sifat fisis dan mekanis batang penghubung...

i

SIFAT FISIS DAN MEKANIS BATANG PENGHUBUNG BAWAH

(CUSHION BOTTOM) SHOCK ABSORBER SEPEDA MOTOR DENGAN

BAHAN PADUAN ALUMINIUM SILIKON MAGNESIUM

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagai prasyarat

Mencapai derajat Sarjana Teknik

di Teknik Mesin

Disusun Oleh :

050 5214 04 : NIM AntoFerry

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2009

ii

THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF MOTOR

CYCLE SHOCK ABSORBER CUSHION BOTTOM WITH ALUMINIUM

SILICON MAGNESIUM ALLOYS

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Mechanical of Engineering

By :

050 5214 04 :Number Student AntoFerry

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2009

vii

INTISARI

Shock absorber sepeda motor yang paling umum digunakan di masyarakat

di Indonesia adalah yang mono shock dan dual shock. Batang penghubung bawah (cushion bottom) shock absorber sepeda motor

yang dual shock, biasanya terbuat dari bahan paduan aluminium. Penelitian ini bermaksud untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis batang penghubung bawah (cushion bottom) shock absorber sepeda motor dari bahan paduan aluminium silikon dengan penambahan bahan magnesium.

Dalam penelitian ini tindakan yang dilakukan yaitu pembuatan benda uji, pengujian dan pembahasan. Dalam pembuatan benda uji, paduan Al-Si dipadu dengan magnesium yang bervariasi dari 15%, 16%, dan 17%. Jenis pengujian yang dilakukan antara lain : uji impak, uji kekerasan, pengamatan struktur mikro dan pengamatan porositas.

Dari hasil penelitian dan pengamatan menunjukkan bahwa penambahan magnesium dapat menurunkan keuletan dan prosentase porositas, tetapi penambahan magnesium akan menaikkan kekerasan paduan.

Sifat fisis dan mekanis batang penghubung bawah (cushion bottom) shock absorber sepeda motor dari bahan paduan aluminium silikon dengan penambahan bahan magnesium adalah nilai kekerasan tertinggi terdapat pada kadar magnesium 17% sebesar 97 HB, nilai keuletan terendah terdapat pada kadar magnesium 17% sebesar 8,8 kJ/m2. Pada struktur mikro terlihat bahwa variasi magnesium memberi perubahan pada struktur dan kerapatan butiran kristal. Prosentase porositas tertinggi terjadi pada penambahan kadar magnesium 16% yaitu sebesar 6,08%. Kata Kunci: Aluminium, Magnesium, pengujian impak dan pengujian kekerasan.

viii

KATA PENGANTAR

Terima kasih kepada kebesaran Tuhan yang telah selalu setia memberikan

berkat, rahmat, dan karunia-Nya kepada penulis sehingga atas ijin-Nya, Tugas

Akhir dalam mencapai gelar sarjana pun akhirnya dapat diselesaikan. Terima

kasih pula penulis sampaikan kepada pihak-pihak yang telah memberikan

bimbingan, dorongan, fasilitas dan bantuan yang sangat berarti bagi penulis dalam

menyelesaikan tugas akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada:

1. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. I Gusti Ketut Puja, S.T.,M.T., selaku dosen pembimbing yang telah

memberikan bimbingan, dorongan serta meluangkan waktu untuk

membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

3. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas kuliah, bimbingan , serta

fasilitas yang diberikan selama masa kuliah.

4. Papa, Mama, Ci Viviana dan Willy yang telah memberikan doa,

dorongan, motivasi, pengertian, fasilitas, laptop, dana dan curahan

kasih sayang yang tak pernah berhenti diberikan kepada penulis.

