pengaruh temperatur aging terhadap sifat fisis...

PENGARUH TEMPERATUR AGING TERHADAP

SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN Al-Cu

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin

Disusun oleh :

Sukendro Eko Pranolo

NIM : 005214042

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2007

THE EFFECT OF AGING TEMPERATURE ON THE

PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF

Al-Cu ALLOY

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Mechanical Engineering

By :


Student Number : 005214042

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2007

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah

diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan

sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah

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

naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 25 Juli 2007


v

Halaman Persembahan

Kegagalan atau keberhasilan duniawi bukanlah

tujuan yang penting. Kadang-kadang kegagalan

adalah keberhasilan, sebaliknya keberhasilan

adalah kegagalan. Kita harus menilainya dengan

mata kebijaksanaan.

Semua Jerih Payah Kupersembahkan Untuk :

Keluargaku Tercinta

Teman - Teman

Sahabat

Orang yang Kukasihi

Almamaterku Sanata Dharma

"As we go on.. We remember... All the times, we had together... As our

lives change...come whatever We will still be friends 4-Ever "

Graduation - 208 community -

vi

INTISARI Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur aging terhadap sifat fisis dan mekanis dari paduan aluminium tembaga (Al-Cu). Bahan utama pada penelitian ini adalah paduan aluminium tembaga (Al-Cu) yang didapatkan dari pelek motor bekas. Bahan utama ini kemudian dicor ulang dan diberi tembaga (Cu) dengan kadar Cu diharapkan sekitar 4%. Bahan selanjutnya di aging pada waktu 36 jam, dengan variasi temperatur aging 150ºC, 175ºC, 200ºC, 220ºC. Pengujian yang dilakukan meliputi : pengujian kekerasan, pengujian tarik, pengamatan struktur mikro, dan bentuk patahan. Hasil dari penelitian ini memperlihatkan bahwa temperatur aging berpengaruh pada struktur mikro dari paduan aluminium tembaga (Al-Cu) yakni menjadi lebih rapat. Kekerasan meningkat sekitar 30% yaitu terjadi pada paduan aluminium tembaga (Al-4%Cu) yang diaging selama 36 jam pada temperatur 200ºC. Kekerasan mula mula : 71,12 BHN dan kekerasan setelah diaging dengan suhu 200ºC yaitu 92,99 BHN. Sedangkan kekuatan tarik turun sekitar 15,4% yaitu dari kekuatan tarik mula-mula sebesar 15 kg/mm2 ke kekuatan tarik setelah di aging dengan suhu 200ºC sebesar 13 kg/mm2.

vii

KATA PENGANTAR

Suatu perjalanan panjang dalam hidup akan segera kutempuh. Siap atau

tidak harus segera dihadapi karena sang waktu tidak akan pernah mau menunggu

sampai segala sesuatunya siap.

Ditempat ini aku datang, di tempat ini pula aku harus beranjak dari segala

bentuk ketergantungan yang selama ini sungguh merasuk di jiwaku. Aku mulai

berjalan sesuai dengan jalan yang kumau, mewarnai dunia dengan warna yang

kumau, dengan berbekal segala ilmu dari para Mahaguru.

Puji dan Syukur kepada Tuhan Yang Maha Kasih Raja Segala Manusia

atas berkat dan bimbingan-Nya sehingga tugas akhir ini terselesaikan dengan

baik, untuk mencapai derajat strata satu pada Program Studi Teknik Mesin,

Fakultas Teknik, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Dalam kurun waktu perjalanan selama kurang lebih 7 tahun di kota yang

sarat dengan segala nuansa romantisme dan kenangan, banyak pihak yang

mewarnai persinggahan hidupku yang sementara ini. Untuk itu dalam kesempatan

ini ijinkanlah saya untuk menyampaikan rasa terima kasih kepada :

1. Allah SWT yang selalu menyertai, dan selalu memberikan kesempatan

kepada penulis untuk selalu berubah menjadi lebih baik dan mempunyai arti

dalam kehidupan ini.

2. Keluarga tercinta di Lampung, Papa, Mama, adik-adikku, Andi, Merry yang

selalu mendukung dan mengharapkan kelulusan ini.

3. Bapak Ir. Greg. Heliarko, SJ., SS., B.ST., MA., M.Sc. selaku Dekan

Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma.

4. Budi Sugiharto, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Sanata Dharma

5. Bapak Ir. YB Lukiyanto, M.T., selaku Dosen Pembimbing angkatan 2000.

6. Bapak I Gusti Ketut Puja, S.T,. M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas

Akhir.

viii

7. Bapak Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing mata

kuliah Kerja Praktek.

8. Bapak Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing mata

kuliah Rancang Bangun Mesin.

9. Segenap karyawan dan laboran FT USD, Mas Martono, Mas Intan, Mas

Ronny dan yang lainnya, terima kasih untuk kerjasamanya selama ini.

10. I Gede Sinar Bawa teman seperjuangan dalam penggarapan Tugas Akhir.

11. Sayangku Ratna Listy sang kekasih tercinta, terima kasih atas kasih sayang

dan dorongan serta perhatiannya yang tak akan pernah terlupa.

12. Teman-temanku “Wawan, Topek, Rohmat, Ridwan, Ruben, Andri, Adhi.

Ari” walaupun tidak membantu tapi mereka selalu ada disaat susah maupun

senang.

13. Rekan-rekan Tugas Akhir yang telah berbagi suka dan duka serta pendorong

dalam penyelesaian Tugas Akhir ini : Ikana Ebda Kurniawan, Ramala,

Bendot, Yuris, Rois, dll.

14. Rekan-rekan Teknik Seluruhnya.

15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Akhir kata teriring dengan harapan dari penulis semoga tugas akhir ini dapat

berguna sebagai masukan bagi pembaca dan semua pihak yang membutuhkan.

Yogyakarta, Agustus 2007

Sukendro Eko P Penulis

ix

DAFTAR ISI

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

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

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................. v

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... vi

INTISARI ....................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR.................................................................................... viii

DAFTAR ISI................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR...................................................................................... xiii

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

DAFTAR LAMBANG ................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN............................................................................ 1

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

1.2. Rumusan Masalah.............................................................................. 2

1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................... 2

1.4. Batasan Masalah ............................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI.............................................................................. 4

2.1. Sejarah Pengecoran............................................................................ 4

2.2. Proses pengecoran.............................................................................. 6

2.2.1. Perencanaan pengecoran..................................................... 6

2.2.2. Pencairan logam.................................................................. 10

2.2.3. Pembuatan cetakan.............................................................. 11

2.3. Alumunium dan Paduannya............................................................... 14

2.3.1 Produksi Aluminium........................................................... 14

2.3.2. Aluminium Murni ............................................................... 17

2.3.3. Paduan Aluminium ............................................................. 19

2.3.4. Pengaruh Unsur Paduan Terhadap Aluminium .................. 24

2.4. Aging.................................................................................................. 28

2.5. Tinjauan Pustaka................................................................................ 29

x

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................. 30

3.1. Diagram Alir ...................................................................................... 30

3.2. Jenis Penelitian................................................................................... 31

3.2. Metode Penelitian .............................................................................. 31

3.4. Data yang Dikumpulkan .................................................................... 32

3.5. Pelaksanaan Pengecoran .................................................................... 33

3.5.1. Bahan coran ........................................................................ 33

3.5.2. Alat-alat yang digunakan .................................................... 33

3.5.3. Proses peleburan logam ...................................................... 34

3.5.4. Pelepasan hasil coran .......................................................... 36

3.6. Pembuatan Benda Uji ........................................................................ 37

3.7. Peralatan Pengujian............................................................................ 40

3.8. Proses Aging ...................................................................................... 41

3.9. Pengujian Hasil Coran ....................................................................... 42

3.9.1. Pengujian Tarik................................................................... 42

3.9.2. Pengujian Kekerasan........................................................... 45

3.9.3. Pengamatan Struktur Mikro ............................................... 47

3.9.4. Pengamatan Struktur Makro .............................................. 50

3.9.5. Pengujian Komposisi Kimia ............................................... 50

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .......................... 52

4.1. Persiapan Pengecoran ........................................................................ 52

4.1.1. Perhitungan Bahan Coran ................................................... 52

4.1.2. Perbandingan Komposisi Coran ......................................... 53

4.2. Data Pengecoran ................................................................................ 54

4.3. Pengujian Tarik.................................................................................. 55

4.4. Pengujian Kekerasan.......................................................................... 58

4.5. Pengamatan Struktur Mikro............................................................... 59

4.6. Pengamatan Makro ............................................................................ 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 67

5.1. Kesimpulan ........................................................................................ 67

5.2. Saran .................................................................................................. 69

xi

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 70

LAMPIRAN.................................................................................................... 71

xii

DAFTAR GAMBAR

2.1. Tanur Krus ............................................................................................. 10

2.2. Bagian-Bagian Sistem Saluran dalam Cetakan...................................... 14

2.3. Mikrostruktur pada Aging...................................................................... 29

3.1. Burner dan Tangki Minyak Bertekanan serta Kompresor ..................... 34

3.2. Kowi dan Tungku Tanah Liat ................................................................ 34

3.3. Cetakan Logam dilengkapi Baut dan Tang Penjepit.............................. 35

3.4. Mesin Milling......................................................................................... 37

3.5. Mesin Sekrap ......................................................................................... 38

3.6. Bentuk dan Geometri Spesimen Benda Uji Tarik.................................. 39

3.7. Oven....................................................................................................... 41

3.8. Mesin Uji Tarik...................................................................................... 43

3.9. Mesin uji kekerasan "Brinell Hardness Tester MOD 100 MR"............. 47

3.10. Proses Pengamatan Struktur Mikro ....................................................... 48

3.11. Mikroskop Mikro dilengkapi dengan Kamera ....................................... 49

3.12. Mesin uji komposisi (Spektrometer)...................................................... 51

4.1. Hasil waktu pembekuan Al-Si-Cu ......................................................... 55

4.2. Hasil pengujian kekuatan tarik............................................................... 56

4.3. Hasil pengujian regangan....................................................................... 57

4.4. Hasil pengujian kekerasan ..................................................................... 58

4.5. Struktur Mikro Al-Si cor ulang.............................................................. 60

4.6. Struktur Mikro Al-Si-4% Cu cor ulang ................................................. 60

4.7. Struktur Mikro Al-Si-4%Cu aging T=150ºC......................................... 60



4.10. Struktur Mikro Al-Si-4%Cu aging T=220ºC ........................................ 61

4.11. Struktur Mikro Al-Si setelah dietsa ...................................................... 62

4.12. Struktur Mikro Al-Si-4% Cu cor ulang setelah dietsa .......................... 62

4.13. Struktur Mikro Al-Si-4%Cu aging T=150ºC setelah dietsa.................. 62

xiii




4.17. Struktur Makro Al-Si cor ulang (benda uji ke 3) .................................. 64

4.18. Struktur Makro Al-Si-4%Cu, Aging T=150ºC (benda uji ke 2) ........... 65




xiv

DAFTAR TABEL

2.1. Sifat-sifat fisik Aluminium ..................................................................... 18

2.2. Sifat-sifat mekanik Aluminium............................................................... 19

3.1. Dimensi Benda Uji Tarik yang Digunakan............................................. 39

3.2. Pemilihan Diameter Penetrator Uji Kekerasan Brinell ........................... 46

4.1. Komposisi Bahan Coran Paduan Al-Cu ................................................. 54

4.2. Data yang diperoleh pada Pengecoran Paduan Al-Cu ............................ 54

4.3. Data Pengujian Tarik .............................................................................. 57

4.4. Data Pengujian Regangan ....................................................................... 58

4.5. Data Pengujian kekerasan ....................................................................... 59

xv

DAFTAR NOTASI LAMBANG

A = Luas penampang ................................................................................ mm2

t = Tebal .................................................................................................. mm

l = Lebar.................................................................................................. mm

σ = Kekuatan tarik..................................................................................... kg/mm2

P = Beban.................................................................................................. kg/mm2

Lo = Panjang ukur mula-mula .................................................................... mm

L = Panjang ukur akhir ............................................................................. mm

ρ = Massa jenis ...................................................................................... kg/mm3

ΔL = Pertambahan panjang......................................................................... mm

ε = Regangan............................................................................................ %

v = Volume .............................................................................................. mm3

m = Massa ................................................................................................. kg

BHN = Angka kekerasan binell...................................................................... kg/mm2

D = Diameter bola penetrator ................................................................... mm

d = Diameter bekas injakan...................................................................... mm

xvi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada zaman sekarang ini pemanfaatan barang-barang usang atau barang

rongsokan sangat maju pesat, terlebih pada barang yang mempunyai kemampuan

untuk dibentuk kembali. Aluminium merupakan salah satu bahan yang paling

diminati, selain sifatnya yang tahan terhadap korosi, kekuatan aluminium juga

baik. Sifat aluminium tersebut juga dapat diperbaiki dengan memadukan unsur

lain dengan cara pengecoran. Pemanfaatan aluminium sudah banyak hasilnya,

salah satunya adalah pelek untuk kendaraan bermotor, tetapi untuk mendapatkan

komposisi yang baik harus dilakukan penelitian.

