pengaruh penambahan silikon (si) terhadap sifat …
TRANSCRIPT
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
i
PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si) TERHADAP SIFAT MEKANIK
BAHAN GAMELAN PADUAN PERUNGGU TIMAH PUTIH (CuSn)
DENGAN VARIASI KOMPOSISI
SKRIPSI
Oleh:
KHOTIM MAHFUD
K2514040
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Agustus 2018
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iii
PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si) TERHADAP SIFAT MEKANIK
BAHAN GAMELAN PADUAN PERUNGGU TIMAH PUTIH (CuSn)
DENGAN VARIASI KOMPOSISI
Oleh:
KHOTIM MAHFUD
K2514040
Skripsi
diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana
Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Agustus 2018
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vi
ABSTRAK
Khotim Mahfud, K2514040. PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si)
TERHADAP SIFAT MEKANIK BAHAN GAMELAN PADUAN PERUNGGU
TIMAH PUTIH (CuSn) DENGAN VARIASI KOMPOSISI. Skripsi, Surakarta :
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta,
Agustus 2018.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui : (1) pengaruh penambahan silikon
pada paduan perunggu timah putih terhadap sifat elastis; (2) pengaruh penambahan
silikon pada paduan perunggu timah putih terhadap kekuatan impact; (3) pengaruh
penambahan silikon pada paduan perunggu timah putih terhadap struktur mikro.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan analisis data
deskriptif. Sampel penelitian adalah hasil dari paduan perunggu timah putih ditambah
silikon. Variabel bebas penelitian ini adalah variasi penambahan silikon 1,5%, 3%,
dan 4,5%. Variabel terikat penelitian ini adalah paduan perunggu timah putih.
Hasil penelitian ini menunjukan bahwa sifat elastis meningkat dipengaruhi
oleh penambahan silikon yang diketahui dari perhitungan modulus elastisitas
tertinggi yaitu variasi silikon 4,5% mengalami peningkatan sebesar 21,218% dari
perunggu timah putih. Ketangguhan patah melalui uji impact terbesar pada
penambahan silikon 4,5% mengalami peningkatan nilai impact sebesar 53,793%.
Penambahan silikon berpengaruh terhadap sifat mekanik paduan dimana sifat elastis
dan kekuatan impact mengalami peningkatan. Struktur mikro yang dihasilkan
menjelaskan bahwa variasi penambahan silikon berpengaruh pada fasa yang
terbentuk terhadap sifat mekanik paduan. Dengan penambahan silikon sebesar (4,5%)
pada paduan perunggu timah putih dapat direkomendasikan sebagai pengganti untuk
bahan instrumen musik gamelan.
Kata Kunci : Sifat elastis, ketangguhan patah, struktur mikro, perunggu timah putih,
variasi penambahan silikon
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vii
ABSTRACT
Khotim Mahfud, K2514040. THE EFFECT OF SILICON (Si) ADDITION TO
THE MECHANICAL PROPERTIES OF WHITE TIN BROUGHT (CuSn)
GAMELAN’s MATERIALS WITH COMPOSITION VARIATION. Thesis,
Surakarta: Teacher Training and Education Faculity, Sebelas Maret University
Surakarta, August 2018.
This research has an objective to describe : (1) the effect of silicon addition to
tin bronze alloy at an elastic properties; (2) the effect of silicon addition to tin bronze
alloy at an impact power; (3) the effect of silicon addition to tin bronze alloy at a
micro structure level.
The research uses an experimental method with descriptive data analysis. The
research sample is the result of tin bronze alloy plus silicon. The independent
variables of this research are variations in the addition of silicon 1.5%, 3%, and
4.5%. The dependent variable of this research is tin bronze alloy.
The results of this research indicate that the increased elastic properties are
influenced by the addition of silicon which is known from the calculation of elastic
modulus that the highest is 4.5% silicon variation has increased by 21.218% from tin
bronze alloy. Broken toughness through the biggest impact test on the addition of
4.5% silicon has an impact value increase of 53.793%. The addition of silicon has an
effect on the mechanical properties of the alloy where the elastic properties and
impact strength have increased. The resulting microstructure explains that variations
in the addition of silicon have an effect on the phase formed on the mechanical
properties of the alloy. With the addition of silicon to tin bronze alloy can be
recommended as a substitute for gamelan musical instruments.
