), silikon (Si), dan tembaga (Cu) dimasukkan ke dalam

kowi sesuai dengan komposisinya.


46

3. Kowi diletakkan di dalam tungku dan dibawahnya diberi batu tahan api

agar semburan dari burner menuju ke kowi.

4. Ujung lubang keluarnya api pada burner dituang oli untuk membantu

pemanasan burner.

5. Api dinyalakan pada burner dan tunggu sampai panas.

6. Stopwatch dinyalakan seiring dengan mulai dinyalakannya burner, untuk

menghitung waktu yang diperlukan selama peleburan.

7. Setelah burner mulai panas dan solar mulai menyembur. Tuas tabung

bertekanan dibuka (dilakukan penyetelan nyala api burner).

8. Setelah kurang lebih lima menit, nyala api akan menunjukan pengapian

sempurna.

9. Aluminium (Al) mulai melunak sekitar 40 menit.

10. Kowi ditutup agar tidak terdapat panas yang terbuang.

11. Paduan material dalam kowi diaduk agar aluminium (Al), silikon (Si) dan

tembaga (Cu) tercampur dengan baik.

12. Sekitar 56 menit bahan sudah terlebur sempurna dengan temperatur 927o

C.

13. Panas diukur dengan menggunakan thermokopel dan dicatat.

14. Kowi dapat diangkat dari tungku dengan tang penjepit dengan sebelumnya

tangan kita sudah memakai sarung tangan, selanjutnya dituang kedalam

cetakan gerabah yang sudah dipersiapkan.

15. Penuangan membutuhkan waktu kurang lebih sekitar lima detik.

3.3.5 Pembongkaran Hasil Coran

Paduan yang sudah dicor akan didiamkan selama enam jam hingga kering

sempurna. Cetakan terbuat dari tanah liat atau gerabah, maka dalam proses

pembongkaran hasil coran dilakukan dengan cara memukul dengan palu hingga

cetakan pecah dan pecahkan diseluruh bagian cetakan hingga tidak ada benda uji

yang menempel dengan cetakan. Setelah berhasil dibongkar maka selanjutnya

benda uji akan dibentuk dengan menggunakan milling dan bubut (machining).


47

Gambar 3.24 Hasil pengecoran

3.4 Pembuatan Benda Uji

Hasil coran berupa dua plat kotak dengan ukuran 15 cm x 15 cm x 3cm

selanjutnya akan diratakan dengan mesin milling, benda uji akan diratakan

sehingga mencapai ketebalan 2 - 2,5 cm. Hasil coran digergaji menjadi sepuluh

bagian, dan dibubut hingga membentuk silinder dengan dimensi 12 cm x 1 cm x 1

cm, sehingga menghasilkan 15 spesimen benda uji. Dalam empat bulan, per

bulannya tiga spesimen yang akan diuji ketahanan korosinya, masing-masing akan

diuji tarik. Sebagai dasar acuan tiga spesimen dengan umur nol bulan, akan diuji

massa jenis dan uji tarik.

Gambar 3.25 Tabel Standar Tes Tegangan dengan spesimen bundar dan contoh

spesimen ukuran kecil yang proposional sebagai standar spesimen

(Sumber : ASTM A370. : Standard Test Method and Definitions for Mechanical

Testing of Steel Products)


48

Menurut tabel ASTM A370 seperti pada Gambar 5.4 sebagai spesimen

uji tarik penulis mengambil ukuran standar yaitu, Small-Size Spesimens

Proportional to Standard dengan Nominal Diameter 6.25 mm, Gage length (G)

25.0 mm, Diameter (D) 6.25, Radius of fillet (R) 5 mm, dan Length of reduced

section (A) 32 mm. Berikut dimensi spesimen uji tarik seperti tersaji dalam

Gambar 5.5.

Gambar 3.26 Dimensi spesimen

3.5 Tahap Pengujian Bahan

3.5.1 Pengujian Masa Jenis

Pengujian massa jenis adalah sebagai berikut :

a. Spesimen yang sudah melalui proses machining diberi nomor menurut

komposisi, antara aluminium kondisi awal dan aluminium dengan

penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga.

b. Sebelum diberi perlakuan korosi, semua spesimen diberi nomor, ditimbang

dan diukur volumenya.

c. Spesimen ditimbang dengan menggunakan neraca digital sebagai data (m).

d. Spesimen diukur volumenya dengan menggunakan gelas ukur berkapasitas

50 ml.


49

e. Gelas ukur diisi air sebanyak 40 ml.

f. Spesimen dimasukkan ke dalam gelas ukur. Selisih penambahan volume

dicatat sebagai data (v).

g. Data spesimen kemudian ditentukan massa jenisnya dengan menggunakan

rumus:

𝜌 =𝑚

𝑣

Dengan, 𝜌 adalah massa jenis dengan satuan gram/dm3, 𝑚 merupakan

massa spesimen (gram), dan 𝑣 merupakan volume (dm3).

3.5.2 Pengujian Tegangan Tarik

Pengujian tarik dilakukan dengan tujuan untuk menentukan sifat-sifat

mekanis material antara lain kekuatan tarik dan regangan.

Proses pengujian tarik adalah sebagai berikut :

a. Benda uji dipasang pada penjepit atau chuck atas dan bawah pada alat uji

tarik. Penjepit bawah dinaikkan dan diturunkan dengan kecepatan lambat,

sehingga penjepit benda uji dalam posisi yang tepat, diusahakan agar

kedudukan dari benda uji benar-benar vertikal, kemudian kedua penjepit

atau chuck dikencangkan.

Gambar 3.27 Benda uji dijepit pada chuck


50

b. Benda uji diberi beban tarik, sehingga benda uji akan bertambah panjang

dan sampai pada saat benda uji tersebut akan putus atau patah. Perpatahan

yang diharapkan adalah pada bagian panjang ukur dari benda uji, apabila

patah terjadi di luar panjang ukur benda uji, pengujian tersebut dinyatakan

gagal. Dimensi panjang ukur yang dipakai pada spesimen ini yaitu 2,5 cm.

c. Data yang perlu dicatat sebelum melakukan uji tarik adalah gage length

atau panjang awal daerah ukur (𝐿0), diameter daerah ukur (d).