Pada penelitian kali ini akan dibahas mengenai pemanfaatan aluminium

bekas yang mungkin hasil dari penelitian ini dapat digunakan. Aluminium yang

digunakan didapat dari pelek motor yang akan ditambahkan dengan unsur

tembaga (Cu). Unsur tembaga (Cu) yang akan ditambahkan adalah 2%, dimana

setelah dipadukan akan dilakukan perlakuan ”aging” dengan variasi suhu 150°C.

175°C, 200°C, san 220°C dengan waktu 36 jam. Proses aging ini dilakukan

berdasarkan buku Pengetahuan Bahan Teknik, karangan Prof. Ir. Tata Surdia. Dan

dilakukan di Laboratorium Ilmu Logam, Universitas Sanata Dharma. Tujuan dari

penelitian ini adalah untuk mendapatkan paduan yang baik dengan pemanfaatan

barang bekas.

1

2

1.2. Rumusan Masalah

Penelitian ini meneliti pengaruh temperatur Aging terhadap sifat fisis dan

mekanis hasil coran paduan Al-Si dengan tembaga (Cu), yang mana Al-Si

diperoleh dari peleg motor, dengan komposisi kadar Al sebanyak 91,35% dan Si

sebanyak 1,9%. Coran yang ingin dibuat dan diteliti terdiri dari dua jenis coran,

yaitu :

1. Coran Aluminium paduan

2. Paduan coran Al dengan Tembaga (4%)

Hasil dari setiap coran akan dibandingkan dan dilihat akibat pengaruh temperatur

aging yang dilakukan terhadap hasil coran, diperkirakan akan membuat paduan

Al-4%Cu akan menjadi lebih kuat, kekerasan bahannya akan meningkat dan

mempermudah proses pengerjaan mesin .

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah untuk mengetahui pengaruh

dari temperatur aging pada paduan Al-Cu terhadap sifat fisis dan mekanis, yaitu:

1. Pengujian tarik (tegangan dan regangan) hasil coran

2. Pengujian kekerasan Brinell

3. Pengamatan struktur mikro hasil coran

4. Pengamatan makro hasil coran

3

1.4. Batasan Masalah

Agar penelitian ini tidak terlalu luas dan tetap berada dalam jangkauan

penulis, maka perlu adanya batasan masalah. Dalam penelitian tentang “ pengaruh

waktu aging terhadap sifat fisis dan mekanis paduan Al-Cu”, penulis memberikan

batasan-batasan supaya penulisan ini tidak terlalu luas serta mengenai sasaran

yang dituju. Pembatasan penulisan adalah sebagai berikut :

1. Bahan yang akan diteliti adalah Al-Cu maka bahan-bahan

lainnya hanya akan dibahas sekilas saja.

2. Pengecoran aluminium menggunakan cetakan yang terbuat dari

logam (permanent moulding), maka bentuk cetakan yang lainya

tidak akan dibahas di sini

3. Tidak adanya penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh

kecacatan yang terjadi pada penelitian karena penulis lebih

menitik beratkan pada aspek pengaruh waktu aging terhadap

hasil coran

4. Pengujian hasil coran dilakukan sesuai standar yang ada dan

umum dipakai

5. Pengujian porositas dan berat jenis tidak dibahas dalam

penelitian ini.

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Sejarah Pengecoran

Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang ke dalam cetakan,

kemudian dibiarkan mendingin dan membeku. Oleh karena itu sejarah pengecoran

dimulai ketika manusia mengetahui bagaimana mencairkan logam dan bagaimana

membuat cetakan. Hal itu terjadi kira-kira 4000 sebelum Masehi, sedangkan tahun

yang pasti tidak diketahui. Awal penggunaan logam adalah ketika manusia

membuat perhiasan atau perak tempaan, dan kemudian membuat senjata atau

mata bajak dengan menempa tembaga. Hal itu dimungkinkan karena logam-logam

ini terdapat di alam dalam keadaan murni, sehingga dengan mudah dapat

menempanya. Kemudian secara kebetulan manusia menemukan tembaga mencair,

selanjutnya mengetahui cara untuk menuang logam cair ke dalam cetakan, dengan

demikian untuk pertama kalinya manusia dapat membentuk coran yang rumit,

umpamanya perabot rumah, perhiasan atau hiasan makam. Coran tersebut dibuat

dari perunggu yaitu suatu paduan tembaga, timah dan timbal yang titik-cairnya

lebih rendah dari tembaga.

Pengecoran perunggu pertama kali dilakukan di Mesopotamia kira-kira

3000 tahun sebelum Masehi, teknik ini diteruskan ke Asia Tengah, India dan

Cina. Penerusan ke Cina kira-kira 2000 tahun sebelum Masehi, dan dalam zaman

Cina kuno semasa Yin, yaitu kira-kira 1500-1000 tahun sebelum Masehi. Pada

4

5

masa itu tangki-tangki besar yang halus dibuat dengan cara dicor.Sementara itu

teknik pengecoran Mesopotamia juga diteruskan ke Eropa, dan dalam tahun 1500-

1400 sebelum Masehi barang-barang sepeti mata bajak, pedang, mata tombak,

perhiasan, tangki, dan perhiasan makan dibuat di Spanyol, Swiss, Jerman, Austria,

Norwegia, Denmark, Swedia, Inggris dan Prancis. Teknik pengecoran perunggu

di India dan Cina diteruskan ke Jepang dan Asia Tenggara, sehingga Jepang

banyak arca-arca Budha dibuat antara tahun 600 dan 800.

Penggunaan besi dimulai dengan penempaan, sama halnya dengan

tembaga. Orang-orang Asiria dan Mesir mempergunakan perkakas besi dalam

tahun 2800-2700 sebelum Masehi. Kemudian di Cina dalam tahun 800-700

sebelum Masehi, ditemukan cara membuat coran dari besi kasar yang mempunyai

titik-cair rendah dan mengandung fosfor tinggi dengan mempergunakan tanur

beralas datar. Teknik produksi ini kemudian diteruskan ke Negara-negara di

sekitar Laut Tengah. Di Yunani 600 tahun sebelum Masehi, arca-arca raksasa

Epaminondas atau Hercules, berbagai senjata, dan perkakas dibuat dengan jalan

pengecoran. Di India zaman itu pengecoran besi kasar dilakukan dan diekspor ke

Mesir dan Eropa. Walaupun demikian baru pada abat ke 14 saja pengecoran besi

kasar dilakukan secara besar-besaran, yaitu ketika Jerman dan Itali meningkatkan

tanur beralas datar yang primitif itu menjadi tanur tiup berbentuk silinder, di mana

pencairan dilakukan dengan jalan meletakan biji besi dan arang batu berselang-

seling. Produk-produk yang dihasilkan pada waktu itu adalah : meriam, peluru

meriam, tungku, pipa, dan lain-lain. Cara pengecoran pada zaman itu ialah

menuangkan secara langsung logam cair yang didapat dari biji besi ke dalam

6

cetakan. Kokas ditemukan di Inggris pada abad 18, yang kemudian di Prancis

disahkan agar kokas dapat dipakai untuk mencairkan kembali besi kasar dalam

tanur kecil pada pembuatan coran. Kemudian tanur yang serupa dengan tanur

kupola yang ada sekarang dibuat di Inggris, dan cara pencairan besi kasar yang

dilakukan sama dengan yang dilakukan pada saat sekarang. Walaupun sejak masa

kuno baja dipakai dalam bentuk tempaan, namun sejak H. Bessemer atau W.

Siemens sajalah telah diusahakan untuk membuat baja dari besi kasar, dan coran

baja diproduksi pada akhir pertengahan abad 19. Coran paduan aluminium dibuat

pada akhir abad 19 dengan cara pemurnian dengan elektrolisa ditemukan.

2.2. Proses Pengecoran

2.2.1. Perencanaan Pengecoran

Proses pengecoran meliputi: pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan

logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan, pembongkaran coran,

pembersihan dan proses daur ulang pasir cetakan, dan hasilnya disebut coran.

Berdasarkan proses pencetakan dan bahan cetakannya, pengecoran dibedakan

menjadi :

1. Pengecoran menggunakan cetakan pasir (Sand Mold).

2. Pengecoran menggunakan cetakan pasir dengan pengikat

khusus.

3. Pengecoran menggunakan cetakan dengan model lilin

(Investment Molding).

4. Pengecoran dengan cetakan logam (Permanent Molding).

7

5. Pengecoran dengan penuangan cetak (Die Casting).

Coran dibuat dari logam yang dicairkan dan dituang ke dalam cetakan,

kemudian dibiarkan dingin dan membeku. Untuk mencairkan logam digunakan

bermacam-macam tanur, memilih tanur yang tepat bisa mempercepat pengecoran.

Oleh karena itu sebelum membuat coran harus dibuat perencanaan yang matang

untuk mencapai keberhasilan akan hasil coran. Adapun perencanaan proses

pengecoran adalah sebagai berikut :

1. Penentuan pola

Pola adalah tiruan benda coran (tidak sama dengan benda coran,

baik dari bahan maupun ukurannya). Perbedaan pola dengan

benda coran diakibatkan oleh beberapa alasan, yaitu :

• Benda coran pasti menyusut.

• Benda coran bukan produk akhir, masih melalui proses

permesinan.

• Bentuk pola biasanya terjadi penirusan yang dimaksudkan

untuk mempermudah pengangkatan coran dari cetakan.

Pola dibuat dengan proses permesinan secara langsung pada

cetakan logam, yaitu dengan memakai mesin milling.

2. Menetapkan kup, drag, dan permukaan pisah

Untuk mendapatkan hasil coran yang baik penentuan kup, drag,

dan permukaan pisah harus memperhatikan ketentuan dibawah

ini :

8

• Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan. Permukaan

pisah harus satu bidang, pada dasarnya kup dibuat agak lebih

dangkal.

• Penempatan inti harus mudah. Tempat inti dalam cetakan

utama harus ditentukan dengan teliti.

• Sistim saluran harus dibuat sempurna untuk mendapatkan

aliran logam cair yang optimal.

• Terlalu banyak permukaan pisah akan mengambil banyak

waktu dalam proses pembuatan cetakan.

3. Penentuan penambahan penyusutan

Untuk menentukan tambahan penyusutan digunakan mistar

susut, adanya tambahan penyusutan karena coran menyusut pada

waktu pembekuan dan pendinginan. Besarnya penyusutan

tergantung dari : bahan coran, bentuk coran, tempat, tebalnya

coran.

4. Penuangan logam cair.

Setelah peleburan logam dan cetakan sudah siap, maka proses

penuangan logam cair dapat dilaksanakan. Hal-hal yang harus

diperhatikan dalam proses penuangan, yaitu :

• Pengeringan ladel. Ladel yang digunakan harus benar-benar

kering, sebab jika tidak benar-benar kering bisa menurunkan

temperatur logam cair sehimgga dapat nmenimbulkan cacat

pada coran.

9

• Pembuangan terak. Sebelum penuangan, terak yang ada di

atas cairan logam yang ada dalam ladel harus dibuang.

Supaya pada saat penuangan tidak ikut ke dalam cetakan.

• Temperatur penuangan. Temperatur logam cair harus dijaga

agar logam cair tidak cepat membeku dan untuk

mendapatkan coran berkualitas tinggi.

• Waktu penuangan. Penuangan harus dilakukan dengan

tenang, capat dan cermat.