5. Seluruh teman-teman Teknik Mesin ’04 di semua fakultas di

Universitas Sanata Dharma yang tidak dapat kami sebutkan satu per

satu, serta

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

TITLE PAGE ii

LEMBAR PENGESAHAN iii

DAFTAR DEWAN PENGUJI iv

LEMBAR PERNYATAAN v

LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI vi

INTISARI vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI x

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR TABEL xiii

BAB I : PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Batasan Masalah 2

1.3. Tujuan Penelitian 2

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA 3

2.1. Pengetahuan tentang aluminium 3

2.2. Sifat-sifat aluminium 4

2.3. Aluminium murni 6

2.4. Logam aluminium dan paduannya 7

2.5. Diagram Fasa 12

xi

BAB III : METODE PENELITIAN 16

3.1. Metode penelitian 16

3.2. Data yang dikumpulkan 17

3.3. Pembuatan spesimen benda uji impak 19

3.4. Peralatan dan bahan pengujian 20

3.5. Pengujian hasil coran 21

3.5.1. Pengujian kekerasan 21

3.5.2. Pengujian impak 22

3.5.3. Pengamatan struktur mikro 27

3.5.4. Pengamatan porositas hasil coran 28

BAB IV : HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN 31

4.1. Pengujian kekerasan 31

4.2. Pengujian impak 33

4.3. Analisa struktur mikro 34

4.4. Porositas 35

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN 38

5.1. Kesimpulan 38

5.2. Saran 39

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram Fasa Al-Si 14

Gambar 2.2. Diagram Fasa Magnesium-Aluminium 15

Gambar 3.1. Mesin Milling 19

Gambar 3.2. Bentuk dan ukuran benda uji impak 20

Gambar 3.3. Cara pengujian dan perhitungan kekerasan Brinell 22

Gambar 3.4. Lup Mikrometer 23

Gambar 3.5. Mesin uji kekerasan ”Brinell Hardness Tester MOD 100 MR” 23

Gambar 3.6. Skema alat uji impak 26

Gambar 3.7. Alat penguji impak 26

Gambar 3.8. Proses pengamatan struktur mikro 29

Gambar 3.9. Mikroskop mikro dilengkapi dengan kamera 30

Gambar 4.1. Grafik hasil pengujian kekerasan 32

Gambar 4.2. Grafik hasil pengujian impak 33

Gambar 4.3. Struktur mikro beberapa sample : a). Damper Honda, b). Al-Si,

c). Al-Si-15%Mg, d). Al-Si-16%Mg, e). Al-Si-17%Mg 34

Gambar 4.4 Grafik pengujian porositas 37

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Sifat-sifat fisik aluminium 7

Tabel 2.2. Sifat-sifat mekanik aluminium 7

Tabel 2.3. Klasifikasi paduan Aluminium Cor 8

Tabel 2.4. Klasifikasi paduan Aluminium Tempaan 9

Tabel 2.5. Klasifikasi perlakuan bahan 10

Tabel 2.6. Pengaruh unsur paduan terhadap Aluminium 13

Tabel 3.1. Pemilihan diameter penetrator uji kekerasan Brinell 21

Tabel 3.2 P/D2 berdasarkan jenis bahan pengujian 21

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dalam perkembangan dunia industri yang semakin maju banyak muncul

penemuan-penemuan logam melalui proses penelitian terhadap paduan berbagai jenis

logam. Penelitian-penelitian tersebut biasanya memilih bahan berdasarkan

kemudahan pembuatannya, biaya dan pengadaan bahan yang mudah didapatkan dan

yang seefisien mungkin. Bahan yang baik adalah bahan yang mempunyai sifat fisis

dan mekanis yang baik pula. Salah satu bahan yang mempunyai sifat fisis dan

mekanis yang baik adalah aluminium, oleh sebab hal tersebut maka penggunaan dan

perkembangan teknologi logam aluminium semakin berkembang dan permintaan

pasar juga semakin tinggi. Hal ini diakibatkan oleh faktor harga dan keunggulan

aluminium yang bersifat lunak dan mudah direngangkan sehingga mudah dibentuk

baik dalam keadaan dingin maupun panas, aluminium juga memiliki bobot yang lebih

ringan bila dibandingkan dengan jenis logam-logam lainnya, tahan terhadap korosi

dan titik lebur yang rendah.

Dalam penelitian ini penulis akan membuat batang penghubung bawah (cushion

bottom) shock absorber sepeda motor dengan bahan aluminium silikon dengan

kombinasi penambahan Mg. Penelitian ini dilakukan sebagai tugas akhir dan juga

karena penggunaan aluminium yang semakin banyak diperlukan dewasa ini. Hampir

semua komponen yang digunakan menggunakan aluminium dan paduannya,

2

dikarenakan unsur paduan dapat memperbaiki sifat-sifat buruk serta memberi

pengaruh positif pada aluminium.