Gambar 3.28 Dimensi panjang ukur

d. Data yang didapatkan kemudian dicatat selama pengujian tarik

(pertambahan beban dan pertambahan panjang) dengan interval yang

ditentukan.

e. Beban tarik maksimum dan kekuatan tarik maksimum setelah spesimen

putus dicatat (𝐹).

f. Pertambahan panjang yang tertera pada mesin uji tarik dicatat setelah

spesimen patah (∆𝐿).

g. Hasil penelitian tegangan tarik dan regangan dapat dihitung dengan rumus:

𝜎 =𝐹

𝐴


51

Dengan, 𝜎 adalah tegangan tarik dengan satuan kg/mm2, 𝐹 merupakan

beban penarikan (kg), dan 𝐴 merupakan luas penampang (mm2).

𝜀 =∆𝐿

𝐿0

Dengan, 𝜀 adalah regangan, ∆𝐿 merupakan pertambahan panjang spesimen

(mm), dan 𝐿0 merupakan gage length atau panjang awal daerah ukur (mm).

3.5.3 Pengujian Korosi

Proses tahapan pengujian korosi adalah sebagai berikut :

a. Benda uji yang sudah dicor dengan variasi masing-masing akan dipotong

dengan dimensi yang sudah ditentukan sebanyak 12 buah.

Gambar 3.29 Benda uji

b. Sebelum masuk dalam tahap korosi, semua benda uji ditimbang untuk

nantinya digunakan sebagai data m0.

c. Spesimen terdiri dari dua variasi, aluminium kondisi awal dan aluminium

dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga. Masing

masing memiliki 12 buah spesimen.


52

d. Benda uji yang berjumlah 12 digantung dengan tali pada ketinggian dua

meter di pinggir Pantai Taman Pelangi, Bantul untuk diberi perlakuan

korosi.

Gambar 3.30 Benda uji digantung

e. Setiap 30 hari akan ditimbang dengan neraca digital untuk melihat

perubahan massa yang terjadi dari benda uji sebagai efek dari reaksi korosi

dan kemudian digunakan sebagai data mn.

Gambar 3.31 Penimbangan benda uji


53

f. Data m diperoleh dari perhitungan mn-m0.

g. Penelitian korosi ini dilakukan selama empat bulan dan akan dihitung laju

korosinya dengan cara :

𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑘𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖 =𝑚

𝐴. 𝑡

Dengan mdd merupakan satuan dari laju korosi [ 𝑚𝑔

𝑑𝑚2 . 𝑑𝑎𝑦 ⁄ ], m adalah

massa benda setelah mengalami proses korosi disetiap bulan (gram), A adalah

luas penampang (𝑑𝑚2), dan t merupakan time atau umur spesimen mengalami

korosi (hari atau day)


54

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Pada pengujian ini, aluminium diberi penambahan komposisi 8,5% silikon

dan 8% tembaga. Bahan aluminium yang penulis pergunakan didapat di

Yogyakarta dan sudah melalui uji komposisi di Politeknik Manufaktur,

Laboratorium Logam, Ceper, Klaten. Hasil pengujian komposisi dapat dilihat

pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Komposisi aluminium

UNSUR SAMPEL UJI

15/S-1961 (%) Deviasi

Al 98.64 0.1082

Si 0.194 0.0065

Fe 0.24 0.0142

Cu 0.17 0.0007

Mn 0.0438 0.0002

Mg <0.05 <0

Cr <0.015 <0

Ni <0.02 <0.0000

Zn 0.505 0.101

Sn <0.05 <0.0000

Ti 0.0148 0.0017

Pb <0.03 <0.0000

Be <0.0001 <0.0000

Ca 0.031 0.0002

Sr <0.0005 <0.0000

V 0.0222 0.0016

Zr <0.003 <0.0000

Pada Tabel 4.1 paduan komposisi aluminium dapat dilihat aluminium

sudah memiliki kadar silikon sebesar 0,194% dan tembaga sebesar 0,17%, maka

kadar silikon yang ditambahkan pada aluminium sebanyak 8.306% dan kadar

tembaga yang ditambahkan pada aluminium sebesar 7.83%.


55

Gambar 4.1 Metal scan

4.1.1 Data Penelitian Pengujian Massa Jenis

Pengujian massa jenis dilakukan pada spesimen aluminium kondisi awal

dan spesimen aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%

tembaga. Penghitungan dilakukan dengan pengukuran volume dan massa yang

telah diukur menggunakan gelas ukur dan neraca digital. Massa dan massa jenis

dari semua spesimen diukur pada kondisi awal sebelum dikorosikan di pinggir

pantai. Perhitungan massa jenis diperoleh dengan:

𝑚 = 21,325 𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑣 = 7 𝑚𝑙 = 0,007 𝑑𝑚3

𝜌 =𝑚

𝑣

𝜌 =21,325 𝑔𝑟𝑎𝑚

0,007 𝑑𝑚3

𝜌 = 3046.42 𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑑𝑚3⁄

Hasil pengujian massa jenis aluminium kondisi awal dan aluminium

dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga dapat dilihat pada

Tabel 4.2 dan Tabel 4.3.


56

Tabel 4.2 Massa jenis aluminium kondisi awal

Nomor spesimen

Volume (ml)

Volume (dm3)

Massa (gram)

Massa jenis (gram/dm³)

1 7,30 0,0073 19,818 2714,79

2 6,30 0,0063 17,111 2716,03

3 6,40 0,0064 17,573 2745,78

4 6,60 0,0066 17,388 2634,55

5 6,80 0,0068 17,993 2646,03

6 7,50 0,0075 20,169 2689,20

7 7,30 0,0073 19,958 2733,97

8 7,30 0,0073 19,388 2655,89

9 7,30 0,0073 19,521 2674,11

10 7,30 0,0073 19,426 2661,10

11 6,60 0,0066 17,422 2639,70

12 7,30 0,0073 19,391 2656,30

13 7,30 0,0073 19,518 2673,70

14 7,30 0,0073 19,371 2653,56

15 6,30 0,0063 16,526 2623,17


dan 8% tembaga

Nomor spesimen

Volume (ml)