5. Pembongkaran cetakan

Pembongkaran cetakan dilakukan untuk mengetahui hasil coran.

Pembongkaran cetakan dengan cara memukul cetakan hingga

coran lepas dari cetakan.

6. Pemeriksaan hasil coran

Tujuan dari pemeriksaan coran adalah :

• Penyempurnaan teknis. Cacat pada coran harus dideteksi

sebaik mungkin sehingga dapat dengan cepat dilakukan

penyempurnaan teknis dan selanjutnya kualitas coran

tersebut dapat dipelihara.

• Memlihara kualitas. Kualitas hasil coran harus tetap

dipertahankan, karena akan berpengaruh langsung pada

konsumen. Pemeriksaan yang kontinyu dimaksudkan untuk

mengawasi coran yang mengalami kegagalan dalam

pengecoran.

10

2.2.2. Pencairan logam

Untuk mencairkan logam dapat menggunakan berbagai macam tanur.

Pada umumnya dapur kupola atau tanur frekuensi rendah dipergunakan untuk besi

cor, tanur busur listrik atau tanur induksi frekuensi tinggi untuk baja tuang, dan

tanur krus untuk paduan tembaga atau coran paduan ringan karena tanur-tanur ini

dapat menghasilkan logam cair yang baik dan ekonomis untuk logam-logam

tersebut. Karena pengecoran yang akan dilakukan menggunakan aluminium yang

termasuk logam paduan ringan sebagai bahan dasar maka tanur yang dibahas

hanya tanur krus saja. Berikut gambar penampang tanur krus.

Gambar 2.1 Tanur Krus Tampak Atas (kiri) dan Tampak Samping (kanan)

Peleburan dengan krus besi cor dan krus karbon dilakukan sebagai berikut.

Pertama diisikan sekrap , kemudian logam baru dan paduan dasar. Magnesium

harus ditenggelamkan ke dasar cairan dengan mempergunakan alat yang khusus

seperti alat untuk pemberi fosfor. Magnesium yang tenggelam kemudian mencair

sedangkan magnesium yang terapung akan hilang karena oksidasi.

11

Untuk menghemat waktu peleburan dan mengurangi kehilangan karena

oksidasi, lebih baik memotong logam menjadi potongan kecil yang kemudian

dipanaskan. Kalau bahan sudah mulai mencair, fluks harus ditambahkan untuk

mencegah oksidasi dan absorpsi gas. Selama pencairan permukaan harus ditutup

dengan fluks dan cairan diaduk pada jangka waktu tertentu untuk mencegah

segregasi.

2.2.3. Pembuatan cetakan

Cetakan biasanya dibuat dengan jalan memadatkan pasir. Pasir yang

dipakai kadang-kadang pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah

lempung. Cetakan pasir mudah dibuat dan tidak mahal asal dipakai pasir yang

cocok, kadang-kadang dicampurkan juga pengikat khusus, umpamanya air kaca,

semen, resin furan, resin fenol atau minyak pengering karena pengunaan zat-zat

tersebut dapat memperkuat cetakan. Tentu saja penggunaan zat-zat tersebut

mahal, sehingga perlu memilih dengan mempertimbangkan bentuk, bahan dan

jumlah produk hasil coran.

Dalam pengecoran menggunakan cetakan dari pasir. Cetakan dibuat

dalam rangka cetak (flask) yang terdiri atas dua bagian, bagian atas disebut Kup

dan bagian bawah disebut Drag. Belahan pola diletakkan diatas papan kayu yang

rata, drag diletakkan di atas papan kemudian diisi penuh pasir dan ditekan keras.

Bila pasir kurang padat cetakannya mudah rusak pada waktu pengerjaan atau

rusak akibat aliran logam cair. Bila terlalu padat, gas dan uap sulit menguap, hal

ini dapat mengakibatkan cacat pada benda cor. Drag dan kup dipasang jadi satu

12

sesudah diberi grafit, kegunaan grafit adalah untuk mencegah melekatnya pasir

dari kedua bagian cetakan dan memperhalus permukaan hasil cor. Penampang

saluran masuk dekat cetakan jangan terlalu besar untuk memudahkan

pematahannya dan untuk memudahkan penyusutan aluminium, pada kup juga

biasanya dibuat saluran cadangan atau riser (penambah).

Fungsi saluran masuk perlu dirancang dengan mempertimbangkan faktor-faktor

berikut ini :

1. Aliran logam hendaknya memasuki rongga cetakan dekat

dasarnya dengan turbulensi seminimal mungkin, khususnya pada

benda tuang yang berukuran kecil

2. Pengikisan dinding saluran masuk dan permukaan rongga

cetakan harus ditekan dengan mengatur aliran logam cair

3. Aliran logam cair yang masuk harus diatur sedemikian rupa

sehingga terjadi solidifikasi yang terarah. Solidifikasi hendaknya

dimulai dari permukaan cetakan ke arah logam cair sehingga

selalu ada logam cair cadangan untuk menutupi kekurangan

akibat penyusutan

4. Usahakan kotoran dan partikel asing tidak dapat masuk ke dalam

rongga cetakan

Dalam sebuah cetakan terdapat sistem saluran yang berfungsi sebagai

jalan untuk logam cair ke dalam cetakan. Saluran turun berfungsi untuk

mengalirkan logam cair ke dalam cetakan. Selain itu ada saluran penambah yang

berfungsi untuk menambahkan logam cair pada saat logam cair membeku.

13

Besarnya penambahan tergantung pada besar kecilnya penyusutan. Adapun

urutan-urutan dari sistem saluran adalah :

1. Cawan tuang

Cawan tuang adalah penerima pertama yang menerima logam

cair langsung dari ladel. Cawan ini biasanya berbentuk corong,

cawan ini harus mempunyai kontruksi yang tidak dapat

melewatkan kotoran/terak yang terbawa logam cair dari ladel.

Cawan tuang tidak boleh terlalu dangkal, perbandingan

kedalaman dan diameter yang terlalu kecil akan menjadi pusaran

yang akan menampung kotoran/terak sisa pada logam cair,

sehingga tidak ikut masuk kedalam cetakan.

2. Saluran turun

Saluran turun saluran yang pertama membawa logam cair dari

cawan tuang kedalam pengalir dan saluran masuk. Saluran ini

dibuat tegak lurus dengan irisan yang berupa lingkaran, biasanya

irisannya sama dari atas sampai bawah atau sebaliknya. Saluran

turun dibuat dengan melubangi cetakan dengan mempergunakan

satu batang atau dengan memasang bumbung tahan panas.

3. Pengalir

Pengalir adalah saluran yang membawa logam cair dari saluran

turun kebagian-bagian pada cetakan. Bagian ini mempunyai

irisan seperti trapesium atau setengah lingkaran karena mudah

14

dibuat pada permukaan pisah. Pengalir lebih baik dibuat sebesar

mungkin, karena untuk memperlambat pendinginan logam cair.

4. Saluran masuk

Saluran masuk adalah saluran yang mengisikan logam cair dari

pengalir kedalam rongga cetakan. Saluran masuk dibuat dengan

irisan yang lebih kecil dari pada pengalir. Bentuk irisan biasanya

berupa bujur sangkar, trapesium, segitiga, atau setengah bola

yang membesar ke arah rongga cetakan.

Gambar 2.2 Bagian-Bagian Sistem Saluran dalam Cetakan

2.3. Aluminium Dan Paduannya

2.3.1. Produksi Aluminium

Aluminium diproduksi dari bauksit yang merupakan campuran mineral

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

[Al2Si2O5(OH)4]. Proses produksi aluminium dari bauksit meliputi dua tahap,

yaitu : proses pengolahan alumina (Al2O3) dan proses elektrolisa alumina menjadi

15

aluminium. Kedua proses tersebut merupakan proses awal terbentuknya

aluminium. Proses pengolahan bauksit menjadi alumina melalui suatu rangkaian

proses yang disebut proses Bayer. Bauksit dimasukan ke dalam larutan NaOH dan

alumina didalamnya membentuk sodium alumina.

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (160˚ - 170˚ C)

Setelah pemisahan sodium aluminat dari zat cair lainnya, lalu

didinginkan secara perlahan sampai temperature 25˚- 35˚ C untuk mengendapkan

aluminium hidroksida [Al(OH)3] menurut reaksi.

NaAlO2 + 2H2O → Al(OH)3 + NaOH

Kemudian Al(OH)3 dicuci dan selanjutnya dipanaskan sampai temperatur

1100˚ - 1200˚C untuk menghasilkan aluminium oksida (Al2O3) menurut reaksi

berikut. 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

Alumina yang diperoleh melalui proses pengolahan bauksit, diproses lagi secara

elektrolisa pada temperatur tinggi dengan proses Hall-Herlout karena alumina

mempunyai titik leleh yang tinggi (2000˚C), maka alumina tersebut dilarutkan ke

dalam cairan cryolite (Na3AlF6) yang bertindak sebagai elektrolit sehingga titik

leleh menjadi lebih rendah (1000˚C).

Aluminium merupakan logam non-ferro yang banyak digunakan karena

memiliki sifat-sifat yang baik, yaitu :

1. Kerapatan (density).

Berat jenis dari suatu Aluminium adalah 2700 kg/m3.

2. Tahan terhadap korosi (corrosion resistance).

16

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

ferro mempunyai kerapatan yang tinggi maka daya tahan

terhadap korosi yang dimiliki logam tersebut juga semakin baik.

Hal tersebut tidak berlaku untuk aluminium, walaupun

aluminium merupakan alah satu jenis logam non ferro. Karena

aluminium memiliki lapisan atau selaput tipis oksida transparan

dan jenuh terhadap oksigen di seluruh permukaan. Lapisan

tersebut dapat mengendalikan laju korosi serta sekaligus

melindungi lapisan di bawahnya.

3. Sifat mekanis (mechanical properties).

Aluminium mempunyai sifat mekanis yang sebanding dengan

paduan bukan besi (non ferrous alloy) juga beberapa jenis baja.

Adapun sifat mekanis tersebut adalah kekuatan tarik, dan

kekerasan.

4. Penghantar panas dan listrik yang baik (heat and electrical

conductivity).

Aluminium mempunyai daya hantar listrik yang tinggi. Daya

hantar listrik yang dimiliki aluminium adalah sekitar 65% dari

daya hantar tembaga. Dalam hal ini digunakan Al dengan

kemurnian 99,0%. Selain sifat-sifat di atas, aluminium juga

mempunyai sifat anti magnet.

17

5. Tidak beracun (nontoxicity).

Aluminium merupakan bahan yang tidak beracun. Maka dari itu

aluminium sering digunakan sebagai bahan pembungkus atau

kaleng makan dan minuman. Hal ini disebabkan reaksi kimia

antara makanan dan minuman dengan aluminium tidak

menghasilkan zat beracun yang dapat membahayakan manusia.

6. Sifat mampu bentuk (formability).

Sifat mampu bentuk aluminium yang baik memungkinkan

aluminium dapat dibuat menjadi lembaran tipis atau plat. Sifat

mampu bentuk ini disebut juga mampu tempa (malleability).

7. Titik lebur rendah.

Titik lebur aluminium adalah ± 660 ºC sehingga aluminium

sangat baik untuk proses penuangan dengan waktu peleburan

relatif singkat dan dengan biaya operasi relatif murah.

2.3.2. Aluminium Murni

Alumnium didapat dalam keadaan cair dengan elektrolisa, pada

umumnya mencapai kemurnian 99,85 % berat. Dengan mengelektrolisa kembali

dapat dicapai kemurnian 99,99 %.