1.2 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini memberikan batasan-batasan agar penulis dapat terarah dan

sistemasis agar penulisan tepat pada sasaran yang ditujukan. Batasan masalah yang

akan dibahas dalam penelitian ini adalah dirumuskan sebagai berikut :

1. Penambahan magnesium (Mg) 15%, 16% dan 17% pada aluminium

2. Pengujian aluminium dengan variasi magnesium

Hasil dari setiap paduan akan dibandingkan dan dilihat pengaruh dari

penambahan unsur Mg. Diperkirakan penambahan unsur Mg akan membuat logam

aluminium lebih kuat dan tahan terhadap korosi serta akan mempermudah proses

penuangan.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian yang dilakukan adalah untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis

dari bahan paduan Al-Si dengan variasi penambahan Mg yaitu :

1. Pengujian kekerasan Brinell

2. Pengujian impak

3. Pengamatan struktur mikro paduan Al-Si-Mg

4. Pengamatan Porositas

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengetahuan Tentang Aluminium

Aluminium ditemukan oleh Sir Humphrey Davy pada tahun 1809. Sebagai suatu

unsur dan pertama direduksi sebagai logam oleh H. C. Oersted tahun 1825. Dia dapat

menghasilkan Aluminium Klorida dengan cara melewatkan Chlorine melalui

campuran alumina dan arang yang dipanaskan. Kemudian aluminium klorida

mengembun pada bagian pendingin dari sistem kedap udara yang diciptakan. Setelah

mereaksikan aluminium klorida dengan potasium dan destilasi pada ruang vakum

untuk menghilangkan merkuri, dia memperoleh suatu benda yang dilaporkan sebagai

mirip timah (Surdia, 1984).

Secara industri tahun 1886, Chark Martin Hall di Amerika Serikat dan Paul L.T.

Heroult di Francis, secara terpisah telah memperolah logam aluminium dari alumina

dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi. Sampai sekarang proses Heroult

Hall masih dipakai untuk memproduksi aluminium. Penggunaan aluminium sebagai

logam setiap tahunnya adalah pada urutan yang kedua setelah besi dan baja, yang

paling tertinggi di antara logam non fero. Produksi aluminium tahunan di dunia

mencapai 15 juta ton per tahun pada tahun 1981 (Surdia, 1984).

Aluminium merupakan logam ringan mempunyai ketahanan korosi yang baik dan

hantaran listrik yang baik dan sifat-sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam.

Sebagai tambahan terhadap, kekuatan mekaniknya yang sangat meningkat dengan

4

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

memberikan juga sifat-sifat baik lainnya seperti ketahanan korosi, ketahanan aus,

koefisien pemuaian rendah dsb. Material ini dipergunakan di dalam bidang yang luas

bukan saja untuk peralatan rumah tangga tapi juga dipakai untuk keperluan material

pesawat terbang, mobil, kapal laut, konstruksi dsb (Surdia, 1984) .

2.2 Sifat-Sifat Aluminium

Aluminium merupakan logam non-ferro yang banyak digunakan karena memiliki

sifat-sifat sebagai berikut (Dieter, 1987) :

a) Kerapatan (Density)

Aluminium memiliki berat jenis jenis rendah yaitu sebesar 2700 kg/m3

b) Tahan terhadap korosi (corrosion resistance)

Untuk logam-logam non-ferro dapat dikatakan bahwa semakin besar

kerapatannya maka semakin baik daya tahan korosinya tetapi aluminium

merupakan pengecualian. Walaupun aluminium mempunyai daya senyawa

tinggi terhadap oksigen (logam aktif) dan oleh sebab itu dikatakan bahwa

aluminium mudah sekali mengoksidasi (korosi), tetapi dalam kenyataannya

aluminium mempunyai daya tahan sangat baik terhadap korosi. Hal ini

disebabkan oleh lapisan atau selaput tipis oksida transparan dan jenuh oksigen

diseluruh permukaan. Selaput ini mengendalikan laju korosi dan melindungi

lapisan dibawahnya dari serangan atmosfer berikutnya.