Volume (dm3)

Massa (gram)


1 7,00 0,0070 21,226 3032,29

2 7,00 0,0070 21,325 3046,43

3 7,40 0,0074 21,597 3085,29

4 7,70 0,0077 21,021 3003,00

5 7,60 0,0076 21,322 3003,10

6 7,70 0,0077 20,961 2722,21

7 7,10 0,0071 20,732 2961,71

8 7,60 0,0076 20,667 2719,34

9 7,20 0,0072 21,384 3054,86

10 7,60 0,0076 20,978 2760,26

11 7,30 0,0073 21,350 3007,04

12 7,50 0,0075 21,045 3006,43

13 7,00 0,0070 21,089 3012,71

14 7,60 0,0076 20,757 2767,60

15 7,40 0,0074 21,188 3026,86


57

Perhitungan standar deviasi :

s =√∑𝑁

𝑗=1 (𝑋𝑗−𝑋 ̅)2

(𝑁−1)

Pada massa jenis Tabel 4.2 dan Tabel 4.3 terdapat data yang kurang baik

sehingga diperlukan perhitungan ulang menggunakan rumus standar deviasi.

Berikut akan ditampilkan kembali data massa jenis yang sudah diperbaiki

menggunakan rumus standar deviasi. Data akan disajikan pada Tabel 4.4 dan

Tabel 4.5.

Tabel 4.4 Massa jenis aluminium kondisi awal setelah mempergunakan

perhitungan standar deviasi

Nomor spesimen

Volume (ml)

Volume (dm³)

Massa (gram)


5 6,80 0,0068 17,993 2646,03

6 7,50 0,0075 20,169 2689,20

8 7,30 0,0073 19,388 2655,89

9 7,30 0,0073 19,521 2674,11

10 7,30 0,0073 19,426 2661,10

11 6,60 0,0066 17,422 2639,70

12 7,30 0,0073 19,391 2656,30

13 7,30 0,0073 19,518 2673,70

14 7,30 0,0073 19,371 2653,56

Rata – rata 2661,06


58


dan 8% tembaga setelah mempergunakan perhitungan standar deviasi

Nomor spesimen

Volume (ml)

Volume (dm³)

Massa (gram)


1 7,40 0,0074 21,597 3032,29

2 7,60 0,0076 21,322 3046,43

4 7,10 0,0071 20,732 3003,00

5 7,20 0,0072 21,384 3003,10

7 7,6 0,0076 20,978 2961,71

9 7,30 0,0073 21,350 3054,86

11 7,50 0,0075 21,045 3007,04

12 7,40 0,0074 21,188 3006,43

13 7 0,0070 21,089 3012,71

15 7 0,0070 21,188 3026,86

Rata – rata 3015,44

4.1.2 Data Penelitian Pengujian Tegangan Tarik

Pengujian tegangan tarik dilakukan pada spesimen aluminium kondisi

awal dan spesimen aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan

8% tembaga. Pengujian menggunakan alat uji tarik, menghasilkan nilai beban

tarik (kg), elongation atau pertambahan panjang (mm) dan print out grafik

hubungan beban dan pertambahan panjang. Adapun penghitungan tegangan tarik

dilakukan dengan rumus :

𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 (𝑑) = 6,15 𝑚𝑚

𝐴 =𝜋

4× 𝑑2 =

3,14

4× (6,15 𝑚𝑚)2 = 29,69 𝑚𝑚2

𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 = 427,5 𝑘𝑔

𝑔 = 9,8 𝑚/𝑠

𝜎 =𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛

𝐴

𝜎 =427,5 𝑘𝑔

6,15 𝑚𝑚2= 14,40

𝑘𝑔𝑚𝑚2⁄


59

𝜎 = 14,40 𝑘𝑔

𝑚𝑚2⁄ × 9,8 𝑚𝑠2⁄ = 141,105 𝑀𝑝𝑎

Hasil pengujian tarik aluminium kondisi awal dan aluminium dengan penambahan

komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga dapat dilihat pada Tabel 4.6 dan Tabel

4.7.

Tabel 4.6 Tegangan tarik aluminium kondisi awal

Nomor spesimen

Gage length (mm)

Diameter (mm)

Beban (kg)

Elongasi ∆L(mm)

A (mm²)

ɛ σ

(kg/mm²) σ

(Mpa) Massa jenis (gram/dm³)

Umur

1 2,50 6,40 383,20 0,10 32,15 4,00% 11,92 116,79 2714,79 0

bulan 2 2,50 6,15 338,20 0,05 29,69 2,00% 11,39 111,63 2716,03

3 2,50 6,10 327,00 0,10 29,21 4,00% 11,19 109,71 2745,78

4 2,50 6,30 369,50 0,25 31,26 10,00% 11,86 116,22 2634,55 1

bulan 5 2,50 6,25 250,10 0,10 30,66 4,00% 8,16 79,93 2646,03

6 2,50 6,20 318,00 0,20 30,18 8,00% 10,54 103,28 2689,20

7 2,50 6,25 186,20 0,05 30,66 2,00% 6,07 59,51 2733,97 2

bulan 8 2,50 6,30 205,10 0,05 31,16 2,00% 6,58 64,51 2655,89

9 2,50 6,25 269,50 0,10 30,66 4,00% 8,79 86,13 2674,11

10 2,50 6,30 273,60 0,15 31,16 6,00% 8,78 86,06 2661,10 3

bulan 11 2,50 6,30 75,40 0,05 31,16 2,00% 2,42 23,72 2639,70

12 2,50 6,30 152,70 0,15 31,16 6,00% 4,90 48,03 2656,30

13 2,50 6,25 73,40 0,05 30,66 2,00% 2,39 23,46 2673,70 4

bulan 14 2,50 6,30 118,60 0,10 31,16 4,00% 3,81 37,30 2653,56

15 2,50 6,25 69,60 0,05 30,66 2,00% 2,27 22,24 2623,17

Tabel 4.7 Tegangan tarik paduan aluminium dengan penambahan

komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga

Nomor spesimen

Gage length (mm)

Diameter (mm)

Beban (kg)

Elongasi ∆L(mm)