Keywords: elastic properties, impact power, micro structure, tin bronze, variations in
silicon addition
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
viii
MOTTO
“Sesungguhnya urusan-Nya apabila Dia menghendaki sesuatu hanyalah berkata
kepadaNya, Jadilah! Maka jadilah ia”
(Q.S. Yasin : 82)
“Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada keringanan. Karena itu bila kau
sudah selesai (mengerjakan yang lain). dan berharaplah kepada Tuhanmu”
(Q.S. Al insyiroh : 6-8)
“Bahwa tiada yang orang dapatkan, kecuali yang ia usahakan, Dan bahwa
usahanya akan kelihatan nantinya
(Q.S. An Najm ayat 39-40)
“Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnya yang boleh direbut
oleh manusia ialah menundukan diri sendiri”
(R.A. Kartini)
“Tidak ada yang dapat menolong selain Yang Disana, dan tidak ada yang dapat
membantu selain Yang Disana”
(Ebiet G. Ade)
“YAKIN, IKHLAS, ISTIQOMAH”
(TGKH. Muhammad Zainuddin Abdul Majid)
“Setiap perjalanan hidup harus diambil makna berharga dan langkah perbaikan
yang berarti, maka maknailah hidupmu semakin tinggi”
(Khotim Mahfud)
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ix
PERSEMBAHAN
Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, karena atas karunia-Nya penulis
dapat menyelesaikan skripsi ini. Teriring doa penulis mempersembahkan skripsi ini
untuk:
Ibu dan Almarhum Bapak
“Semua jerih payah, doa yang tiada henti darimu, pengorbanan yang belum bisa
sedikitpun aku balas sampai saat ini, kasih sayang yang tiada henti. Bahagia rasanya
bisa dipertemukan dengan kalian yang begitu membuatku bangga memiliki sebuah
ikatan. Pesanmu yang selalu kuingat ayah”.
Nur Rahmat Khamim dan Almarhum Adikku Ummi Umayah
“Kalian saudara tercintaku, tak banyak harapku semoga kalian juga bisa mencapai
apa yang kalian inginkan”.
Keluarga Besar Pondok Pesantren Salafiyyah Nurush Shobah Boyolali
“Kebanggaan tersendiri pernah ada diantara kalian, Terima kasih Romo Kyai beserta
Keluarga, penduduk kamar 1, dan seluruh santri yang selalu hangat disaat
perjumpaan kita”.
Keluarga Besar Pendidikan Teknik Mesin 2014
“Terima kasih untuk semua cerita masa kuliah yang indah ini, kebersamaan,
dukungan, canda tawa, sukses untuk semua dan jangan lupakan kenangan selama ini
kawan”.
Keluarga Besar Brahmahardhika Mapala FKIP UNS
“Tempat menempa diri, tempat berkumpul, tempat berpetualang, dan semua
kebersamaan yang menjadikan kita semua keluarga. Terima kasih untuk ilmu yang
begitu berharga”.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
x
KATA PENGANTAR
Puji Syukur peneliti panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan limpahan
rahmat, hidayah, dan inayahnya berupa ilmu, inspirasi, kesehatan, keselamatan, dan
nikmat yang luar biasa. Atas Kehendak-Nya peneliti dapat menyelesaikan skripsi
dengan judul “PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si) TERHADAP
SIFAT MEKANIK BAHAN GAMELAN PADUAN PERUNGGU TIMAH
PUTIH (CuSn) DENGAN VARIASI KOMPOSISI”.
Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk mendapatkan
gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan
Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Peneliti menyadari bahwa
terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan pengarahan
dari berbagai pihak. Untuk itu peneliti menyampaikan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Dr. Indah Widiastuti, ST, M.Eng., Kepala Program Studi Pendidikan Teknik
Mesin, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
3. Budi Harjanto, S.T., M.Eng., selaku Pembimbing I, yang selalu memberikan
motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.