5

c) Sifat Mekanis (mechanical properties)

Aluminium mempunyai kekuatan tarik, kekerasan, dan sifat mekanis lain

sebanding dengan paduan bukan besi (non-ferrous alloys) lainnya, dan juga

sebanding dengan beberapa jenis baja.

d) Penghantar panas dan daya listrik yang baik (heat and electrical

conductivity)

Disamping daya tahan yang baik terhadap korosi, aluminium memiliki daya

hantar panas dan listrik yang tinggi. Daya hantar listrik aluminium murni

sekitar 60% dari daya hantar tembaga

e) Tidak beracun (nontoxicity)

Aluminium dapat digunakan sebagai bahan pembungkus atau kaleng makanan

dan minuman. Hal ini disebabkan reaksi kimia antara makanan dan minuman

tersebut dengan aluminium tidak menghasilkan zat beracun yang

membahayakan manusia.

f) Sifat mampu bentuk (formability)

Aluminium dapat dibentuk dengan mudah. Aluminium mempunyai sifat

mudah tempa (malleability) yang memungkinkannya dibuat dalam bentuk plat

atau lembaran tipis.

6

g) Titik lebur rendah (melting point)

Titik lebur aluminium relatif rendah (660°C) sehingga sangat baik untuk

proses penuangan dengan waktu peleburan relatif singkat dan biaya operasi

akan lebih murah.

Selain sifat-sifat tersebut, masih banyak sifat-sifat aluminium yang

menguntungkan, seperti : anti magnetic, reflektivitas tinggi, nilai arsitektur dan

dekoratif, mudah dilakukan proses pengerjaan akhir (finishing) dan lain sebagainya.

2.3 Aluminium Murni

Al didapat dalam keadaan cair dengan elektrolisa, umumnya mencapai kemurnian

99,85% berat. Dengan mengelektrolisa kembali dapat dicapai kemurnian 99,99, yaitu

dicapai bahan dengan angka sembilannya empat.

Tabel 2.1 menunjukkan sifat-sifat fisik Al dan Tabel 2.2 menunjukkan sifat-sifat

mekaniknya. Ketahanan korosi berubah menurut kemurnian, pada umumnya untuk

kemurnian 99,0% atau di atasnya dapat dipergunakan di udara tahan dalam waktu

bertahun-tahun. Hantaran listrik Al, kira-kira 65% dari hantaran listrik tembaga,

tetapi masa jenisnya kira-kira sepertiganya sehingga memungkinkan untuk

memperluas penampangnya. Oleh karena itu dapat dipergunakan untuk kabel tenaga

dan dalam berbagai bentuk umpamanya sebagai lembaran tipis (foil). Dalam hal ini

dapat dipergunakan Al dengan kemurnian 99,0%. Untuk reflektor yang memerlukan

reflektifitas yang tinggi juga untuk kondensor elektrolitik dipergunakan Al dengan

angka sembilan empat (Surdia,1984).

7

Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik aluminium (Surdia, 1984)

Tabel 2.2 Sifat-sifat mekanik aluminium (Surdia, 1984)

2.4 Logam Aluminium dan Paduannya

Aluminium (Al) adalah unsur logam yang banyak terdapat dalam alam. Bahan

dasarnya adalah bauksit yang umumnya banyak terdapat di daerah tropis dan sub-

tropis yang mempunyai curah hujan tinggi. Proses produksi aluminium dari bauksit

terdiri dari dua tahap, yaitu:

1. Proses pengolahan alumina (A12O3)

2. Proses elektrolisa alumina menjadi aluminium

8

Paduan aluminium dapat diklasifikasikan menjadi 2 kelompok umum, yaitu:

1. Paduan aluminium tuang/cor antara lain :

a. Paduan dengan perlakuan panas

b. Paduan tanpa perlakuan panas

2. Paduan aluminium tempa antara lain :

a. Paduan dengan perlakuan panas

b. Paduan tanpa perlakuan panas

Sistem pengelompokan tersebut dapat dilihat pada tabel 2.3 (Smallman, 1991), tabel

2.4 dan tabel 2.5 (Surdia,1984)

Tabel 2.3 Klasifikasi Paduan Aluminium Cor

Untuk mendapatkan hasil cor paduan aluminium berkualitas baik, perlu diketahui

berat jenis dan titik cair masing-masing unsur paduan dalam paduan tersebut. Pada

saat proses pembekuan berlangsung, terjadi pemisahan bertahap dari unsur-unsur

yang dimiliki berat jenis bahan cor paduan.