A (mm²)

ɛ σ

(kg/mm²) σ


Umur

1 2,50 6,15 413,10 0,15 29,69 6,00% 13,91 136,352 3032,29 0

bulan 2 2,50 6,15 427,50 0,05 29,69 2,00% 14,40 141,105 3046,43

3 2,50 6,15 369,20 0,10 29,69 4,00% 12,43 121,861 3085,29

4 2,50 6,10 348,90 0,10 29,21 4,00% 11,94 117,057 3003,00 1 bulan 5 2,50 6,20 325,20 0,10 30,18 4,00% 10,78 105,615 3003,10


60

Nomor spesimen

Gage length (mm)

Diameter (mm)

Beban (kg)

Elongasi ∆L(mm)

A (mm²)

ɛ σ

(kg/mm²) σ


Umur

6 2,50 6,20 84,10 0,05 30,18 2,00% 2.79 27,313 2722,21 1

bulan

7 2,50 6,15 247,40 0,10 29,69 4,00% 8,33 81,659 2961,71 2

bulan 8 2,50 6,15 184,20 0,10 29,69 4,00% 6,20 60,799 2719,34

9 2,50 6,15 253,20 0,10 29,69 4,00% 8,53 83,574 3054,86

10 2,50 6,15 54,10 0,05 29,69 2,00% 1,82 17,857 2760,26 3

bulan 11 2,50 6,15 119,30 0,05 29,69 2,00% 4,02 39,377 3007,04

12 2,50 6,15 316,30 0,05 29,69 2,00% 10,65 104,401 3006,43

13 2,50 6,15 320,70 0,05 29,69 2,00% 10,80 105,853 3012,71

4bulan 14 2,50 6,15 41,50 0,05 29,69 2,00% 1,40 13,698 2767,60

15 2,50 6,15 96,30 0,05 29,69 2,00% 3,24 31,786 3026,86

4.1.3 Data Penelitian Pengujian Korosi

Pengujian laju korosi dilakukan pada spesimen aluminium kondisi awal

dan spesimen aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%

tembaga. Penghitungan dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Massa awal seluruh spesimen ditimbang dengan menggunakan neraca

digital, sebelum mengalami proses korosi.

2. Spesimen yang telah dikorosikan, setiap bulan massanya ditimbang

menggunakan neraca digital.

3. Diameter awal seluruh spesimen diukur sebelum dikorosikan

menggunakan jangka sorong.

4. Setelah mengalami proses korosi, dilakukan pengukuran diameter

menggunakan jangka sorong pada spesimen.

5. Perhitungan laju korosi.


61

Hasil perubahan massa setelah dikorosikan di pantai, aluminium kondisi awal dan

aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga dapat

dilihat pada Tabel 4.8 dan Tabel 4.9.

Tabel 4.8 Perubahan massa aluminium kondisi awal

Nomor spesimen

Umur (bulan) Selisih massa

Massa (gram)

0 1 2 3 4

1 19,958 - - - - -

2 19,388 - - - - -

3 19,518 - - - - -

4 19,818 19,822 - - - 0,004

5 17,111 17,123 - - - 0,012

6 17,573 17,577 - - - 0,004

7 17,388 - 17,404 - - 0,016

8 19,521 - 19,532 - - 0,011

9 19,371 - 19,387 - - 0,016

10 17,993 - - 18,012 - 0,019

11 19,391 - - 19,402 - 0,011

12 16,526 - - 16,538 - 0,012

13 20,169 - - - 20,188 0,019

14 19,426 - - - 19,443 0,017

15 17,422 - - - 17,447 0,025

Tabel 4.9 Perubahan massa aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%

silikon dan 8% tembaga

Nomor spesimen


Massa (gram)

0 1 2 3 4

1 21,226 - - - - -

2 21,325 - - - - -

3 21,597 - - - - -

4 21,021 21,058 0,037

5 21,322 21,290 -0,032

6 20,961 20,976 0,015

7 20,732 20,753 0,021

8 20,667 20,705 0,038

9 21,384 21,325 -0,059

10 20,978 20,987 0,009


62

Nomor spesimen


Massa (gram)

0 1 2 3 4

11 21,350 21,278 -0,072

12 21,045 21,097 0,052

13 21,089 21,101 0,012

14 20,757 20,775 0,018

15 21,188 21,070 -0,118

Perlakuan korosi selama empat bulan berpengaruh pada penambahan

diameter. Perubahan diameter spesimen setelah dikorosikan di pantai, aluminium

kondisi awal dan aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%

tembaga dapat dilihat pada Tabel 4.10 dan Tabel 4.11

Tabel 4.10 Perubahan diameter aluminium kondisi awal

Nomor spesimen

d1 dan d3 awal (mm)

d2 awal (mm) d1 dan d3

setelah terkorosi (mm)

d2 setelah

terkorosi (mm)

Lama korosi

1 10 6,35 - -

0 bulan 2 10 6,15 - -

3 10 6,15 - -

4 10 6,30 10,10 6,40

1 bulan 5 10 6,25 10,05 6,20

6 10 6,30 10,05 6,20

7 10 6,35 10,05 6,35

2 bulan 8 10 6,15 10,10 6,30

9 10 6,25 10,10 6,30

10 10 6,30 10,15 6,35

3 bulan 11 10,20 6,30 10,30 6,40

12 10 6,30 10,10 6,35

13 10 6,10 10,10 6,40

4 bulan 14 10 6,25 10,15 6,30

15 10 6,20 10,10 6,30


63

Tabel 4.11 Perubahan diameter aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%

silikon dan 8% tembaga

Nomor spesimen

d1 dan d3 awal (mm)

d2 awal (mm) d1 dan d3

setelah terkorosi (mm)

d2 setelah

terkorosi (mm)