18

Berikut ini merupakan tabel dari beberapa sifat fisik dari Allumunium:

Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik aluminium

Kemurnian Al (%) Sifat-sifat

99,996 >99,0

Massa jenis (20ºC) 2,6989 2,71

Titik cair 660,2 653-657

Panas jenis (cal/gr ºC) (100ºC) 0,2226 0,2297

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

Tahanan listrik koefisien temperatur (/ºC) 0,00429 0,0115

Koefisien pemuaian (20-100ºC) 61086,23 −× 6105,23 −×

Jenis kristal, konstanta kisi Fcc, α=4,013

kX

Fcc, α=4,04

kX

Catatan : fcc : face centered cubic = kubik berpusat muka

19

Berikut ini daftar sifak-sifat mekanik Allumunium :

Tabel 2.2 Sifat-sifat mekanik aluminium

Kemurnian Al (%)

99,996 >99,0

Sifat-sifat

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

Catatan : fcc : face centered cubic = kubik berpusat muka

Sumber : Surdi T, Saito S : Pengetahuan Bahan Teknik, hal : 134

2.3.3. Paduan Aluminium

Penggunaan aluminium murni terbatas pada aplikasi yang tidak terlalu

mengutamakan faktor kekuatan, seperti : penghantar panas dan listrik,

perlengkapan bidang kimia, lembaran (plat) dan sebagainya. Salah satu usaha

yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kekuatan aluminium adalah dengan

proses pengerasan regangan, tetapi cara ini tidak senantiasa memuaskan bila

tujuan utamanya adalah untuk menaikan kekuatan bahan. Pada perkembangan

selanjutnya peningkatan kekuatan aluminium dapat dicapai dengan penambahan

unsur-unsur paduan ke dalam aluminium. Unsur-unsur yang biasa dipakai dalam

paduan aluminium adalah : tembaga (Cu), mangan (Mn), silikon (Si), magnesium

20

(Mg), seng (Zn), dan lain sebagainya, serta sifat lainnya seperti mampu cor dan

mampu mesin juga bertambah baik. Dengan demikian penggunaan aluminium

paduan lebih luas dibandingkan dengan aluminium murni. Paduan aluminium

diklasifikasikan dalam berbagai standar oleh berbagai negara di dunia. Saat ini

klasifikasi yang sangat terkenal dan sangat sempurna adalah standar Aluminium

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

(Aluminium Company of America). Paduan aluminium diklasifikasikan menjadi

dua kelompok umum, yaitu : paduan aluminium tuang/cor (cast aluminium alloys)

dan paduan aluminium tempa (wrought aluminium alloys). Setiap kelompok

tersebut dibagi lagi menjadi dua kategori, yaitu dengan perlakuan panas (heat

treatable alloys) dan paduan tanpa perlakuan panas (non heat treatable alloys).

Struktur mikro paduan aluminium (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, laju pendinginan akan berlangsung lebih cepat

dibandingkan dengan cetakan pasir sehingga struktur logam cor yang dihasilkan

akan lebih halus dan menyebabkan peningkatan sifat mekanisnya. Berikut ini

adalah beberapa contoh aluminium paduan:

1. Paduan Al-Cu.

Paduan Al-Cu sangat jarang digunakan karena tingkat

kecairannya jelek. Sebagai coran dipergunakan paduan yang

mengandung 4 – 5 %Cu, ternyata dari fasanya paduan ini

mempunyai daerah luas dari pembekuannya, penyusutan yang

21

besar, resiko besar pada kegetasan panas dan mudah terjadi

retakan pada coran. Paduan ini juga memiliki sifat-sifat mekanis

dan mampu mesin yang baik sedangkan mampu cor bahan ini

agak jelek. Adanya Si sangat berguna untuk mengurangi

keadaan itu dan penambahan Ti sangat efektif untuk

memperhalus butir, dan juga dapat memperbaiki mempu cornya.

Dengan perlakuan panas pada coran dapat dibuat bahan yang

mempunyai kekuatan tarik yang sangat tinggi.

2. Paduan Al-Si, Al-Si-Mg, dan Al-Si-Cu.

Paduan Al-Si merupakan paduan aluminium yang paling banyak

digunakan dengan kadar Si bervariasi dari 5 – 20 %.

Kebanyakan paduan ini memiliki struktur mikro eutektik atau

hypoeutektik (komposisi eutektik 12,7 % Si). Paduan ini

mempunyai visikositas yang baik dan tahan terhadap korosi serta

memiliki mampu cor yang baik, sehingga dipakai untuk elemen-

elemen utama mesin. Paduan ini relatif ringan, koefisien

pemuaian rendah, penghantar panas dan listrik yang baik. Bila

Paduan ini dicor, akan mempunyai sifat mekanis yang rendah

karena butiran-butiran Si cukup besar, sehingga pada saat

pengecoran perlu ditambahkan natrium untuk membuat kristal

halus dan memperbaiki sifat-sifat mekanisnya, tetapi cara ini

tidak efektif untuk coran tebal. Sifat-sifat mekanik paduan Al-Si

dapat diperbaiki dengan menambahkan Mg, Cu, atau Mn, dan

22

selanjutnya diperbaiki dengan perlakuan panas. Penambahan

unsur Mg ( 0,3 - 1 % ) pada paduan Al-Si akan menghasilkan

peningkatan cukup besar terhadap sifat-sifat mekanisnya. Dalam

hal ini unsur Mg meningkatkan respon terhadap perlakuan panas

bahan. Peningkatan tersebut karena adanya presipitasi Mg2Si.

Penambahan unsur Cu ( 3 – 5 %) pada paduan AL-Si dapat juga

meningkatkan sifat-sifat mekanis paduan. Paduan AL-Si-Cu,

dengan komposisi Si mendekati komposisi eutektik, dapat

digunakan pada suhu tinggi dengan koefisien muai panjang

relatif kecil. Paduan ini banyak digunakan untuk bahan piston

mesin motor bakar (internal combustion engine). Duralumin

merupakan salah satu paduan popular dari Al dengan komposisi

standar Al – 4 % Cu – 0,5 % Mg – 0,5 % Mn. Bila kandungan

unsur Mg ditingkatkan sehingga komposisi standarnya berubah

menjadi Al – 4,5 % Cu – 1,5 % Mg – o,5 % Mn dinamakan

paduan duralumin super.

3. Paduan Al-Mg.

Paduan aluminium dengan kadar Mg sekitar 4 – 10 %

mempunyai ketahanan korosi dan sifat-sifat mekanis yang baik.

Paduan ini mempunyai kekuatan tarik di atas 300 Mpa dan

perpanjangan di atas 12 % setelah perlakuan panas. Paduan Al-

Mg (disebut juga hidronalium) dipakai untuk bagian-bagian dari

alat-alat industri kimia, kapal laut, kapal terbang yang

23

membutuhkan daya tahan yang baik terhadap korosi. Paduan ini

mempunyai daya tahan yang sangat baik terhadap korosi dalam

air laut dan udara dengan kadar garam relatif tinggi. Paduan Al

dengan 2 – 3 % Mg dapat dengan mudah ditempa, dirol dan

diekstrusi. Paduan Al dengan 4,5 % Mg setelah dianil

merupakan paduan cukup kuat dan mudah dilas. Paduan ini

banyak dipakai sebagai bahan tangki LNG.

4. Paduan Al-Mn.

Mangan (Mn) merupakan unsur yang memperkuat aluminium

tanpa mengurangi ketahanan terhadap korosi, dan dipakai untuk

membuat paduan tahan korosi.

5. Paduan Al-Mg-Zn.

Aluminium menyebabkan keseimbangan biner semu dengan

senyawa antar logam Mg-Zn dan kelarutannya menurun apabila

temperaturnya turun. Telah diketahui sejak lama bahwa paduan

sistem ini dapat dibuat keras sekali dengan penuaan setelah

perlakuan pelarutan. Paduan bersifat keras dan getas oleh korosi

tegangan. Paduan tersebut dinamakan ESD (duralumin super

ekstra).

6. Paduan Aluminium Tahan Panas.

Paduan Al-Cu-Ni-Mg mempunyai kekuatan konstan sampai

suhu 300˚C sehimgga paduan ini banyak dipakai untuk piston

atau tutup silinder. Paduan Al-Si-Cu-Ni-Mg mempunyai

24

koefisien muai rendah dan tahan terhadap suhu tinggi sehingga

paduan ini banyak dipakai untuk piston.

2.3.4. Pengaruh Unsur Paduan Terhadap Aluminium

Dalam coran aluminium unsur-unsur paduan sangat mempengaruhi hasil

dari coran aluminium tersebut, ada yang memberi pengaruh baik dan ada juga

yang memberikan pengaruh kurang baik. Berikut ini adalah pengaruh unsur-unsur

pada paduan aluminium.

1 Unsur silikon (Si)

• Pengaruh positif yang ditimbulkan unsur silikon (Si), yaitu :

− Mempermudah proses pengecoran.

− Meningkatkan daya tahan terhadap korosi.

− Memperbaiki sifat-sifat atau karakteritik coran.

• Pengaruh negatif yang ditimbulkan unsur silikon (Si), yaitu :

− Penurunan keuletan bahan terhadap beban kejut.

− Hasil cor akan rapuh jika kandungan Si terlalu tinggi.

2. Unsur tembaga (Cu)

• Pengaruh positif yang ditimbulkan unsur tembaga (Cu),

yaitu:

− Meningkatkan kekerasan bahan.

− Memperbaiki kekuatan tarik.

− Mempermudah proses pengerjaan mesin.

25

• Pengaruh negatif yang ditimbulkan unsur tembaga (Cu),

yaitu :

− Menurunkan daya tahan terhadap korosi.

− Mengurangi keuletan bahan.

− Mengurangi mampu bentuk dan mampu rol.

3. Unsur mangan (Mn)

• Pengaruh positif yang ditimbulkan unsur mangan (Mn),

yaitu :

− Meningkatkan kekuatan dan daya tahan pada

temperatur tinggi.


− Mengurangi pengaruh buruk unsur besi.

• Pengaruh negatif yang ditimbulkan unsur mangan (Mn),

yaitu :

− Menurunkan kemampuan penuangan.

− Meningkatkan kekasaran butiran partikel.

4. Unsur magnesium (Mg)

• Pengaruh positif yang ditimbulkan unsur magnesium (Mg),

yaitu :

− Mempermudah proses penuangan.

− Meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin.


− Meningkatkan kekuatan mekanis.

26

− Menghaluskan butiran kristal secara efektif.

− Meningkatkan ketahanan terhadap beban kejut/impak.

• Pengaruh negatif yang ditimbulkan unsur magnesium (Mg),

yaitu :

− Meningkatkan kemungkinan timbulnya cacat pada

hasil coran.

5. Unsur nikel (Ni)

• Pengaruh yang ditimbulkan unsur nikel (Ni), yaitu :

− Meningkatkan kekuatan dan ketahanan bahan pada

temperatur tinggi.

− Menurunkan pengaruh buruk unsur Fe dalam paduan.


6. Unsur besi (Fe)

• Pengaruh positif yang ditimbulkan unsur besi (Fe), yaitu :

− Mencegah terjadinya penempelan logam cair pada

cetakan selama proses penuangan.

• Pengaruh negatif yang ditimbulkan unsur besi (Fe), yaitu :

− Penurunan sifat mekanis.

− Penurunan kekuatan tarik.

− Timbulnya bintik keras pada hasil cor.

− Peningkatan cacat porositas.

27

7 Unsur seng (Zn)

• Pengaruh positif yang ditimbulkan unsur seng (Zn), yaitu :

− Meningkatkan sifat mampu cor..

− Mempermudah dalam pembentukan.

− Meningkatkan keuletan bahan.

− Meningkatkan kekuatan terhadap beban kejut.

• Pengaruh negatif yang ditimbulkan unsur seng (Zn), yaitu :

− Menurunkan ketahanan korosi.

− Menurunkan pengaruh baik dari unsur besi (Fe).

− Menimbulkan cacat rongga udara.

8 Unsur titanium (Ti)

• Pengaruh positif yang ditimbulkan titanium (Ti), yaitu :

− Meningkatkan kekuatan hasil cor pada temperatur

tinggi.

− Memperhalus butiran kristal dan permukaan.

− Mempermudah proses penuangan.

• Pengaruh negatif yang ditimbulkan titanium (Ti), yaitu :

− Menaikan viskositan logam cair

− Mengurangi fluiditas logam cair.

28

2.4. Aging

Aging yaitu proses pemanasan kembali logam menurut waktu pada suhu

yang tidak terlalu tinggi untuk menghilangkan dislokasi akibat presipitasi partikel

dengan deformasi partikel sehingga paduan mengalami penguatan.

Proses aging bertujuan untuk mengeraskan dan membentuk keseragaman

struktur bahan. Bahan dipanaskan sampai pada temperatur hampir menyentuh titik

ubah, kemudian dibiarkan dengan waktu tertentu. Kekerasan dan keseragaman

struktur dapat diperoleh tergantung pada lamanya proses pemanasan. Pendinginan

dilakukan perlahan-lahan pada suhu kamar.