9

Unsur dengan berat jenis lebih rendah akan terapung di daerah permukaan dan

membentuk jaringan struktur kristal sendiri. Unsur dengan berat lebih besar akan

terikat bersama dengan unsur larutan padat yang ada dibawah, membentuk ikatan

logam atau struktur kristal utama. Agar diperoleh keseragaman unsur yang

terdistribusi secara merata pada bahan, maka diperlukan tambahan unsur sebagai

katalisator untuk mempermudah terjadinya ikatan dari berbagai macam jenis unsur

yang berlainan berat jenis.

Tabel 2.4 Klasifikasi Paduan Aluminium Tempaan

Terbentuknya cacat pada coran dapat dipengaruhi oleh unsur paduan yang

memiliki perbedaan titik cair, maka akan membeku lebih dahulu sehingga kristal

padat akan kaya dengan unsur paduan dengan titik cair tinggi.

Proses pembekuan yang meningkat, mengakibatkan bagian yang telah membeku

akan meninggalkan cairan yang telah membeku sehingga akan menimbulkan rongga

akibat penyusutan.

10

Pada proses pembentukan logam paduan, ada tiga kemungkinan yang terjadi dan

berpengaruh terhadap hubungan antar unsur dalam paduan tersebut, yaitu : Unsur

tidak saling mempengaruhi, unsur tolak-menolak dan unsur tarik-menarik

Tabel 2.5 Klasifikasi Perlakuan Bahan

Atom yang tidak dapat membentuk ikatan baik dengan aluminium akan

terdispersi secara acak dalam struktur kristal berupa larutan padat substitusi atau

larutan padat intersiti. Hal ini akan berpengaruh terhadap struktur paduan, sifat

mekanis dan sifat lainnya. Apabila terdapat unsur tidak saling mempengaruhi, baik

diakibatkan oleh perbedaan ukuran atom dan struktur elektron terlalu besar maupun

oleh ketidak mampuan unsur tersebut membentuk ikatan yang baik dengan

aluminium.

11

Bila atom unsur-unsur paduan cenderung tolak-menolak, maka pembentukan

larutan padat akan sulit terjadi. Tiap atom unsur akan membentuk agregat dengan

bentuk kristal tersendiri di dalam bahan. Agregat atom ini biasanya cukup besar dan

dapat dilihat dengan bantuan miksoskop optik dan merupakan unsur tersendiri dalam

struktur mikro.

Bila atom unsur-unsur paduan menimbulkan gaya tarik-menarik, berbagai

susunan dapat terbentuk. Gaya tarik-menarik besar akan menyebabkan ikatan atom

atau ikatan kovalen menghasilkan ikatan kimia non-logam. Pada kasus demikan,

hampir seluruh unsur tambahan yang tergabung dengan unsur utama membentuk

senyawa tersendiri dalam struktur mikro bahan dalam bentuk partikel-partikel.

Senyawa kimia terbentuk dengan cara ini merupakan unsur pengeras penting dalam

paduan tersebut.

Bila gaya tarik-menarik antar atom berbeda kurang kuat, ikatan atom akan terjadi,

tetapi kemungkinan akan terjadi efek yang disebut efek pengaturan. Beberapa

pengaruh unsur paduan tersebut antara lain (Surdia, 1984) :

a) Unsur Silikon (Si)

Unsur Si dalam paduan aluminium mempunyai pengaruh positif :

mempermudah proses pengecoran, meningkatkan daya tahan terhadap korosi

dan menurunkan penyusutan dalam hasil cor.