Lama korosi

1 10 6,35 - -

0 bulan 2 10 6,35 - -

3 10 6,35 - -

4 10 6,30 10,10 6,35

1 bulan 5 10 6,35 10,10 6,45

6 10 6,30 10,05 6,35

7 10 6,30 10,05 6,35

2 bulan 8 10 6,30 10,10 6,40

9 10 6,30 10,05 6,35

10 9,9 6,30 10,05 6,40

3 bulan 11 10 6,30 9,95 6,25

12 10 6,30 10,10 6,40

13 10 6,35 10,10 6,45

4 bulan 14 10 6,30 10,10 6,40

15 10 6,30 10,05 6,40

Pada Tabel 4.9 perubahan massa aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%

silikon dan 8% tembaga terdapat penurunan massa pada nomor spesimen 5, 9, 11,

dan 15. Sehingga laju korosi dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut :

Gambar 4.2 Desain spesimen tegangan tarik aluminium kondisi awal dan

aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%

tembaga menurut ASTM A370


64

𝑑1 & 𝑑3 = 10 𝑚𝑚

𝑑2 = 6,2 𝑚𝑚

𝑡1 & 𝑡3 = 42 𝑚𝑚

𝑡2 = 25,60 𝑚𝑚

𝑎1 & 3 = 𝜋 × 𝑑 × 𝑡 = 3,14 × 10 𝑚𝑚 × 42 𝑚𝑚 = 1318,80 𝑚𝑚2

𝑎2 = 498,38 𝑚𝑚2

𝑏1 & 3 =𝜋

4× 𝑑2 =

3,14

4× (10 𝑚𝑚)2 = 78,5 𝑚𝑚2

𝐴 = 𝑎1 + 𝑎2 + 𝑎3 + 𝑏1 + 𝑏3

𝐴 = (2 × 1318,80 𝑚𝑚2) + 498,38 𝑚𝑚2 + (2 × 78,5 𝑚𝑚2)

𝐴 = 3292,98 𝑚𝑚2

Tabel 4.12 Tabel Dimensi dan Luas Penampang (A) Spesimen Nomor 5, 9, 11,

dan 15 dari Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8%

Tembaga

Nomor Spesimen

d1 (mm)

d2 (mm)

d3 (mm)

t1 (mm)

t2 (mm)

t3 (mm)

a1 (mm2)

a2 (mm2)

a3 (mm2)

b1 (mm2)

b3 (mm2)

A (mm2)

5 10 6,2 10 42 26,70 42 1318,80 519,79 1318,80 78,5 78,5 3314,39

9 10 6,2 10 42 25,60 42 1318,80 498,38 1318,80 78,5 78,5 3292,98

11 10 6,2 10 42 26,50 42 1318,80 515,90 1318,80 78,5 78,5 3310,50

15 10 6,2 10 42 25,00 42 1318,80 486,70 1318,80 78,5 78,5 3281,30

𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐾𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖 (𝑚𝑑𝑑) =𝑚

𝐴 × 𝑡

𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐾𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖 (𝑚𝑑𝑑) =59 𝑚𝑔

0,329 𝑑𝑚3 × 60 𝑑𝑎𝑦= 2,986 𝑚𝑑𝑑


65

Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Laju Korosi Spesimen 5, 9, 11, dan 15 dari

Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga

Nomor spesimen

A (dm3) Perubahan

massa (mg)

Waktu (day)

Laju korosi (mdd)

5 0,331 32 30 3,218

9 0,329 59 120 2,986

11 0,279 72 60 2,863

15 0,328 118 60 2,997

4.2 Pembahasan

Proses pembuatan dan peleburan spesimen dilakukan secara manual

menggunakan burner dengan bahan bakar solar, media yang digunakan dalam

pengecoran adalah cetakan tanah liat. Proses machining dilakukan dengan gergaji,

mesin milling, dan mesin bubut, menghasilkan 30 buah spesimen yang terdiri dari

15 buah spesimen aluminium kondisi awal dan 15 buah spesimen aluminium

dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga. Semua spesimen

ditimbang di Laboratorium Analisa Pusat, Fakultas Farmasi, Universitas Sanata

Dharma, kemudian diberi nomor. Pada tanggal 15 Desember 2015 spesimen mulai

diberi perlakuan korosi dengan digantung setinggi dua meter di pinggir Pantai

Pelangi, Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Setiap tanggal 15 dengan rentan

satu bulan, tiga buah spesimen diambil sebagai data korosi dan data tegangan

tarik. Setelah diambil, spesimen ditimbang di Laboratorium Analisa Pusat

kemudian dilakukan pengujian tarik di Laboratorium Fakultas Teknik Mesin,

Universitas Sanata Dharma.

Proses pengambilan benda uji di pantai dilakukan sebanyak empat kali

berutut-turut setiap tanggal 15 dengan rentan waktu satu bulan, untuk data bulan

pertama, kedua, ketiga, dan keempat sehingga pengambilan data korosi berakhir

pada tanggal 15 April 2016.


66

4.2.1 Pembahasan Pengujian Massa Jenis

Pada Tabel 4.4 dan Tabel 4.5, massa jenis menunjukan perbedaan rata-rata

aluminium kondisi awal yaitu 2674,53 gr/dm3, dan aluminium dengan

penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga yaitu 2947,28 gram/dm3.

Peningkatan massa jenis dari paduan Al-Si-Cu dikarenakan 8% massa aluminium

digantikan oleh 8% massa tembaga, dari massa jenis tembaga teoritis yaitu 8930

gram/dm3. Massa jenis paduan Al-Si-Cu ini juga dipengaruhi 8,5% massa silikon

yang menggantikan 8,5% massa aluminium dengan massa jenis silikon teoritis

2329 gram/dm3.

Perbedaan massa jenis aluminium kondisi awal sebelum proses pengecoran

yaitu 2698,51 gram/dm3, dan sesudah proses pengecoran yaitu 2674,526

gram/dm3 disebabkan karena proses pengecoran yang dilakukan secara manual.

Pengecoran secara manual memiliki kemungkinan adanya udara yang terjebak di

dalam spesimen saat pengecoran dan menyebabkan adanya kekosongan (vacancy)

pada batas butir sehingga menyebabkan turunnya massa jenis dari benda uji.

4.2.2 Pembahasan Pengujian Tegangan Tarik Terhadap Korosi

Pada Tabel 4.6 dan Tabel 4.7 nilai tegangan tarik menunjukan perbedaan

antara aluminium kondisi awal dan aluminium dengan penambahan komposisi

8,5% silikon dan 8% tembaga, maupun nilai tegangan tarik pada tiap bulannya,

seperti ditampilkan pada Gambar 4.3.