4. Dr.Eng. Nyeyep Sri Wardani, S.T., M.T., selaku Pembimbing II, yang selalu
memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.
5. Dr. Suharno S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik, yang telah memberikan
bimbingan selama kuliah.
6. Keluarga tercinta yang telah memberikan sumbangan besar baik moral maupun
material.
7. Bapak Ripto Mulyono selaku pemilik tempat pengrajin Gamelan Kunto Dewa
Wongso yang telah banyak membantu dalam penelitian skripsi ini.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xi
8. Maruto Adhi Prabowo A. Md., S.T., selaku pembimbing pengujian penelitian,
yang telah memberikan banyak ilmu dan bimbingan dalam penyusunan skripsi
ini.
Peneliti menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna dan hal
ini antara lain karena keterbatasan kemampuan peneliti. Meskipun demikian, peneliti
berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca dan pengemban ilmu.
Surakarta, Agustus 2018
Khotim Mahfud
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ................................................................... ii
HALAMAN PENGAJUAN ........................................................................................ iii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................................... iv
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................................... v
ABSTRAK .................................................................................................................. vi
ABSTRACT ................................................................................................................. vii
MOTTO .................................................................................................................... viii
PERSEMBAHAN ....................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ................................................................................................. x
DAFTAR ISI .............................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xv
DAFTAR TABEL .................................................................................................... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ................................................................................... 1
B. Identifikasi Masalah .......................................................................................... 4
C. Pembatasan Masalah ........................................................................................ 5
D. Rumusan Masalah ............................................................................................. 5
E. Tujuan Penelitian ............................................................................................. 5
F. Manfaat Penelitian ........................................................................................... 6
BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERFIKIR DAN HIPOTESIS
A. Kajian Pustaka ................................................................................................. 7
1. Pengecoran Logam ..................................................................................... 7
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiii
2. Paduan Perunggu Timah Putih ................................................................... 7
3. Silikon ........................................................................................................ 9
4. Uji Tarik ................................................................................................... 10
5. Uji Impact ................................................................................................ 14
6. Struktur Mikro ......................................................................................... 16
B. Kerangka Berfikir ........................................................................................... 17
C. Hipotesis ........................................................................................................ 18
BAB III METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................................ 19
1. Tempat Penelitian .................................................................................... 19
2. Waktu Penelitian ...................................................................................... 19
B. Desain Penelitian ........................................................................................... 19
C. Populasi dan Sampel ...................................................................................... 20
D. Spesimen Penelitian ....................................................................................... 20
E. Teknik Pengumpulan Data ............................................................................. 22
1. Identifikasi Variabel ................................................................................. 22
2. Metode Pengumpulan Data ...................................................................... 23
3. Instrumen Penelitian ................................................................................ 23
F. Teknik Analisa Data ...................................................................................... 28
G. Prosedur Penelitian ........................................................................................ 29
1. Diagram Alur Penelitian .......................................................................... 29
2. Langkah Urutan Penelitian ....................................................................... 30
3. Analisis Data ............................................................................................ 32
4. Kesimpulan .............................................................................................. 32
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian .............................................................................................. 33
1. Deskripsi Data .......................................................................................... 33
2. Hasil Pengujian Tarik .............................................................................. 34
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiv
3. Hasil Pengujian Impact ............................................................................ 36
4. Hasil Pengujian Struktur Mikro ............................................................... 38
B. Pembahasan Hasil Penelitian .......................................................................... 39
1. Analisis Uji Tarik ..................................................................................... 39
2. Analisis Uji Impact ................................................................................ 43
3. Analisis Struktur Mikro ........................................................................... 44
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN
A. Simpulan ........................................................................................................ 49
B. Implikasi ........................................................................................................ 50
1. Implikasi Teoritis ..................................................................................... 50