Pengaruh negatif yang ditimbulkan unsur Si berupa : penurunan keuletan

bahan terhadap beban kejut dan hasil coran akan rapuh jika kandungan silikon

terlalu tinggi

12

b) Unsur Magnesium (Mg)

Unsur Magnesium (Mg) memberikan pengaruh baik yaitu : mempermudah

proses penuangan, meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin,

meningkatkan daya tahan terhadap korosi, meningkatkan kekuatan mekanis,

menghaluskan butiran kristal secara efektif, meningkatkan ketahanan terhadap

beban kejut/impak dan menaikan suhu peleburan (mempermudah proses

pencairan logam)

Pengaruh buruk dari unsur Mg : meningkatkan kemungkinan timbulnya cacat

pada hasil cor

Struktur mikro paduan aluminium cor berhubungan erat dengan sifat-sifat

mekanisnya terutama pada laju pendinginan saat pengecoran dilakukan. Laju

pendinginan ini bergantung pada jenis cetakan yang digunakan. Dengan cetakan

logam, pendinginan akan berlangsung lebih cepat dibandingkan dengan penggunaan

cetakan pasir sehingga struktur logam cor yang dihasilkan akan lebih halus dan

menyebabkan peningkatan sifat mekanisnya. Pengaruh unsur paduan terhadap

aluminium lainnya dapat dilihat pada tabel 2.6.

2.5 Diagram Fasa

Struktur dan sifat logam murni sangat berubah apabila dipadu dengan unsur lain.

Kelakuan bahan seperti itu dapat dilihat juga pada bahan cair dan gas, tetapi yang

sangat mencolok terdapat pada bahan padat. Sifat bahan berubah yang disebabkan

oleh perbandingan campuran dan kondisi campuran fasa yang ada. Hubungan antara

13

jumlah setiap komponen dan fasa yang terjadi dapat dilihat dari diagram fasa yang

dapat memberikan informasi mengenai sifat bahan.

Tabel 2.6 Pengaruh Unsur Paduan Terhadap Aluminium (Suroto, 1991)

Keterangan : + + = Sangat meningkatkan

+ = Meningkatkan

- = Menurunkan

O = Tidak berpengaruh

Paduan Al-Si merupakan panduan aluminium paling banyak digunakan saat ini,

dengan kadar Si bervariasi antara 5-20%. Gambar 2.1 menunjukkan diagram fasa Al-

Si. Ini adalah tipe eutektik yang sederhana yang mempunyai titik eutektik pada

5770C, 11,7%Si, larutan padat terjadi pada sisi Al. Karena batas kelarutan padat

sangat kecil maka pengerasan penuaan sukar diharapkan.

Paduan Al-Si sangat baik kecairannya, yang mempunyai permukaan bagus sekali,

tanpa kegetasan panas dan sangat baik untuk paduan coran, sebagai tambahan, ia

mempunyai ketahanan korosi yang baik, sangat ringan, koefisien pemuaian yang

kecil dan sebagai penghantar yang baik untuk listrik dan panas. Paduan Al-12%Si

sangat banyak dipakai untuk paduan cor cetak. Paduan yang memerlukan perlakuan

panas ditambah dengan Mg juga Cu serta Ni untuk memberikan kekerasan pada saat

panas, bahan ini biasa dipakai untuk torak motor.

14

Al-Si, Al-Cu-Si dan Al-Si-Mg adalah deretan dari paduan aluminium yang

banyak dipergunakan untuk bagian-bagian mesin, Al-Cu-Ni-Mg dan Al-Si-Cu-Ni-Mg

adalah deretan untuk bagian-bagian mesin yang tahan panas, dan Al-Mg adalah untuk

bagian-bagian tahan korosi. Paduan Al-Si banyak dipakai sebagai elektroda untuk

pengelasan yaitu terutama yang mengandung 5%Si.

Gambar 2.1 Diagram Fasa Al-Si

Dalam paduan biner Al-Mg satu fasa yang ada dalam kesetimbangan dengan

larutan padat Al adalah larutan padat yang merupakan senyawa antar logam yaitu

Al3Mg2. Titiknya eutektiknya adalah 4500, 35% Mg dan batas kelarutan padatnya

pada temperatur eutektik adalah 16%Mg. Gambar 2.2 menunjukkan diagram fasa

paduan Mg-Al. Paduan Al-Mg mempunyai ketahanan korosi yang sangat baik, sejak

lama disebut hidrnalium dan dikenal sebagai paduan yang tahan korosi.