67

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Tegangan Tarik dan Lama Perlakuan Korosi

Selama Empat Bulan antara Aluminium Kondisi Awal dengan

Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan

8% Tembaga

Grafik pada Gambar 4.3 didapatkan dengan menentukan rata-rata data

perbulan, kemudian diurutkan menurut bulannya, dan dibandingkan antara

aluminium kondisi awal dan aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%

silikon dan 8% tembaga.

Pada Tabel 4.10 dan Tabel 4.11, diameter benda uji sebelum dan sesudah

mengalami perlakuan korosi tidak memiliki selisih perbedaan diameter yang

teramat mencolok. Korosi yang terjadi menyebabkan terjadinya penurunan

signifikan terhadap kualitas uji tarik spesimen, seperti yang disampaikan oleh

Denny A. Jones pada buku berjudul Principles and Prevention of Corrosion.

Pada grafik Gambar 4.3 dapat diamati kekuatan tarik sebelum perlakuan

korosi aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga

lebih tinggi daripada aluminium kondisi awal. Pada kondisi nol bulan kekuatan

tarik dari aluminium kondisi awal adalah 112,71 Mpa dan aluminium dengan

penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga sebesar 133,106 Mpa.

0

20

40

60

80

100

120

140

0 1 2 3 4

Tega

nga

n T

arik

(M

pa)

Umur (Bulan)

Al Kondisi Awal

Aluminium denganpenambahan 8.5%Si dan8%Cu


68

Dapat diamati pula, antara aluminium kondisi awal dan aluminium dengan

penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga bahwa keduanya

mengalami penurunan kekuatan tarik. Namun pada aluminium dengan

penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga terdapat penurunan yang

sangat drastis pada bulan pertama, kedua, ketiga, dan keempat. Pada Tabel 4.7

data pada bulan pertama, benda uji nomor empat, lima, dan enam berturut-turut

memiliki kekuatan tarik 117,057 Mpa; 105,615 Mpa; dan 27,313 Mpa. Benda uji

nomor tujuh, delapan, dan Sembilan pada bulan kedua berturut-turut memiliki

kekuatan tarik 81,659 Mpa; 60,799 Mpa; 83,574 Mpa. Di bulan ketiga, benda uji

nomor 10, 11, dan 12 berturut-turut memiliki nilai tegangan tarik sebesar 17,857

Mpa; 39,377 Mpa; 104,401 Mpa. Secara berturut-turut nilai tegangan tarik sebesar

105,853 Mpa; 13,698 Mpa; 31,786 Mpa dimiliki oleh benda uji nomor 13, 14, dan

15 pada bulan keempat. Pada data nomor enam, delapan, sepuluh, dan 14

memiliki kejanggalan, dapat dilihat massa jenis paduan aluminium dengan

penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga pada Tabel 4.3 benda uji

nomor enam, delapan, sepuluh, dan 14 secara berturut-turut memiliki massa jenis

2722,21 gr/dm3, 2719,34 gr/dm3, 2760,26 gr/dm3, 2731,18 gr/dm3. Pada

pembuktian data Tabel 4.7 dan Tabel 4.3 dapat disimpulkan bahwa adanya

ketidaksempurnaan pengecoran sehingga terjadi vacancy yang dapat mengurangi

massa jenis serta sangat mempengaruhi berkurangnya kekuatan tarik spesimen.


69

Gambar 4.4 Grafik Perbaikan Hubungan Tegangan Tarik dan Lama

Perlakuan Korosi Selama Empat Bulan antara Aluminium

Kondisi Awal dengan Aluminium dengan Penambahan

Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga

Dengan mencoba menghilangkan data benda uji nomor enam, delapan,

sepuluh, dan 14 seperti yang disajikan pada grafik Gambar 4.4, didapatkan

kekuatan tarik aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%

tembaga setiap bulannya secara berturut-turut 133,106 Mpa; 111,336 Mpa; 82,617

Mpa; 71,889 Mpa; dan 60,568 Mpa. Pada grafik Gambar 4.4 nilai kekuatan tarik

yang kurang baik dihilangkan. Analisa yang dapat diambil adalah perlakuan

korosi selama empat bulan memberikan penurunan hasil penurunan yang

signifikan pada aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%

tembaga disebabkan paduan memiliki kadar tembaga yang paling tinggi yaitu

sebesar delapan persen.

Perlakuan korosi selama empat bulan memberikan efek penurunan yang

sangat signifikan pada aluminium kondisi awal. Secara berturut-turut kekuatan

tarik aluminium kondisi awal 112,711 Mpa; 99,810 Mpa; 70,050 Mpa; 52,602

Mpa; 27,669 Mpa. Penurunan hasil pengujian tarik yang sangat signifikan terjadi

karena kondisi udara di pinggir pantai yang bersifat korosif. Kadar garam atau

0

20

40

60

80

100

120

140

0 1 2 3 4

Tega

nga

n T

arik

(M

pa)

Umur (Bulan)

Al Kondisi Awal

Aluminium denganpenambahan 8.5%Si dan8%Cu


70

NaCl pada udara pinggir pantai sangat mudah bereaksi dengan aluminium dan

menghasilkan Aluminium Klorida (AlCl3). Aluminium klorida berbentuk seperti

butiran berwarna putih dan menempel pada permukaan. Pada saat udara menjadi

lembab atau saat pagi hari udara menghasilkan embun, terjadi reaksi kimia seperti

berikut:

𝐴𝑙𝐶𝑙3 + 3𝐻2𝑂 → 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 + 3𝐻𝐶𝑙

Dapat disimpulkan ketika aluminium klorida bereaksi dengan uap air, tidak

terbentuk aluminium oksida yang bersifat melindungi spesimen dari korosi.

Sehingga terjadi pengikisan pada permukaan selama perlakuan korosi di pinggir

pantai. Permukaan spesimen yang terkikis ini menyebabkan penurunan kekuatan

tarik yang sangat signifikan. Data hasil penelitian menunjukkan, secara

keseluruhan pada aluminium kondisi awal dan aluminium dengan penambahan

komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga tetap mengalami penurunan kekuatan

tarik.