Ada 2 macam aging, yaitu :

a). Natural Aging, yaitu aging pada temperatur kamar ( Room Treatment)

b). Artificial Aging, yaitu aging pada temperatur antara 15% s/d 25% dari

perbedaan temperatur kamar dan temperatur solution heat treatment.

Ada 2 metode utama untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasan pada

paduan, yaitu : pengerjaan dingin dan perlakuan panas. Proses perlakuan panas

yang terpenting untuk paduan non logam adalah pengerasan penuaan atau

pengerasan presipitasi. Dalam menerapkan perlakuan panas ini, diagram

kesetimbangan harus menunjukan daya larut padat parsial. Seperti itu, yang ada

daya larut lebih besar pada temperatur lebih tinggi dibanding temperatur lebih

rendah.

29

Gambar 2.3. mikrostruktur pada aging (a) Setelah pendinginan

perlahan-lahan. (b) Setelah pemanasan dan pendinginan cepat. (c) Setelah Aging.

2.5. Tinjauan Pustaka

Menurut penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya (Gerardus, 2002)

Pengaruh penambahan unsur paduan pada aluminium menghasilkan :

1. Paduan Al-Ag-Mg.

Beberapa pengaruh yang ditimbulkan akibat penambahan unsur

Mg yaitu : dapat meningkatkan kekuatan tarik, menambah nilai

kekerasan menjadi tinggi, butiran kristal mrnjadi lebih rapat hal

ini berpengaruh terhadap sifat mekanis bahan. Sedangkan

penambahan unsur Ag akan memperlambat waktu pembekuan.

2. Paduan Al-Cu-Ag.

Pengaruh unsur Ag dapat menurun kekuatan tariknya dan angka

kekerasannya juga menurun, tetapi unsur Ag membuat paduan

tersebut menjadi lebih padat hal ini disebabkan oleh lamanya

waktu pembekuan ditunjukan oleh angka porositas yang

semakin menurun.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir

Diagram alir penelitian pengecoran dapat digambarkan sebagai berikut :

Pengadaan bahan coran

• Proses pengecoran ulang Aluminium paduan

• Proses pengecoran Al+2%Cu

Pengujian benda uji

Uji komposisi

Pembuatan benda uji 1. Benda uji tarik 2. Benda uji kekerasan

Pengambilan Data hasil penelitian

Analisa data penelitian

Kesimpulan

Referensi

Aging dengan waktu 36 jam dengan variasi suhu 150°C,

175°C, 200°C, 220°C

Uji komposisi

30

31

3.2 Jenis Penelitian

Penelitian yang dilakukan merupakan studi kasus dan bersifat deskriptif

kualitatif, yaitu suatu penelitian terhadap obyek tertentu dan kesimpulan yang

diambil hanya terbatas pada obyek yang diteliti berdasarkan hasil analisa data

yang telah dilakukan. Dalam hal ini obyek yang diteliti adalah pengaruh

temperature aging terhadap sifat fisis dan mekanis paduan Al-Cu. Sedangkan

sebagai bahan perbandingan digunakan paduan Aluminium yang dicor ulang.

3.3 Metode Penelitian

Metode yang digunakan untuk memperoleh data-data atau informasi

yang dibutuhkan dalam penelitian dibagi menjadi 3 tahap utama, yaitu :

1. Tahap persiapan

Tahap ini merupakan tahap perumusan masalah yang akan

diangkat menjadi topik dalam penulisan, pengumpulan pustaka

sebagai sumber informasi yang mendukung penelitian, dan

penentuan batasan masalah agar penelitian tidak menyimpang

dari topik rencana.

2. Tahap penelitian

Dalam penelitian ini digunakan beberapa metode penelitian,

dengan harapan untuk mencapai hasil seobyektif mungkin, yaitu:

• Penelitian pendahuluan

Yaitu suatu penelitian yang bertujuan untuk mengetahui

keadaan dan sifat-sifat bahan sebelum diadakan pengecoran.

32

• Pelaksanaan penelitian

Yaitu penelitian yang dilakukan setelah penelitian

pendahuluan selesai dilakukan dan pada tahap ini mulai

dilakukan penelitian terhadap pengaruh temperature aging

terhadap Al-Si-Cu yang sesungguhnya.

3. Penelitian Kepustakaan

Suatu penelitian yang bertujuan untuk mendapatkan landasan

teori mengenai masalah yang akan diteliti. Dasar-dasar teoritis

diperoleh dari membaca literatur-literatur, jurnal dan sebagainya

yang ada sangkut pautnya dengan masalah yang diteliti.

3.4 Data yang Dikumpulkan

Data yang dikumpulkan untuk penelitian ini meliputi :

1. Data pengecoran logam

2. Data dan grafik pengujian tarik

3. Data pengujian kekerasan Brinell

4. Data dan gambar pemotretan struktur mikro dan makro

5. Data komposisi kimia.

33

3.5 Pelaksanaan Pengecoran

3.5.1 Bahan Coran

Bahan yang digunakan dalam pengecoran ini adalah aluminium paduan

yang didapat dari peleg kendaraan bermotor, untuk Tembaga (Cu) yang

digunakan berasal dari Kawat kabel listrik rumah tangga.

3.5.2 Alat-alat yang digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam proses pengecoran antara lain :

1. Tangki kompor minyak bertekanan + selang bahan bakar

2. Burner

3. Kompresor

4. Tang penjepit

5. Tungku dan kowi tanah liat

6. Thermokopel

7. Stopwatch

8. Kunci ring 14

9. Kapur (mencegah hasil coran menempel ke cetakan)

10. Cetakan logam + baut pengunci ukuran ring 14

11. Palu, gergaji tangan , dan kikir

34

3.5.3 Proses peleburan logam

Mula-mula pelek dipotong menjadi bagian kecil-kecil menggunakan

gergaji agar dapat mempermudah dalam proses peleburan. Setelah dipotong-

potong aluminium kemudian dimasukkan dalam kowi yang berada di dalam

tungku yang sebelumnya sudah dipanaskan dengan burner.

Gambar 3.1 Burner dan Tangki Minyak Bertekanan serta Kompresor

Gambar 3.2 Kowi dan Tungku Tanah Liat

Aluminium mempunyai titik lebur sekitar 754° C. Setelah aluminium mencair/

melebur, potongan Tembaga (Cu) dengan prosentase 2% dapat dimasukkan,

kemudian diaduk hingga seluruh bahan mencair dan menjadi satu, cetakan logam

disiapkan untuk melakukan proses penuangan (dicatat lama waktu penuangannya)

35

kemudian coran ditunggu sampai logam cair membeku/mengeras (dicatat waktu

pembekuannya).

Gambar 3.3 Cetakan Logam dilengkapi Baut dan Tang Penjepit

Prosedur Pengecoran secara lebih jelas adalah sebagai berikut :

1. Aluminium paduan dipotong-potong dan ditimbang menurut

komposisinya

2. Tembaga (Cu) ditimbang masing-masing komposisinya

3. Bahan bakar berupa solar disiapkan bersama corong pengisian

4. Mula-mula tangki kompor minyak + burner di isi solar

secukupnya lalu diberi tekanan angin dengan memakai

kompresor

5. Cetakan dilabur dengan kapur supaya hasil coran tidak

menempel pada cetakan lalu disiapkan untuk pengecoran.

6. Kowi diletakan sedemikian rupa pada tungku yang sudah

dipasangi burner

7. Api dihidupkan dan dicari yang paling baik nyalanya (dilakukan

penyetelan nyala api burner)

36

8. Pada saat kowi mulai memanas bahan cor dimasukkan kurang

lebih 5 menit dari pengapian sempurna

9. Setelah aluminium mencair sekitar 18 menit Tembaga dapat

dimasukan.

10. Agar bahan paduan tercampur dan melebur dengan baik kowi

ditutup supaya panas yang dihasilkan sesuai

11. Sekitar 2 menit semua bahan sudah melebur menjadi satu

12. Saat inilah kowi dapat diambil dari tungku dengan menggunakan

tang penjepit untuk selanjutnya dituangkan ke dalam cetakan

logam yang sudah dipersiapkan terlebih dahulu

13. Dalam penuangan membutuhkan waktu kurang lebih sekitar 8

detik

14. Tunggu sampai logam cair membeku sekitar 24 detik baru

cetakan dibongkar.

3.5.4 Pelepasan hasil coran

Karena cetakan menggunakan cetakan logam yang tetap, maka proses

pelepasannya dilakukan dengan cara memisahkan bagian kup dan drag dengan

cara melepas baut-baut yang menyatukan kedua bagian tadi. Cetakan kemudian

dipukul-pukul hingga coran terlepas dari cetakan, barulah setelah lepas dilakukan

pembersihan dan pembuangan bekas lubang saluran turun dan keluar

menggunakan gergaji tangan dan kikir, setelah itu baru dilanjutkan pada proses

selanjutnya yaitu proses pembentukan benda uji.

37

3.6 Pembuatan Benda Uji

Hasil coran yang berupa plat kotak dengan ukuran 150 mm × 150 mm ×

5 mm kemudian dihaluskan dan diratakan dengan menggunakan mesin milling

hingga dicapai ketebalan yang sudah ditentukan yaitu antara 3 - 4,5 mm

(disesuaikan dengan kemampuan mesin uji tarik yang akan digunakan).

Gambar 3.4 Mesin Milling

Selanjutnya hasil coran dipotong menjadi enam bagian dengan

menggunakan mesin sekrap, ukuran potongan disesuaikan dengan bentuk

pengujian tarik, pembuatan fillet kembali dilakukan dengan mesin milling dengan

menggunakan cutter dengan diameter 16 mm.

38

Gambar 3.5 Mesin Sekrap

Langkah-langkah Pembuatan Benda Uji dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Meratakan permukaan benda kerja menggunakan mesin

frais/milling hingga diperoleh tebal benda uji antara 3 – 4,5 mm

2. Membuat batang-batang benda uji, dengan lebar batang benda uji

22 mm dengan menggunakan mesin sekrap kemudian difinishing

dengan menggunakan mesin frais/milling hingga rata

3. Pembuatan benda uji dengan menggunakan standar ASTM

(American Standart for Testing Materials ) seperti tertera pada

tabel 3.1, dengan urutan perhitungan sebagai berikut :

39

Untuk benda uji berupa lembaran/plat

5,4/ =AoLo (1)

atau

AoLo ×= 5,4

dengan;

twAo ×= (3)

Ao = luas permukaan benda uji w = tebal benda uji

t = lebar benda uji Lo = panjang ukur

Tabel 3.1 Dimensi Benda Uji Tarik (Dietier, 1986, hal 296)

(Sumber ; Dieter.G.E, Djaprie.S, : Metalurgi Mekanik Jilid I, hlm 296)

Jenis Benda Uji Amerika Serikat Inggris Raya Jerman

(ASTM) Sebelum 1962 Sekarang

Lembaran (Lo/√Ao) 4,5 4,0 5,65 11,3

Bulatan (Lo/Do) 4,0 3,54 5,0 10,0

Gambar 3.6 Bentuk dan Geometri Benda Uji Tarik

Sisa dari potongan plat akan dipakai untuk melakukan pengujian kekerasan

brinnel, foto mikro, foto makro, dan uji komposisi.

40

3.7 Peralatan Pengujian

Peralatan yang digunakan dalam proses pengujian antara lain :

1. Mesin uji tarik dengan kemampuan uji 1 ton (1000 kg), milik

Laboratorium Ilmu Logam Jurusan Teknik Mesin Universitas

Sanata Dharma, Yogyakarta

2. Mesin uji kekerasan "Brinell hardness tester MOD 100 MR"

milik Laboratorium Ilmu Logam Jurusan Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta

3. Lup mikrometer untuk mengukur bekas injakan (kekerasan

Brinell)

4. Mikroskop merek Union buatan Jepang, untuk mengetahui

struktur mikro bahan

5. Kamera Nikon FM 2 dengan film berwarna ASA 200, untuk

pemotretan struktur mikro

6. Gelas ukur dan timbangan digital

7. Jangka sorong

8. Amplas tahan air ukuran kehalusan 200, 400, 800, 1000

9. Autosol, kain, batu hijau, stopwatch, dan millimeter blok

41

3.8 PROSES AGING

Dalam pelaksanaan proses aging, benda uji dipanaskan dengan empat

variasi suhu yaitu 150°C, 175°C, 200C, dan 220C. benda uji dipanaskan selama

36 jam.