Paduan dengan 2-3%Mg dapat mudah ditempa, dirol dan diekstruksi, dan paduan

5052 adalah paduan yang biasa dipakai sebagai bahan tempaan. Paduan 5056 adalah

15

paduan yang paling kuat dalam sistem ini, dipakai setelah dikeraskan oleh pengerasan

regangan apabila diperlukan kekerasan tinggi. Paduan 5083 yang dianil adalah

paduan antara (4,5%Mg) kuat dan mudah dilas, oleh karena itu sekarang dipakai

sebagai bahan untuk tangki LNG.

Gambar 2.2 Diagram Fasa Magnesium-Aluminium

16

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode yang digunakan untuk memperoleh data-data atau informasi yang

dibutuhkan dalam penelitian dibagi menjadi 3 tahap utama, yaitu:

a) 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 dan topik rencana.

b) Tahap penelitian

Dalam penelitian ini digunakan beberapa metode penelitian, dengan harapan

untuk mencapai hasil seobyektif mungkin, yaitu:

1. Penelitian pendahuluan

Yaitu suatu penelitian yang bertujuan untuk mengetahui keadaan dan sifat-

sifat bahan sebelum diadakan pengecoran.

2. Pelaksanaan penelitian

Yaitu penelitian yang dilakukan setelah penelitian pendahuluan selesai

dilakukan dan pada tahap ini mulai dilakukan penelitian terhadap

pengaruh penambahan variasi Mg (15%, 16% dan 17%) pada pengecoran

Al-Si.

17

c) Penelitian Kepustakaan

Suatu penelitian yang bertujuan untuk mendapatkan landasan teori mengenai

masalah yang akan diteliti. Dasar-dasar teoritis diperoleh dan membaca

literatur-literatur, jurnal dan sebagainya yang ada sangkut pautnya dengan

masalah yang diteliti.

3.2 Data yang Dikumpulkan

Data yang dikumpulkan untuk penelitian ini meliputi:

a) Data dan grafik pengujian kekerasan brinell

b) Data dan grafik pengujian impak

c) Gambar pemotretan struktur mikro

d) Data perhitungan porositas benda hasil pengecoran

18

Diagram alir penelitian pengecoran dapat digambarkan sebagai berikut:

Pengadaan Bahan coran

Proses peleburan dan Pengecoran Al-Si dengan Variasi kadar Mg : - 15% Mg - 16% Mg - 17% Mg

Pembuatan Benda Uji

Pengujian bahan yang meliputi : 1. Pengujian impak 2. Pengujian kekerasan 3. Pengujian struktur mikro 4. Pengujian porositas

Data hasil penelitian

Analisa data penelitian

Kesimpulan

Literatur dan buku acuan

19

3.3 Pembuatan spesimen benda uji impak

Hasil coran yang berupa plat kotak dengan ukuran 20mm x 20mm x 60mm

kemudian dihaluskan dan diratakan dengan menggunakan mesin milling hingga

dicapai ketebalan yang sudah ditentukan.

Gambar 3.1 Mesin Milling

Selanjutnya hasil coran dipotong dengan dimensi 10mm x 10mm x 55mm dengan

menggunakan gergaji, ukuran potongan disesuaikan dengan bentuk benda uji impak

sesuai standart ASTM, pembuatan tirus/sudut kembali dilakukan dengan mesin

milling dengan menggunakan alat potong yang di ubah sedemikian rupa sehingga

dapat sudut yang diinginkan.

Langkah-langkah pembuatan benda uji dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Meratakan permukaan benda kerja menggunakan mesin frais/milling.

20

2. Membuat batang-batang benda uji dengan lebar batang benda uji 10mm

dengan menggunakan mesin frais/milling.