4.2.3 Pembahasan Pengujian Korosi

Berdasarkan dari tiga kondisi perkorosian dari F. Corvo, T. Perez, L.R. Dzib,

Corrosion Science Vol 50 (2008) yang berjudul “Outdoor-indoor corrosion of

metal in tropical coastal atmospheres”, penulis menggunakan kondisi outdoor

atau pada udara terbuka di pesisir pantai sehingga logam akan terkena kondisi

udara pesisir pantai serta terpengaruh oleh presipitasi atau terkena hujan.

Perlakuan korosi selama empat bulan mempengaruhi adanya perubahan

massa. Pada Tabel 4.8 dan Tabel 4.9 dapat diamati perubahan masssa yang

menunjukan perbedaan antara aluminium kondisi awal dan aluminium dengan

penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga, seperti disajikan pada

Gambar 4.5


71

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Pertambahan Massa Akibat Partikel Garam dan

Produk Korosi yang Menempel Selama Empat Bulan antara Aluminium Kondisi

Awal dan Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8%

Tembaga.

Pada bulan pertama, kedua, ketiga, dan keempat berturut-turut aluminium

kondisi awal rata-rata pertambahan massa akibat partikel garam dan produk korosi

yang menempel sebesar 0,0067 gram, 0,0143 gram, 0,014 gram, dan 0,020 gram.

Pada aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga,

rata-rata pertambahan massa akibat partikel garam dan produk korosi yang

menempel pada bulan pertama, kedua, ketiga, dan keempat berturut-turut sebesar

0,028 gram, 0,039 gram, 0,044 gram, dan 0,049 gram.

Pada grafik Gambar 4.5 dapat diamati bahwa pertambahan massa

aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga lebih

tinggi daripada aluminium kondisi awal. Rata-rata perubahan massa dari

0.00

0.01

0.02

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.06

0.07

0.08

0.09

0.10

0 1 2 3 4

Per

tam

bah

an m

assa

(gr

am)

Waktu (Bulan)

Al Kondisi Awal

Aluminiumdenganpenambahan8.5%Si dan 8%Cu


72

aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga adalah

0,012 gram dan aluminium kondisi awal adalah 0,005 gram.

Perubahan massa pada spesimen diikuti juga dengan adanya perubahan

diameter yang disajikan pada Tabel 4.10 dan Tabel 4.11. Perubahan diameter

pada aluminium kondisi awal 0,05-0,10 mm pada bulan pertama dan kedua,

kemudian 0,05-0,15 mm pada bulan ketiga dan keempat. Pada aluminium dengan

penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga 0,05-0,15 mm pada bulan

pertama dan kedua, kemudian 0,05-0,10 mm pada bulan ketiga dan keempat.

Pada Tabel 4.11 perubahan massa aluminium dengan penambahan

komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga terdapat empat data yang massanya

berkurang. Benda uji nomor lima pada bulan pertama perlakuan korosi, benda uji

nomor sembilan pada bulan kedua perlakuan korosi, benda uji nomor 11 pada

bulan ketiga perlakuan korosi, dan benda uji nomor 15 pada bulan keempat

perlakuan korosi, sehingga laju korosi dapat dihitung seperti pada Tabel 4.12 dan

Tabel 4.13.

Gambar 4.6 Partikel Garam dan Produk Korosi yang Menempel pada Spesimen

Nomor 14 Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8%

Tembaga Setelah Mengalami Empat Bulan Perlakuan Korosi Selama Empat

Bulan.


73

Gambar 4.7 Partikel Garam dan Produk Korosi yang Menempel pada Spesimen

Aluminium Kondisi Awal Setelah Mengalami Empat Bulan Perlakuan Korosi.

Pada aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%

tembaga jenis korosi yang dialami oleh spesimen yaitu korosi merata dan korosi

galvanis. Korosi merata yang terjadi pada spesimen terjadi karena benda uji

digantung di pinggir pantai dengan kondisi tanpa atap (outdoor), sehingga seluruh

permukaan benda uji yang terbuka dapat kontak langsung dengan lingkungan.

Udara pesisir pantai memiliki kandungan garam (salinitas) yang tinggi

sehingga mudah terjadi perubahan zat dari bentuk udara ke bentuk zat padat

(deposisi). Salah satu partikel yang mudah terdeposisi adalah partikel klorida.

Pada saat udara menjadi lembab atau saat pagi hari udara menghasilkan

embun. Terjadi reaksi kimia AlCl3 + 3H2O menjadi Al(OH)3 +3HCl. NaCl

bereaksi dengan aluminium dan menghasilkan Aluminium Klorida (AlCl3).

Aluminium klorida berbentuk seperti butiran berwarna putih dan menempel pada

permukaan. Tidak terbentuknya Aluminium Oksida (Al2O3) menyebabkan


74

terbentuknya Aluminium Hidroksida yang dapat merusak permukaan benda uji

sehingga menurunkan kekuatan tarik

Korosi galvanis yang terjadi pada spesimen disebabkan pada awal mula

pengecoran benda uji dengan menggunakan sistem manual, hal ini menyebabkan

pencampuran partikel antara aluminium, silikon, dan tembaga secara keseluruhan

tidak dapat dipastikan tercampur dengan sempurna.

Perpaduan partikel yang kurang sempurna ini dapat menyebabkan

beberapa partikel yang mempunyai nilai potensial sejenis berkumpul di suatu titik

dan menyebabkan nilai potensial antar komponen paduan (Al-Si-Cu ) menjadi

lebih besar, sehingga salah satu jenis logam pada aluminium dengan penambahan

komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga menjadi katodik dan yang lainnya

menjadi anodik.


75

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan

sebagai berikut:

1. Pengaruh penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga

menghasilkan peningkatan massa jenis sebesar 9,25% dari kondisi awal,

menjadi 2947,28 gr/dm3. Pada kekuatan tarik pengaruh penambahan

komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga meningkatkan kekuatan tarik

sebesar 15,32% dari kondisi awal, menjadi 133,106 MPa.