Perlakuan aging menggunakan oven standart milik laboraturium ilmu

logam universitas sanata dharma. Sebelum benda uji dimasukkan ke dalam oven,

terlebih dahulu dilakukan proses finishing. Tujuannya agar panas yang diterima

oleh benda uji bisa merata.

Dalam proses aging suhu maksimal dan minimal harus tidak lebih dari 10°C

(±10°C).

Gambar 3.7 Oven

42

3.9 Pengujian Hasil Coran

3.9.1 Pengujian Tarik

Pengujian tarik merupakan salah satu jenis pengujian destruktif (pengujian

yang sifatnya merusak benda uji). Pengujian tarik dilakukan dengan jalan

memberikan beban tarik pada benda uji secara perlahan-lahan sampai putus. Batas

mulur, kekuatan tarik, perpanjangan, pengecilan luas diukur dalam pengujian ini.

Pelaksanaan pengujian adalah sebagai berikut :

a. Untuk langkah pertama ukuran-ukuran benda uji dan nomor

benda uji dicatat.

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

bawah pada mesin uji, dan dinaikkan atau turunkan grip bawah

dengan kecepatan sedang sehingga penjepitan benda uji dalam

posisi yang tepat. kedudukan benda uji betul-betul vertikal dan

setelah itu kedua penjepit dikencangkan secukupnya saja

c. Power printer hidupkan dan kertas milimeter blok dipasang pada

printer

d. Mesin dijalankan dan angka yang ditampilkan pada data display

dicatat sampai benda uji patah.

43

Gambar 3.8 Mesin Uji Tarik

Beban tarik yang bekerja pada benda uji akan menimbulkan pertambahan

panjang disertai pengecilan penampang benda uji. Dari data yang diperoleh dari

pengujian tarik kita dapat melakukan perhitungan untuk cari nilai dari tegangan

maksimum dan regangan dari benda uji tersebut, perhitungan dilakukan dengan

menggunakan rumus berikut ini :

1. Kekuatan Tarik :

2max kg/mm o

u AP

=σ (4)

dengan : P.Max = gaya maksimum (kg)

Ao = luas penampang mula-mula (mm2)

44

2. Regangan :

00

0 %100LLx

LLL Δ

=−

=ε x 100% (5)

dengan : Lo = panjang ukur awal/sebelum pengujian(mm)

L = panjang ukur akhir/sesudah pengujian (mm)

Δ L = 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 perubahan panjang dan berbanding terbalik dengan

panjang ukur awal benda uji. Percobaan tarik diadakan untuk hampir semua

bahan, oleh karena dengan demikian kita dapat memperoleh kesimpulan dari

sifat-sifat mekanik sebagai berikut

1. Kekuatan tarik adalah ukuran untuk kekuatan suatu bahan. Suatu

bahan dengan kekuatan tarik yang lebih tinggi kita sebut lebih

kuat. Suatu bahan dengan kekuatan tarik yang lebih rendah kita

sebut lebih lemah

2. Regangan adalah ukuran untuk sifat dapat dibentuk dari suatu

bahan. Suatu bahan dengan regangan yang lebih besar kita sebut

lebih dapat dibentuk. Bahan dengan regangan yang lebih kecil

kita sebut kurang dapat dibentuk

45

3.9.2 Pengujian Kekerasan

Pengujian kekerasan yaitu untuk mengetahui kekerasan bahan yang

merupakan ukuran ketahanan terhadap deformasi plastis. Pengujian dilakukan

dengan pengujian Brinell. Cara pengukuran kekerasannya adalah bola baja

berdimeter 5 mm, ditekankan ke permukaan bagian dari benda uji dengan beban

tertentu. Kemudian diameter bekas injakan penetrator diukur dengan

menggunakan alat ukur optik. Cara Brinell ini dilakukan dengan penekanan

sebuah bola (penetrator) yang terbuat dari baja krom ke permukaan benda uji

Tekanan yang digunakan berupa gaya tekan statis. Permukaan yang diuji harus

bersih dan rata. Setelah gaya tekan ditiadakan pada benda uji akan terdapat bekas

injakan penetrator, kemudian diameter bekas injakan tadi diukur secara teliti

untuk dipakai dalam perhitungan uji kekerasan. Kekerasan ini disebut

“Kekerasan Brinell” yang disingkat dengan HB atau BHN (Brinell Hardness

Number). Besarnya harga kekerasan brinell dapat dihitung dengan rumus sebagai

berikut :

HB = )(

222 dDDD

P−−π

2mmkg (6)

dengan :

P = gaya yang bekerja pada penetrator (kg)

D = diameter penetrator (mm)

d = diameter bekas injakan (mm)

Bola Brinell tidak boleh terdeformasi saat pengujian benda uji. Bola

Brinell mempunyai standar dengan diameter (D). Saat pengujian Brinell ini, perlu

46

diperhatikan beban tekan (P), diameter bola dan jenis logam uji. Besar beban yang

bekerja tergantung pada diameter bola dan jenis benda uji. Diameter penetrator

yang digunakan tergantung pada tabel benda uji. Diameter penetrator yang sering

digunakan adalah sebagai berikut:

Tabel 2.3 Pemilihan Diameter Penetrator

Tebal benda uji (mm) Diameter penetrator 1 - 3 D = 2,5 3 - 6 D = 5 > 6 D = 10

HB rata-rata 2D

P Bahan

160 30 Baja, besi cor 160 - 80 10 kuningan 80 - 20 5 Aluminium, tembaga

52 =DP 102 =

DP 302 =

DP

Diameter penetrator (D = mm) Gaya (kg)

2,5 31,25 62,5 187,5 5 125 250 750 10 500 1000 3000

Langkah – langkah pelaksanaan pengujian

1. Permukaan pada benda uji harus dibersihkan dan dihaluskan

dengan amplas supaya permukaannya rata dan halus.

2. Setelah itu harus menentukan diameter penetrator dan besarnya

gaya penekanan.

3. Penekanan injektor dilakukan dengan cara memutar hendel

penekan, hingga mencapai gaya penekanan yang diinginkan,

47

lama penekanan diukur dengan stopwatch selama 30 detik

Pengujian ini dilakukan hingga mendapat 3 bekas injakan dengan

tempat yang berbeda.

4. Benda uji yang telah selesai diuji dipindahkan dari alat uji untuk

diamati besarnya lubang bekas penetrator dengan lup

mikrometer.

5. Data yang ada dari hasil pengujian yang dilakukan dicatat dan

dihitung harga kekerasan untuk tiap benda uji.

Gambar 3.9 Mesin uji kekerasan "Brinell Hardness Tester MOD 100 MR"

3.9.3 Pengamatan Struktur Mikro

Dalam pengujian ini kualitas bahan ditentukan dengan mengamati

struktur benda uji dengan menggunakan mikroskop, disamping itu dapat pula

mengamati cacat dan bagian yang tidak teratur. Struktur mikro dari suatu bahan

dapat diketahui dengan cara memfoto yang sudah dietsa. Pengamatan struktur

48

mikro dilakukan dengan tujuan untuk mempelajari sifat-sifat logam dan akibat

dari perlakuan panas dengan mikroskop, serta memeriksa struktur logam. Bila

cahaya yang dipantulkan masuk ke dalam lensa mikroskop metal, permukaan

akan tampak terlihat dengan jelas. Bila berkas dipantulkan dan tidak mengenai

lensa, daerah itu akan tampak hitam. Batas butir akan tampak seperti mengelilingi

setiap butir dan cahaya tidak dipantulkan ke dalam lensa. Jadi batas butir tampak

seperti garis-garis hitam. Pada gambar berikut akan tampak arah pemantulan

cahaya.

A- contoh sedang diamati

B- tampilan contoh di okuler

Gambar 3.10 Pemantulan cahaya pada benda

49

Prosedur Pengujian :

1. Permukaan benda uji dihaluskan dan dibersihkan pada sisinya

sehingga permukaan tersebut rata dan sejajar dengan

menggunakan amplas mulai dari yang kasar sampai amplas yang

halus.

2. Benda uji tersebut digosok dengan autosol hingga permukaannya

mengkilat, kemudian benda uji cuci dengan air kemudian

keringkan.

3. Benda uji dipasang di bawah mikroskop, dan lensa diatur dengan

perbesaran 50× dan gambarnya amati dan ambil dengan kamera.

4. Gambar yang difoto sebelum benda uji dietsa ini nantinya akan

digunakan untuk perhitungan porositas bahan.

5. Benda uji dietsa dengan menggunakan larutan NaOH 50%.

6. Setelah itu benda uji dimasukan ke dalam cairan alkohol untuk

menetralkan bahan etsa kemudian dilap dan dikeringkan.

7. Benda uji dipasang di bawah mikroskop, dan lensa diatur dengan

perbesaran 50× dan 100× dan masing-masing gambarnya amati

dan ambil dengan kamera.

Gambar 3.11 Mikroskop Mikro dilengkapi dengan Kamera

50

3.9.4 Pengamatan Makro

Pengamatan struktur makro bertujuan untuk mengetahui bagaimana

bentuk penampang patahan dari dari benda uji tarik dan juga untuk mengetahui

porositas secara visual. Cara pengamatan struktur makro adalah dengan memfoto

bentuk patahan dari benda uji tarik secara vertikal dan horisontal.

3.9.5 Pengujian Komposisi Kimia

Pengujian komposisi kimia adalah untuk mengetahui apakah komposisi

kimia dari benda coran sesuai dengan yang diharapkan. Dengan dimikian kita

dapat mengetahui seberapa banyak unsur paduan yang larut ke dalam coran.

Jalanya pengujian komposisi kimia dalah sebagai berikut :

1. Nyalakan semua peralatan pendukung dan sambungkan dengamn

arus listrik dan tunggu beberapa saat sampai spektrometer siap

melakukan pengujian.

2. Setelah spektrometer siap, pilih program yang akan diuji.

3. Lakukan standarisasi benda uji.

4. Setelah selesai distandarisasi, lakukan pengujian pada sampel

benda uji.

5. Lakukan analisa sampel benda uji :

• Letakan sampel benda uji pada dudukan kerja, kemudian

tekan start pada alat dimana analisa sampel mulai

dilakukan, penekanan sampel jangan dilepas sampai bunyi

spark terdengar.

51

• Lakukan penembakan minimal 4 kali pada tempat yang

berbeda.

• Setiap selesai penembakan lakukan pembersihan pada pin

penembakan.

• Print out hasil uji komposisi kimia didapatkan.

6. Proses analisa selesai.

Gambar 3.12 Mesin Uji Komposisi

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Dalam pengujian paduan aluminium ini, penambahan unsur Tembaga

yang diberikan sebesar 4%. Sebagaimana sudah dibahas pada bab II, penambahan

unsur tembaga memiliki sifat-sifat mekanis dan mampu mesin yang baik

sedangkan mampu cor bahan ini agak jelek. Adanya Si sangat berguna untuk

mengurangi keadaan itu dan unsur Si sangat efektif untuk memperhalus butir, dan

juga dapat memperbaiki mempu cornya. Dengan perlakuan panas pada coran

dapat dibuat bahan yang mempunyai kekuatan tarik yang sangat tinggi.Tembaga

dapat berpengaruh pada sifat mampu cor, meningkatkan keuletan bahan,

meningkatkan kekuatan. Penambahan variasi Cu dan perlakuan panas ini adalah

untuk mengetahui perubahan sifat-sifat fisis dan mekanisnya.

4.1. Persiapan Pengecoran

4.1.1. Perhitungan Bahan Coran

Sebelum dilakukan pengecoran terlebih dahulu diadakan perhitungan

untuk menentukan berat dan jumlah bahan coran yang dibutuhkan. Perhitungan

dilakukan dengan cara menghitung volume cetakan yang akan digunakan

kemudian hasil perhitungan dibandingkan dengan massa jenis dari bahan coran

yang paling banyak digunakan atau dengan kata lain bahan coran utama.