2. Implikasi Praktis ....................................................................................... 50
C. Saran ........................................................................................................................ 50
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 52
LAMPIRAN ............................................................................................................... 55
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1. Diagram Equilibrium Sistem Biner Paduan CuSn ............................................... 8
2.2. Diagram Paduan Cu-Si ..................................................................................... 10
2.3. Dimensi Ukuran Perhitungan Uji Tarik ............................................................ 13
2.4. Ilustrasi Uji Impact ........................................................................................... 15
2.5. Dimensi Ukuran Perhitungan Uji Impact.......................................................... 15
2.6. Kerangka Berfikir .............................................................................................. 17
3.1. Spesimen Uji Tarik Standart ASTM E8/E8M .................................................. 21
3.2. Spesimen Uji Impact Standart ASTM E23 ....................................................... 21
3.3. Spesimen Struktur Mikro .................................................................................. 22
3.4. Silikon ............................................................................................................... 24
3.5. Tembaga ............................................................................................................ 24
3.6. Timah Putih ....................................................................................................... 25
3.7. Universal Testing Machine ............................................................................... 25
3.8. Impact Tester .................................................................................................... 26
3.9. Metallurgical Microscope ................................................................................. 26
3.10. Jangka Sorong ................................................................................................... 27
3.11. Autosol .............................................................................................................. 27
3.12. Larutan Etsa alkohol dan HNO3 ....................................................................... 27
3.13. Kain Bludru ....................................................................................................... 28
3.14. Diagram Alur Penelitian ................................................................................... 29
4.1. Spesimen Uji Tarik ........................................................................................... 33
4.2. Spesimen Uji Impact ......................................................................................... 34
4.3. Spesimen Pengujian Struktur Mikro ................................................................. 34
4.4. Spesimen Setelah Uji Tarik .............................................................................. 34
4.5. Spesimen Setelah Uji Impact ............................................................................ 36
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xvi
4.6. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn dengan Pembesaran 100 Kali ........ 38
4.7. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn Ditambah 1,5%Si dengan
Pembesaran 100 Kali ........................................................................................ 38
4.8. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn Ditambah 3%Si dengan Pembesaran
100 Kali ............................................................................................................. 39
4.9. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn Ditambah 4,5%Si dengan
Pembesaran 100 Kali ........................................................................................ 39
4.10. Diagram Batang Hasil Tegangan Pengujian Tarik ........................................... 40
4.11. Diagram Batang Hasil Regangan Pengujian Tarik ............................................ 41
4.12. Diagram Batang Hasil Modulus Elastisitas Pengujian Tarik ............................ 42
4.13. Diagram Garis Kekuatan Impact ....................................................................... 43
4.14. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn dengan Pembesaran 100 Kali ........ 45
4.15. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn Ditambah 1,5%Si dengan
Pembesaran 100 Kali ........................................................................................ 46
4.16. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn Ditambah 3%Si dengan Pembesaran
100 Kali ............................................................................................................. 47
4.17. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn Ditambah 4,5%Si dengan
Pembesaran 100 Kali ........................................................................................ 48
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1. Sifat Fisik Silikon ............................................................................................. 10
3.1. Dimensi Spesimen Uji Tarik ............................................................................. 21
3.2. Dimensi Spesimen Uji Impact .......................................................................... 22
4.1. Hasil Tegangan Pengujian Tarik ....................................................................... 35
4.2. Hasil Regangan Pengujian Tarik ...................................................................... 35
4.3. Hasil Modulus Elastisitas Pengujian Tarik ....................................................... 36
4.4. Hasil Perolehan Data Uji Impact ...................................................................... 37
4.5. Hasil Perhitungan Data Uji Impact ................................................................... 37
4.6. Komposisi berat pengecoran .............................................................................. 44
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Izin Menyusun Skripsi ....................................................................................... 55
2. Permohonan Izin Penelitian ............................................................................... 56
3. Surat Keterangan Penelitian ................................................................................ 57
4. Surat Keterangan Pengecoran ............................................................................ 58
5. Foto Penelitian ................................................................................................... 59
6. Laporan Pengujian Tarik .................................................................................... 63
7. Daftar Peserta Seminar ...................................................................................... 75
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id