2. Perlakuan korosi selama empat bulan pada aluminium kondisi awal

menyebabkan penurunan rata-rata kekuatan tarik sebesar 75,45% dari awal

sebelum perlakuan korosi hingga pada bulan keempat menjadi 27,67 MPa.

Setelah diberikan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga

pada spesimen yang diberikan perlakuan korosi, memberikan hasil yang

lebih baik pada nilai kekuatan tarik sebesar 48,30% dari awal sebelum

perlakuan korosi hingga pada bulan keempat menjadi 68,82 Mpa.

3. Perlakuan korosi selama empat bulan memberikan perubahan massa yang

signifikan pada aluminium kondisi awal dan aluminium dengan

penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga yang disebabkan

oleh partikel garam dan produk korosi yang menempel pada spesimen.

Pertambahan massa aluminium kondisi awal sebesar 0,004 gram

perbulannya sedangkan pertambahan massa aluminium dengan

penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga sebesar 0,007 gram

perbulannya.


76

5.2 Saran

Saran yang dapat diberikan peneliti agar untuk kedepannya memperoleh hasil

yang lebih baik, adalah sebagai berikut:

1. Sebelum melakukan penelitian, sebaiknya calon peneliti berkomunikasi

lebih intensif dengan dosen pembimbing mengenai metode dan langkah

penelitian yang akan dipergunakan.

2. Cetakan tanah liat sebaiknya dipanaskan sebelum cairan cor dituang

kedalam cetakan tanah liat, agar tidak terjadi penyusutan massa jenis

akibat perambatan kalor.

3. Persiapan alat, bahan, dan proses pengecoran dapat dikerjakan sedini

mungkin, sebab proses penelitian ini memakan waktu cukup lama.

4. Semoga Laboratorium Ilmu Logam, Universitas Sanata Dharma dapat

menambah dan memperbaharui alat pengecoran.

5. Sering mencari serta membaca literatur atau buku yang berhubungan

dengan penelitian sangat berguna sebagai referensi ilmu pengetahuan

dalam melakukan penelitian.

6. Dengan adanya koleksi buku maupun jurnal yang lebih lengkap dan baru

di perpustakaan, diharapkan dapat semakin mempermudah proses

pengerjaan tugas akhir.


77

DAFTAR PUSTAKA

Askeland, Donald R., Phule P., 2011, The Science and Engineering of Materials

6th Edition. Solid State, New Delhi.

Craig, H.L. Jr., 1972, Stress-Corrosion Cracking of Metals-a State of the Art,

ASTM-STP 518.

Fontana, Mars G., 1986, Corrosion Engineering 3rd Edition, B & Jo Enterprise

PTE LTD, Singapore.

Jones, Denny A., 1992, Principles and Prevention of Corrosion, Macmillan

Publishing Company, Ontario, Canada.

Metal Handbook Ninth Edition, American Society for Metal.

Spiegel, Murray R., Stephens, Larry J., Schaum’s Outlines : Sta tistik Edisi

Ketiga, Erlangga, Jakarta.

Surdia, T., Chijiwa K., 1976, Teknik Pengecoran Logam, edisi kedua. Pradnya

Paramita, Jakarta.

Surdia, T., Saito, S., 1995, Pengetahuan Bahan Teknik, cetakan ketiga. Pradnya

Paramita, Jakarta.

Trethewey, KR., Chamberlain, J., 1991, Korosi untuk Mahasiswa dan

Rekayasawan, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.


78

LAMPIRAN


79

Berikut ini adalah lampiran gambar spesimen uji tegangan tarik.

Lampiran 1.1 Lampiran Gambar Spesimen Uji Tegangan Tarik


80

Lampiran 1.2 Hasil Pengujian Komposisi Aluminium


81

Lampiran 1.3 Hasil Pengujian Komposisi Aluminium Lembar Kedua


82

Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium dengan penambahan

komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga saat nol bulan.

Lampiran 1.4 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan Penambahan

Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Nol Bulan

∆L(mm)

F(kg) F(kg)

F(kg)

∆L(mm)

∆L(mm)


83


komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga pada bulan pertama.


Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Bulan Pertama

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)


84


komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga pada bulan kedua.


Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Bulan Kedua

∆L(mm)

F(kg) F(kg)

F(kg)

∆L(mm)

∆L(mm)


85


komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga pada bulan ketiga.


Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Bulan Ketiga

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)


86


komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga pada bulan keempat.


Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Bulan Keempat

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)


87

Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium kondisi awal saat nol bulan.

Lampiran 1.9 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal Nol Bulan

F(kg)

∆L(mm) ∆L(mm)

F(kg)

F(kg)

∆L(mm)


88

Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium kondisi awal pada bulan pertama.

Lampiran 2.0 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal Bulan Pertama

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)

∆L(mm)

F(kg)


89

Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium kondisi awal pada bulan kedua.

Lampiran 2.1 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal Bulan Kedua

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)

∆L(mm)

F(kg)


90

Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium kondisi awal pada bulan ketiga.

Lampiran 2.2 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal Bulan Ketiga

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)


91

Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium kondisi awal pada bulan keempat.

Lampiran 2.3 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal Bulan Keempat

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)

F(kg)

∆L(mm)


92

Lampiran struktur mikro dari spesimen aluminium kondisi awal.

Lampiran 2.4 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal

Lampiran 2.5 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal yang Mengalami Vacancy


93

Lampiran struktur mikro dari spesimen aluminium kondisi awal.

Lampiran 2.6 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal Sebelum Perlakuan Korosi

Lampiran 2.7 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal Setelah Perlakuan Korosi Empat Bulan


94

Lampiran struktur mikro dari spesimen aluminium dengan penambahan


Lampiran 2.8 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8%

Tembaga

Lampiran 2.9 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8%

Tembaga yang Mengalami Vacancy


95

Lampiran struktur mikro dari spesimen aluminium dengan penambahan


Lampiran 2.10 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan

8% Tembaga Sebelum Perlakuan Korosi

Lampiran 2.11 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan

8% Tembaga Setelah Perlakuan Korosi Empat Bulan


pengaruh korosi lingkungan pantai pada aluminium … · penelitian diawali dengan proses pengecoran...

Documents