Perhitungan ini dilakukan untuk mencegah kurangnya bahan coran (logam

cair) atau berlebihnya bahan coran, dengan adanya perhitungan bahan ini akan

52

53

didapat berat bahan coran yang sesuai tentu saja dengan memperhitungkan faktor

koreksi dan penyusutan logam, baik pada waktu pembekuan maupun pada waktu

peleburan. Dari perhitungan maka diambil berat bahan coran yang digunakan

pada setiap proses pengecoran sebesar 500 gram, pemilihan ini bertujuan untuk

memudahkan proses perhitungan komposisi bahan coran yang akan digunakan.

4.1.2. Perbandingan Komposisi Bahan Coran

Coran yang akan diteliti terdiri dari lima jenis coran, yaitu :

1. Coran Al mula-mula tanpa perlakuan aging.

2. Paduan Coran Aluminium dan Tembaga (2%) yang diberi perlakuan

Aging pada waktu 36 jam dengan variasi suhu 150°C.







54

Setelah diketahui berat bahan yang akan digunakan maka dapat kita simpulkan

perbandingan komposisinya pada tabel 4.1 sebagai berikut :

Tabel 4.1. Komposisi Bahan Coran Paduan Al-Cu Presentase (%) Bahan (gram)

Coran ke- Al paduan Cu Al paduan Cu 1 100% - 500 - 2 98% 2% 490 10 3 98% 2% 490 10 4 98% 2% 490 10 5 98% 2% 490 10

4.2. Data Pengecoran

Data pengecoran yang diambil meliputi :

1. waktu peleburan

2. waktu penuangan

3. waktu pembekuan

4. suhu penuangan

Data pengecoran secara lengkap dapat dilihat pada tabel 4.2 dibawah ini :

Tabel 4.2. Data yang diperoleh pada Pengecoran Paduan Al - Cu

Suhu penuangan

(oC) Waktu Peleburan

(menit) waktu Penuangan

(detik)

Waktu Pembekuan

(detik)

Al mula-mula 680 15 2.42 30 Al-4%Cu (corI) 739 16.37 2.61 35 Al-4%Cu (corII) 739 15.19 3 45 Al-4%Cu (corIII) 710 15.03 4 45 Al-4%Cu (corIV) 733 14 4 45 Al-4%Cu (corV) 769 16.57 4 47

55

Hasil pencatatan waktu pembekuan dapat kita lihat pada diagram dibawah ini :

Diagram Waktu Pembekuan

30

41,67

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Al-Si (100%) Al-Si-2%Cu

Wak

tu (d

etik

)

Gambar 4.1. Diagram Waktu Pembekuan Paduan Al-Si-Cu

Dapat kita lihat dari gambar 4.1. diagram waktu pembekuan (solidification time)

bahwa waktu pembekuan semakin meningkat setelah ditambahkan dengan

Tembaga (Cu) sebanyak 2%. Hal ini terjadi karena penambahan unsur Tembaga

(Cu) memperlambat proses pembekuan.

4.3. Pengujian Tarik

Dalam pelaksanaan pengujian tarik ini, setiap variasi benda uji

menggunakan lima buah spesimen dengan variasi Cu 4 % yang di aging selama

36 jam dengan suhu 150°C, 175°C dan 220°C. Dari kelima spesimen yang telah

diuji itu kemudian ditentukan rata-ratanya, sehingga dengan melakukan pengujian

tarik ini akan diperoleh harga rata-rata kekuatan tarik dan persentase regangan.

Dari hasil pengujian tarik didapatkan grafik seperti di bawah ini.

56

σ

14,976

14,398

15,17

13,4313,14

12

12,5

13

13,5

14

14,5

15

15,5

Mula-mula T = 150°C T = 175°C T = 200°C T = 220°C

Waktu aging 36 jam

Gambar 4.2. Hasil Pengujian Kekuatan Tarik 1

Dari gambar grafik kekuatan tarik diatas dapat dilihat bahwa kekuatan

tarik terbesar terdapat pada paduan Al - 4%Cu dengan perlakuan aging pada suhu

175°C, karena padaproses ini ikatan strukturnya lebih maksimal. Kekuatan

tariknya mencapai 15,7 kg/mm2. Setelah benda mula-mula diberi perlakuan aging

kekuatan tariknya mengalami beberapa variasi penurunan dan peningkatan,

dimana kekuatan tarik terbesar terjadi setelah dilakukan aging pada T = 175°C

yaitu sebesar 15,7 kg/mm2, dan kekuatan tarik terkecil terjadi pada T = 220°C

yaitu sebesar 13,14 kg/mm2.

57

Besarnya kekuatan tarik dari seluruh variasi dapat dilihat pada tabel 4.3

berikut (seperti terlihat pada lampiran hal 73) :

Tabel 4.3 Tabel kekuatan tarik

Paduan & Perlakuan Kekuatan Tarik (σ u ), kg/mm2

Mula-mula

Al-4% Cu T = 150°C

Al-4% Cu T = 175°C

Al-4% Cu T = 200°C

Al-4% Cu T = 220°C

14,98

14,40

15,17

13,43

13,14

Selain menghasilkan kekuatan tarik yang bervariasi, penambahan Cu dan

perlakuan aging juga menyebabkan nilai persentase regangan yang bervariasi.

Dari Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa regangan terbesar terdapat pada paduan Al

mula-mula tanpa penambahan Cu dan tanpa perlakuan aging dan regangan

terkecil terdapat pada paduan Al-4% Cu yang diaging pada suhu 200°C dengan

waktu 36 jam.

4.5

1.541.22

0.83

1.62

0 0.5

1 1.5

2 2.5

3 3.5

4 4.5

5

Mula-mula T = 150°C T = 175°C T = 200°C T = 220°C

ε

Waktu aging 36 jam

Gambar 4.3 Hasil Pengujian Regangan

58

Dari grafik regangan diatas, dapat disimpulkan bahwa ragangan tertinggi

terjadi pada benda mula-mula tanpa perlakuan aging dan tanpa penambahan unsur

Cu. Dan setelah ditambah dengan unsur Cu dan dilakukan proses aging, regangan

akan turun. Ini disebabkan karena unsur Cu dan perlakuan aging bersifat

menurunkan regangan tarik dan mengeraskan paduan. Seperti terlihat dalam tabel

4.4 berikut.

Tabel 4.4 Tabel regangan

Paduan & perlakuan Regangan Total (%)

Mula-mula

Al-4% Cu T = 150°C

Al-4% Cu T = 175°C

Al-4% Cu T = 200°C

Al-4% Cu T = 220°C

4,50

1,54

1,22

0,83

1,62

4.4. Pengujian Kekerasan

71.12 72.57

90.7179.79

92.99

79.68

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

mula-mula cor ulang T = 150°C T = 175°C T = 200°C T = 220°C

HB

Waktu aging 36 jam

Gambar 4.4 Grafik Pengujian Kekerasan

59

Pada pengujian kekerasan ini dilakukan dengan cara memberikan

penekanan dengan bola identor pada setiap variasi dengan alat uji kekerasan.

Setiap variasi diberikan 3 kali penekanan pada tempat yang berbeda, tekanan yang

diberikan sebesar 125 kg. Dari Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa paduan Al-4% Cu

dengan aging 200oC selama 36 jam merupakan paduan yang paling keras setelah

diuji kekerasan. Angka kekerasannya mencapai 92,99 BHN. Benda awal yang

mengalami pengecoran ulang engalami kenaikan kekerasan dibanding dengan

paduan mula-mula. Besarnya paduan pada masing-masing variasi dapat dilihat

pada tabel 4.5 berikut ini (seperti terlihat pada lampiran hal 77) :

Tabel 4.5 Tabel pengujian kekerasan

Paduan BHN

Mula-mula

Cor ulang

Al-Si-2% Cu T = 150°C

Al-Si-2% Cu T = 175°C

Al-Si-2% Cu T = 200°C

Al-Si-2% Cu T = 220°C

71,12

72,57

90,71

79,79

92,99

79,68

4.5. Pengamatan Struktur Mikro

Pengamatan struktur mikro bertujuan untuk mengamati perubahan besar

butir yang terjadi pada setiap variasi coran. Pengamatan struktur mikro dilakukan

pada benda uji standart dan yang sudah dietsa, adapun fungsi etsa adalah untuk

mengkorosi permukaan benda uji supaya strukturnya jadi lebih jelas.

60

Gambar 4.5. Al-Si cor ulang

200 μm

200 μm

Gambar 4.6. Al-Si-4% Cu

200 μm

Gambar 4.7. Al-Si 4% Cu aging T = 150oC

61

200 μm


200 μm


200 μm


62

Gambar 4.11. Al-Si setelah di etsa

Gambar 4.12. Al-Si 4% Cu cor ulang setelah di etsa

100 μm

100 μm

100 μm

Gambar 4.13. Al-Si 4% Cu aging T = 150oC setelah dietsa

63


100 μm

100 μm


100 μm


64

Dari gambar-gambar di atas dapat dilihat bahwa pada setiap variasi

memiliki struktur mikro yang berbeda-beda. Pada benda mula-mula struktur lebih

merata, ini menyebabakan kekuatan tarik baik tetapi kekerasannya menurun. Lain

halnnya dengan benda mula-mula yang mengalami proses pengecoran ulang,

dapat dilihat bahwa bentuk butirannya tidak sama satu dengan yang lainnya, ada

yang berbentuk oval ada juga yang berbentuk bulat besarnya pun tidak sama

antara satu dengan yang lainnya. Sedangkan untuk paduan AL-4%Cu dengan

aging 175oC strukturnya oval dan agak besar, ini menyebabkan kekuatan tariknya

baik, dan pada paduan AL-4%Cu dengan aging 200oC strukturnya lebih rapat ini

menyebabkan kekerasanya baik.

4.6. Pengamatan Makro

Gambar 4.17 cor ulang Al-Si (benda uji ke 3)

65

Gambar 4.18 Al-Si-4% Cu Aging T=150°C (benda uji ke 2)



66


Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa pada setiap benda uji pada

bagian patahan ukurannya mengecil dan juga jika dilihat dari bentuk patahannya

yang tidak beraturan menandakan bahwa paduan Al-4%Cu ini merupakan benda

yang ulet dan keras. Pada bagian patahan ukuran yang mengecil disebabkan oleh

gaya tarik dari mesin uji tarik itu sendiri.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil-hasil pengujian yang telah dilakukan dan dari hasil tinjauan terhadap

beberapa pustaka yang ada, disimpulkan sebagai berikut:

1. Kekuatan tarik tertinggi yang dihasilkan yaitu pada paduan coran Al - 4%

Cu yang diaging dengan suhu 175oC selama 36 jam sebesar 15,17 kg/mm2,

sedangkan kekuatan tarik terendah yaitu pada paduan coran Al - 4% Cu

yang diaging dengan suhu 220oC selama 36 jam sebesar 13,14 kg/mm2.

Prosentase regangan terendah pada paduan coran Al - 4% Cu yang diaging

pada suhu 150oC dengan waktu 36 jam yaitu sebesar 0,15 %. Sedangkan

prosentase regangan tertinggi terjadi pada paduan Al mula-mula yang

besarnya 4,50 %.

2. Pengaruh proses aging adalah meningkatkan kekerasan pada paduan. Nilai

kekerasan tertinggi terdapat pada paduan coran Al - 4% Cu yang diaging

pada suhu 200oC dengan waktu 36 jam sebesar 90,99 kg/mm2. sedangkan

nilai kekerasan terendah terjadi pada paduan mula-mula sebelum dicor

ulang, yaitu sebesar 71,12 kg/mm2.

3. Pada struktur mikro terlihat bahwa proses aging memberi perubahan pada

struktur dan kerapatan butiran kristal yang sangat berpengaruh terhadap

sifat mekanis bahan.

67

68

4. Pada pengamatan struktur makro dapat disimpulkan bahwa pengaruh

temperatur aging dapat membuat benda uji menjadi lebih ulet, karena pada

daerah sekitar patahan penempangnya menjadi lebih kecil.

