pengaruh penambahan unsur magnesium pada proses pengecoran ... · i pengaruh penambahan unsur...
TRANSCRIPT
i
PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM
PADA PROSES PENGECORAN VELG ALUMINIUM DENGAN
METODE PENGECORAN CETAKAN TEKAN TERHADAP TINGKAT
KEKERASAN, KEKUATAN IMPACT DAN STRUKTUR MIKRO
SKRIPSI
Oleh :
ARIF SRI KUNCORO
K2513005
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2018
ii
iii
PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM
iv
PADA PROSES PENGECORAN VELG ALUMINIUM DENGAN
METODE PENGECORAN CETAKAN TEKAN TERHADAP TINGKAT
KEKERASAN, KEKUATAN IMPACT DAN STRUKTUR MIKRO
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan Gelar
Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
Oleh :
ARIF SRI KUNCORO
K2513005
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2018
v
vi
ABSTRAK
Arif Sri Kuncoro, K2513005. PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR
MAGNESIUM PADA PROSES PENGECORAN VELG ALUMINIUM
DENGAN METODE PENGECORAN CETAKAN TEKAN TERHADAP
TINGKAT KEKERASAN, KEKUATAN IMPACT DAN STRUKTUR
MIKRO. Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan,
Universitas Sebelas Maret, Januari 2018.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui : (1) Pengaruh penambahan
unsur magnesium (Mg) pada pengecoran velg paduan aluminium terhadap tingkat
kekerasan, (2) Pengaruh penambahan unsur magnesium (Mg) pada pengecoran
velg paduan aluminium terhadap kekuatan impact, (3) Pengaruh penambahan
unsur magnesium (Mg) pada pengecoran velg aluminium terhadap struktur mikro.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan analisis data
deskriptif. Sampel pada penelitian ini adalah hasil pengecoran ulang velg paduan
aluminium yang telah ditambahkan magnesium (Mg). Variabel bebas pada
penelitian kali ini adalah penambahan magnesium (Mg) dengan variasi 2%, 3%,
dan 4%. Variabel terikat pada penelitian kali ini adalah struktur mikro, kekerasan,
dan kekuatan impact pada hasil pengecoran velg paduan aluminium.
Hasil pada penelitian ini : (1) Ada pengaruh pada nilai kekerasan dari
variasi penambahan magnesium, pada variasi 2% memiliki nilai rata-rata
kekerasan sebesar 74,04 HB, pada penambahan 3% magnesium memiliki rata-rata
nilai kekerasan sebesar 81,47 HB sedangkan pada variasi penambahan magnesium
sebanyak 4% memiliki rata-rata nilai kekerasan sebesar 95,87 HB. (2) Ada
pengaruh pada kekuatan impact dari variasi penambahan magnesium, pada variasi
2% memiliki rata-rata nilai impact sebesar 0,055 J/mm2, pada penambahan 3%
magnesium memiliki rata-rata nilai impact sebesar 0,041 J/mm2, dan pada variasi
penambahan magnesium sebanyak 4% memiliki rata-rata nilai impact sebesar
0,026 J/mm2. (3) Ada pengaruh penambahan magnesium terhadap penyebaran
matriks velg aluminium paduan.
Kata Kunci : Kekuatan impact, Nilai kekerasan, Struktur mikro, Penambahan
magnesium, Velg paduan aluminium.
vii
ABSTRACT
Arif Sri Kuncoro, K2513005. THE EFFECT OF ADDITION MAGNESIUM IN
ALLUMINIUM ALLOY VELG CASTING IN PRESSURE DIE CASTING TO
HARDNESS, IMPACT POWER, AND MICRO STRUCTURE. Thesis,
Surakarta: Teacher Training and Education Faculty, Sebelas Maret University,
January 2018.
The objective of the research are : (1) The effect of addition magnesium
(Mg) particle in alluminium alloy velg casting to hardness level. (2) The effect of
addition magnesium (Mg) particle in alluminium alloy velg casting to impact
power. (3) The effect of addition magnesium (Mg) particle in alluminium alloy
velg casting to micro structure.
This research was used experiment method trough the descriptive data
analysis.The recasting of alluminium alloy velg was employed as the sample of
this research with added magnesium (Mg). Independent variable in this research
is addition magnesium (Mg) addition with variation 2%, 3%, and 4%. Dependent
variable in this research is micro structure, hardness, and impact power of the
result of alluminium alloy velg casting.
The results of this research are: (1) There is found an effect of hardness of
alluminium alloy velg when added magnesium (Mg). On variation magnesium
(Mg) 2%, hardness of alluminium alloy velg have average value 74.04 HB. On
variation magnesium (Mg) 3%, hardness of alluminium alloy velg have average
value 81.47 HB. Meanwhile on variation magnesium (Mg) 4%, hardness of
alluminium alloy velg have average value 95.87 HB. (2) There is found an effect
of impact power of alluminium alloy velg when added magnesium (Mg). On
variation magnesium (Mg) 2%, impact power of alluminium alloy velg have
average value 0.055 J/mm2. On variation magnesium (Mg) 3%, impact power of
alluminium alloy velg have average value 0.041 J/mm2. On variation magnesium
(Mg) 4%, impact power of alluminium alloy velg have average value 0,026
J/mm2. (3) There is found matrix spreading on alluminium alloy velg when added
magnesium (Mg).