69

5.5. Saran

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan peneliti dapat memberikan beberapa

saran dan pendapat sebagai berikut:

1. Pelaksanaan pengecoran sebaiknya dilakukan didalam ruang tertutup agar

pengaturan api yang digunakan untuk mencairkan logam lebih fokus dan

tidak terganggu dengan adanya hembusan angin yang akan mengakibatkan

api tidak fokus pada kowi dan terjadi pemborosan bahan bakar, serta

dengan adanya angin juga akan mempercepat laju pendinginan logam cair

pada waktu akan dituang kedalam cetakan yang dapat mengakibatkan

pembekuan logan cair terlalu cepat sehingga dapat menimbulkan cacat

berupa retak maupun porositas yang tinggi pada coran.

2. Selang pada kompressor sudah terlalu pendek dan aus sehingga perlu

diganti dengan yang baru agar tidak mengganggu proses peleburan logam

ketika perlu ditambahkan udara kedalam tabung.

3. Tungku tanah liat yang digunakan sebaiknya dibuat agak tebal sehingga

dapat mencegah pelepasan panas yang cepat, hal ini akan mempercepat

peleburan logam dan pecahnya tungku.

4. Bahan bakar untuk burner sebaiknya menggunakan solar, walaupun

harganya lebih mahal dibandingkan minyak tanah tetapi proses peleburan

logam akan berlangsung lebih cepat dan efisien, hal ini terjadi akibat kalor

jenis solar yang tinggi bila dibandingkan dengan kalor jenis minyak tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Dieter, G, E., 1990, Metalurgi Mekanik, alih bahasa oleh Sriati Djapri, edisi

ketiga, Erlangga, Jakarta. Surdia, T., Saibo, S., 1981, Pengetahuan Bahan Teknik, PT Pradnya Paramita,

Jakarta. Surdia Tata, Kenji Chijiiwa., 1976. Pengetahuan Bahan Teknik, PT Pradnya

Paramita, Jakarta. Harry, T., 2006. Sifat Fisis Dan Mekanis Paduan Al-Ag-Mg, Skripsi, Jurusan

Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Gerardus, J., 2006. Pengaruh Penambahan Perak (Ag) Terhadap Perubahan Sifat Fisis Dan Mekanis Coran Aluminium Tembaga (Al-Cu), Skripsi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

70

71

1. Perhitungan

A. Perhitungan Bahan Coran

1. Volume Coran :

V1 = p × l × t

= 150 mm × 150 mm × 5 mm

= 112.500 mm3

2. Volume Lubang Tuang :

V2 = td×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛×

2

2π

= 202

33 2

×⎟⎠⎞

⎜⎝⎛×π

= 17.105,972 mm3

3. Volume Lubang Masuk :

V3 = td×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛×

2

2π

= 202

20 2

×⎟⎠⎞

⎜⎝⎛×π

= 6.283,185 mm3

4. Volume Penambah (Riser) :

V4 = ⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛××

2

243 dπ

= ⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛××

2

225

43 π

= 368,155 mm3

72

5. Volume Total :

Vtotal = V1 + V2 +V3 +V4

= (112.500 + 17.105,972 + 6.283,185 + 368,155) mm3

= 136.257,312 mm3

6. Digunakan Alumunium sebagai bahan perbandingan coran, karena

Aluminium merupakan bahan coran utama, maka perhitungannya

adalah sebagai berikut :

vm

=ρ vm ×= ρ

totalALAL vm ×= ρ

= 2,7 × 10-6 kg/mm3 × 136.257,312 mm3

= 0,368 kg = 368 gram

B. Data dari penelitian pengujian tarik

Perhitungan Pembuatan Benda Uji

a. Luas penampang daerah pengujian

ltAo ×=

b. Panjang daerah pengujian

AoLo ×= 5,4

Data Spesimen Benda Uji pada Pengujian Tarik

Tebal Benda Uji

(mm) Lebar Benda Uji

(mm) Ao = t × l

(mm2) Lo = 4,5 x √a

(mm2)

Al Si 100% 4 15 60 34,85

Al-Si-Cu2% aging 150°C 4 10 40 28,46

Al-Si-Cu2% aging 175°C 4 10 40 28,46

Al-Si-Cu2% aging 200°C 4 13 52 32,45

Al-Si-Cu2% aging 220°C 4 13 52 32,45

73

Perhitungan Kekuatan Tarik

a. Paduan Al mula-mula :

No. Benda Uji F.Mak (kg)

A (mm2) σ (kg/mm2)

1 956,40 60 15,940 2 960,10 60 16,001 3 922,40 60 15,373 4 751,70 60 12,530 5 902,40 60 15,040

Nilai rata-rata Kekuatan Tarik = 14,976 kg/mm2

b. Paduan Coran Al - 2% Cu aging 150°C


A (mm2) σ (kg/mm2)

1 521,50 40 13,04 2 498,90 40 13,47 3 795,20 40 19,88 4 592,60 40 14,82 5 471,20 40 11,78


74

c. Paduan Coran Al - 4% Cu aging 175°C


A (mm2) σ (kg/mm2)

1 615,80 40 15,39 2 627,40 40 15,68 3 682,90 40 17,07 4 611,20 40 15,28 5 497,20 40 12,43


d. Paduan Coran Al - 4% Cu aging 200°C


A (mm2) σ (kg/mm2)

1 705,40 52 13,565 2 588,80 52 11,320 3 695,30 52 13,370 4 778,70 52 14,975 5 723,90 52 13,920


e. Paduan Coran Al - 4% Cu aging 220°C


A (mm2) σ (kg/mm2)

1 821,3 52 15,79 2 698,9 52 13,44 3 844,2 52 16,23 4 599,4 52 11,53 5 453,1 52 8,71


75

Perhitungan Regangan

a. Cor ulang Al-Si :

No benda ΔL (mm) Lo (mm) ε (%) 1 1,30 34,85 3,7

2 1,80 34,85 5,1

3 1,90 34,85 5,4

4 1,15 34,85 3,2

5 1,70 34,85 4,8

Nilai rata-rata Regangan = 4,50 %

b. Paduan Coran Al-4%Cu aging 150°C


2 0,50 28,46 1,75

3 0,55 28,46 1,93

4 0,35 28,46 1,23

5 0,55 28,46 1,93


c. Paduan Coran Al-4%Cu aging 175°C


2 0,45 28,46 1,58

3 0,35 28,46 1,23

4 0,20 28,46 0,70

5 0,35 28,46 1,23 Nilai rata-rata Regangan = 1,228 %

76

d. Paduan Coran Al-4%Cu aging 200°C

No benda ΔL (mm) Lo (mm) ε (%)

1 0,20 32,45 0,62

2 0,25 32,45 0,77

3 0,25 32,45 0,77

4 0,30 32,45 0,92

5 0,35 32,45 1,07


e. Paduan Coran Al-4%Cu aging 220°C


2 0,48 32,45 1,48

3 0,50 32,45 1,54

4 0,70 32,45 2,16

5 0,36 32,45 1,11


77

C. Pengujian Kekerasan Brinell

Syarat-syarat pengambilan data bekas injakan pada pengujian kekerasan

Brinell adalah :

- Diameter Minimum bekas injakan :

DD ×= 25,0min

= 1,25 mm 525,0 ×=

- Diameter Maksimum bekas injakan :

DD ×= 5,0max

= 2,5 mm 55,0 ×=

Melalui perhitungan diperoleh :

Gaya Tekan (kg) Diameter Injector (mm) π (Phi) BHN(kg/mm2)

Al Si 100% 125 5 22/7 71,12

Al Si Cu4% 125 5 22/7 72,57

Al-Si-Cu4% aging 150°C 125 5 22/7 90,71

Al-Si-Cu4% aging 175°C 125 5 22/7 79,79

Al-Si-Cu4% aging 200°C 125 5 22/7 92,99

Al-Si-Cu4% aging 220°C 125 5 22/7 79,68

Perhitungan pengujian kekerasan menggunakan metode Brinell :

1. Coran Al Si 100%

d1 = 1,46 mm BHN = 73,04 kg/mm2

d2 = 1,48 mm BHN = 71,08 kg/mm2

d3 = 1,50 mm BHN = 69,23 kg/mm2

Rata-Rata BHN = 71,12 kg/mm2

78

2. Paduan Al Si Cu 4%

d1 = 1,50 mm BHN = 69,23 kg/mm2

d2 = 1,46 mm BHN = 73,04 kg/mm2

d3 = 1,44 mm BHN = 75,46 kg/mm2

Rata BHN = 72,576 kg/mm2

3. Paduan Paduan Coran Al-Si-Cu4% aging 150°C

d1 = 1,32 mm BHN = 89,96 kg/mm2

d2 = 1,30 mm BHN = 92,59 kg/mm2

d3 = 1,30 mm BHN = 92,59 kg/mm2



d4 = 1,42 mm BHN = 77,67 kg/mm2

d5 = 1,38 mm BHN = 82,08 kg/mm2

d6 = 1,40 mm BHN = 79,62 kg/mm2



d7 = 1,28 mm BHN = 95,35 kg/mm2

d8 = 1,30 mm BHN = 93,67 kg/mm2

d9 = 1,32 mm BHN = 89,96 kg/mm2



d10 = 1,42 mm BHN = 77,34 kg/mm2

d11 = 1,38 mm BHN = 82,08 kg/mm2

79

d12 = 1,40 mm BHN = 79,63 kg/mm2


D. Satuan Skala Foto :

Dari hasil pemotretan dengan ukuran kertas 3R pada perbesaran 50x dan

100x dapat dicari ukuran sebenarnya. Ukuran tersebut harus dikonversikan

terlebih dahulu dengan membandingkan foto mikro kawat tembaga

0,11mm (110 μm) pada pembesaran 50x dan 100x.

• Perbesaran 50x

Dari foto dengan perbesaran 50x, diameter kawat tembaga terukur

10 mm. Dari hasil foto mikro kawat tembaga dengan diameter 0,11

mm setara dengan 10 mm.

Perbesaran foto = x1001,0

10=

Misal = 20 mm, jarak kalibrasi = 1020 x 0,1 = 0,2 mm

Jarak yang didapat adalah 0,2 mm = 200 μm

• Perbesaran 100x

Dari foto dengan perbesaran 100x, diameter kawat tembaga terukur

20 mm. Dari hasil foto mikro kawat tembaga dengan diameter 0,11

mm setara dengan 20 mm.

Perbesaran foto = x2001,0

20=

Misal = 20 mm, jarak kalibrasi = 2020 x 0,1 = 0,1 mm

Jarak yang didapat adalah 0,1 mm = 100 μm

80

♦ Gambar Grafik pengerasan pada proses aging:

Berikut adalah gambar grafik pengerasan dua tahap dari paduan Al-4%Cu

dimana variasi waktu aging diperoleh dari grafik dibawah ini.

Gambar L.1 Grafik pengerasan dua tahap dari paduan Al-4%Cu (Tata Surdia,2000 ,hlm.133)

Berdasarkan grafik diatas, adapun variasi temperatur aging yang saya pilih adalah

150ºC, 175ºC, 200ºC, 220ºC dengan waktu 36 jam.

81

2. Lampiran Gambar

Grafik Pengujian Tarik :

1. Coran Al mula-mula

P (kg)

ΔL (mm)

Gambar L.2.1. Kurva kekuatan tarik benda uji 1

ΔL (mm)

P (kg)


82

P (kg)

ΔL (mm)


P (kg)

ΔL (mm) Gambar L.2.4. Kurva kekuatan tarik benda uji 4

83

P (kg)

ΔL (mm)


2. Paduan Coran Al - 4% Cu aging T = 150oC

P (kg)

ΔL (mm)


84

P (kg)


P (kg)


85

P (kg)

ΔL (mm)


P (kg)

ΔL (mm)


86


ΔL (mm)

P (kg)


P (kg)

ΔL (mm)


87

P (kg)


P (kg)

ΔL (mm)


88

P (kg)

ΔL (mm)Gambar L.2.15. Kurva kekuatan tarik benda uji 5


P (kg)

ΔL (mm)


89

P (kg)

ΔL (mm)


P (kg)


90

P (kg)


P (kg)


91


P (kg)

ΔL (mm)


P (kg)


92

P (kg)


P (kg)

ΔL (mm)


93

P (kg)


94

Data hasil uji komposisi sebelum ditambah 2 % Cu

96

Data uji komposisi setelah ditambah 2% Cu

pengaruh temperatur aging terhadap sifat fisis...

Documents