Keywords: impact power, hardness,, micro structure, magnesium (Mg) addition,
alluminum alloy velg.
viii
MOTTO
Percaya diri membuatmu menang sebelum memulai
( Marcus Garvey )
Siapapun akan jadi apapun jika ada usaha dan kerja keras
Teruslah berusaha jangan takut gagal, jika gagal bangkit lagi, berusaha lagi
hingga tercapai tujuan yang diinginkan
ix
HALAMAN PERSEMBAHAN
Segala puji syukur selalu peneliti panjatkan kehadirat Allah SWT karena
atas izin dan kuasaNya, akhirnya peneliti dapat mempersembahkan skripsi ini
untuk :
Ibu dan Bapak Tercinta
Terimakasih atas segala usaha dan dukungan terutama do’a kalian yang
selalu mengalir menyertai langkah kakiku.
Adik tercinta Almarhumah Anisa Nur Hidayah
Keluarga Besar Pendidikan Teknik Mesin 2013
Terimakasih atas segala hal yang telah berlalu selama studi, semoga ini bukan
hanya sebuah pertemanan semata tetapi sebuah kekeluargaan yang akan
selalu terjaga.
Almamaterku
x
KATA PENGANTAR
Puji bagi Allah Yang Maha Pengasih dan Penyayang, yang memberi ilmu,
inspirasi, dan kemuliaan. Atas kehendak-Nya peneliti dapat menyelesaikan skripsi
dengan judul “PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM PADA
PROSES PENGECORAN VELG ALUMINIUM DENGAN METODE
PENGECORAN CETAKAN TEKAN TERHADAP TINGKAT
KEKERASAN, KEKUATAN IMPACT DAN STRUKTUR MIKRO.”
Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari 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. Suharno, S.T., M.T., Kepala Program Studi Pendidikan Teknik Mesin,
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
3. Budi Harjanto, ST., M. Eng., selaku Pembimbing I, yang selalu
memberikan bimbingan dalam penyusunan skripsi.
4. Dr. Eng. Herman Saputro, M. Pd., M.T., selaku Pembimbing II, yang
selalu memberikan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.
5. Semua pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini yang
tidak mungkin disebutkan satu persatu.
Peneliti menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan karena
keterbatasan peneliti. Meskipun demikian, peneliti berharap semoga skripsi ini
bermanfaat bagi pembaca dan pengembangan ilmu.
Surakarta, Janiuari 2018
Penulis
xi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
HALAMAN PERNYATAAN .......................................................................... ii
HALAMAN PENGAJUAN ............................................................................. iii
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ iv
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... v
HALAMAN ABSTRAK .................................................................................. vi
HALAMAN MOTTO ...................................................................................... viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... ix
KATA PENGANTAR ...................................................................................... x
DAFTAR ISI ...................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xvi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ...................................................................... 1
B. Identifikasi Masalah ............................................................................ 3
C. Pembatasan Masalah ............................................................................ 4
D. Rumusan Masalah ............................................................................... 4
E. Tujuan Penelitian ................................................................................. 4
F. Manfaat Penelitian ............................................................................... 5
BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR, DAN HIPOTESIS
A. Kajian Pustaka ...................................................................................... 6
1. Pengecoran Logam ........................................................................ 6
2. Logam Aluminium ....................................................................... 6
3. Aluminium Paduan ........................................................................ 7
4. Pengecoran Tekan (Pressure Die Casting) ................................... 9
5. Magnesium ................................................................................... 9
6. Uji Kekerasan ............................................................................... 10
7. Uji Impact ..................................................................................... 12
xii
8. Struktur Mikro ............................................................................... 13
B. Kerangka Berpikir ............................................................................... 14
C. Hipotesis Penelitian ............................................................................. 15
BAB III METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................. 16
1. Tempat Penelitian ................................................................................ 16
2. Waktu Penelitian ................................................................................. 16
B. Desain Penelitian ...................................................................................... 16
C. Populasi dan Sampel ................................................................................. 17
D. Spesimen Penelitian.................................................................................. 17
E. Teknik Pengambilan Sampel Spesimen ................................................... 18
F. Teknik Pengumpulan Data ....................................................................... 18
1. Identifikasi Variabel ............................................................................. 18
a. Variabel Bebas ................................................................................. 18
b. Variabel Terikat ............................................................................... 18
c. Variabel Kontrol .............................................................................. 18
2. Metode Pengumpulan Data .................................................................. 19
3. Instrumen Penelitian ............................................................................. 19
a. Bahan Penelitian ............................................................................. 19
b. Peralatan Penelitian ........................................................................ 21
G. Teknik Analisis Data ................................................................................ 26
H. Prosedur Penelitian .................................................................................... 27
1. Tahap Eksperimen ............................................................................... 27
2. Urutan Langkah Eksperimen ................................................................ 28
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian ........................................................................................ 29
1. Deskripsi Data .................................................................................... 29
2. Hasil Pengujian Kekerasan ................................................................. 29
3. Hasil Pengujian Impact ...................................................................... 31
4. Hasil Pengujian Struktur Mikro ......................................................... 32
xiii
B. Pembahasan Hasil Penelitian .................................................................... 33
1. Analisis Uji Kekerasan ........................................................................ 33
2. Analisis Pengujian Impact................................................................... 34
3. Analisis Uji Struktur Mikro ................................................................ 35
BAB V PENUTUP
A. Simpulan ................................................................................................... 38
B. Implikasi ................................................................................................... 38
C. Saran ......................................................................................................... 39
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 40
LAMPIRAN ........................................................................................................ 43
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
Gambar 2.1. Diagram Kesetimbangan Al-Si ....................................................... 8
Gambar 2.2. Diagram Kesetimbangan Al-Mg ..................................................... 9
Gambar 2.3. Pengujian Kekerasan Brinell ........................................................... 11
Gambar 2.4. Bahan uji yang dalam pengujian sistem Charphy ........................... 13
Gambar 2.5. Kedudukan Bahan Uji impact charphy ........................................... 13
Gambar 2.6. Kerangka Berpikir ........................................................................... 15
Gambar 3.1. Spesimen Uji Kekerasan dan Struktur Mikro ................................. 17
Gambar 3.2. Bentuk dan Ukuran Spesimen Untuk Uji Impact ............................ 18
Gambar 3.3. Velg Aluminium .............................................................................. 19
Gambar 3.4. Serbuk Magnesium .......................................................................... 21
Gambar 3.5. Pasir Cetak ....................................................................................... 21
Gambar 3.6. Pola .................................................................................................. 21
Gambar 3.7. Thermocouple ................................................................................... 22
Gambar 3.8. Dapur Peleburan ............................................................................... 22
Gambar 3.9. Panci Tuang(Ladle) .......................................................................... 23
Gambar 3.10. Timbangan ..................................................................................... 23
Gambar 3.11.Jangka Sorong ................................................................................ 24
Gambar 3.12. Larutan Etsa ................................................................................... 24
Gambar 3.13. Spectrometer Metal Scan .............................................................. 25
Gambar 3.14. Universal Hardness Tester ............................................................ 25
Gambar 3.15.Metallurgical Microscop With Inverted(Olympus PME) ................ 26
Gambar 3.16. Alat Ui Impact Charpy .................................................................. 26
Gambar 3.17. Diagram Alir Peneitian .................................................................. 27
Gambar 4.1. Hasil Foto Struktur Mikro Variasi 2% Mg....................................... 32
Gambar 4.2. Hasil Foto Struktur Mikro Variasi 3% Mg....................................... 32
Gambar 4.3. Hasil Foto Struktur Mikro Variasi 4% Mg....................................... 32
Gambar 4.4. Gambar Diagram Batang Nilai Kekerasan ....................................... 33
Gambar 4.5. Gambar Diagram Kekuatan Impact.................................................. 34
xv
Gambar 4.6. Hasil Foto Struktur Mikro Variasi 2% Mg....................................... 36
Gambar 4.7. Hasil Foto Struktur Mikro Variasi 3% Mg ..................................... 36
Gambar 4.8. Hasil Foto Struktur Mikro Variasi 4% Mg ..................................... 36
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
Tabel 2.1. Sifat Fisik Aluminium .......................................................................... 7
Tabel 3.1. Komposisi Kimia Velg ......................................................................... 20
Tabel 4.1. Tabel Nilai Kekerasan RAW Material. ................................................ 29
Tabel 4.2. Hasil Uji Kekerasan Penambahan 2% Mg ........................................... 30
Tabel 4.3. Hasil Uji Kekerasan Penambahan 3% Mg ........................................... 30
Tabel 4.4. Hasil Uji Kekerasan Penambahan 4% Mg ........................................... 31
Tabel 4.5. Tabel Pengujian Impact RAW Material............................................... 31
Tabel 4.6. Hasil Pengujian Impact ........................................................................ 31
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
Lampiran 1. Hasil Uji Komposisi Kimia .............................................................. 42
Lampiran 2. Hasil Uji RAW Material Kekerasan ................................................. 43
Lampiran 3. Hasil Uji Kekerasan .......................................................................... 44
Lampiran 4. Hasil Uji RAW Material Impact ....................................................... 45
Lampiran 5. Hasil Uji Impact................................................................................ 46
Lampiran 6. Dokumentasi ..................................................................................... 49