3. Pembuatan benda uji dengan menggunakan standar ASTM

Gambar 3.2 Bentuk dan ukuran benda uji impak

3.4 Peralatan dan Bahan Pengujian

Peralatan yang digunakan dalam proses pengujian antara lain:

a. Mesin uji kekerasan “Brinell hardness tester MOD 100 MW’ milik

Laboratorium ilmu Logam Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma,

Yogyakarta

b. Lup mikrometer untuk mengukur bekas injakan (kekerasan Brinell)

c. Mikroskop merek Union buatan Jepang, untuk mengetahui porositas dan

struktur mikro bahan

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

struktur mikro

e. Aluminium silikon dari velk mobil dengan komposisi (terlampir)

f. Magnesium dari velk mobil dengan komposisi (terlampir)

21

g. Amplas ukuran kehalusan 200, 400, 800, 1000

h. Autosol, kain, batu hijau

3.5 Pengujian Hasil Coran

3.5.1 Pengujian Kekerasan

Pengujian kekerasan dengan menggunakan metode Brinell dilakukan untuk

mengetahui nilai kekerasan suatu bahan. Kekerasan dapat ditentukan dari

besarnya diameter bekas injakan penetrator. Penentuan beban uji dan pemilihan

penetrator disesuaikan dengan jenis bahan dan tebal bahan sesuai dengan tabel 3.1

dan table 3.2.

Tabel 3.1 Pemilihan Diameter Penetrator Uji Kekerasan Brinell (Surdia, 1986) Tebal benda uji (mm) Diameter penetrator

1 - 3 D = 2,5 3 - 6 D = 5 < 6 D = 10

Tabel 3.2 P/D2 Berdasarkan Jenis Bahan Pengujian (Surdia, 1986)

HB rata-rata P/D2 Bahan yang diuji 160 - 450 30 D2 Logam keras, baja, besi cor 53 - 200 10 D2 Paduan tembaga, paduan aluminium keras 26 - 100 5 D2 Tembaga, paduan aluminium 45893 12,5 D2 Logam lunak, timah dan yang lainnya 46143 D2 Logam lunak, timah dan yang lainnya

Prosedur pengujian:

1. Permukaan benda uji dibersihkan dan dihaluskan dengan amplas

sehingga pemukaannya rata dan halus

2. Diameter penetrator dapat ditentukan dari tabel di atas

22

3. Penekanan penetrator selama 30 detik.

4. Besarnya lekukan bekas penetrator diamati dengan lup mikrometer.

5. Hitung harga kekerasan dengan persamaan :

)(.2

22 dDDDPHB

−−=π

(3.1)

HB = Brinell Hardness Number (Angka Kekerasan Brinell)

P = Beban yang diberikan pada penetrator/gaya penekan (kg)

D = Diameter penetrator (mm)

D = Diameter lekukan bekas injakan (mm)

Gambar 3.3 Cara Pengujian dan Perhitungan Kekerasan Brinell

3.5.2 Pengujian Impak

Berbagai jenis pengujian impak batang bertakik telah digunakan untuk

menentukan kecenderungan bahan untuk bersifat getas.

Benda uji Charpy mempunyai luas penampang lintang bujursangkar

(10x10mm) dan mengandung takik V-450, dengan jari-jari dasar 0,25 mm dan

kedalaman 2mm, ditunjukkan pada Gambar 3.2. Benda uji diletakkan pada

tumpuan dalam posisi mendatar dan bagian yang tak bertakik diberi beban impak

23

dengan ayunan bandul (kecepatan impak sekitar 16ft/detik). Benda uji akan

melengkung dan patah pada laju regangan yang tinggi, kira-kira 103 detik-1.

Gambar 3.4 Lup Mikrometer

Gambar 3.5 Mesin uji kekerasan “Brinell Hardness Tester MOD 100 MR”

24

Pada uji impak kita mengukur energi yang diserap untuk mematahkan benda

uji. Setelah benda uji patah, bandul berayun kembali. Makin besar energi yang

diserap, makin rendah ayunan kembali dari bandul.

Keuntungan utama uji impak takik Charpy V adalah mudah dilakukan,

murah dan benda ujinya kecil. Pengujian dapat dilakukan pada suhu di bawah

suhu ruang. Selain itu, bentuk benda uji yang digunakan sangat cocok untuk

mengukur ketangguhan takik pada bahan berkekuatan rendah seperti baja

konstruksi. Uji tersebut juga dapat digunakan untuk memperbandingkan pengaruh

paduan dan perlakuan panas pada ketangguhan takik; serta sering digunakan

untuk keperluan pengendalian kualitas bahan. Kesukaran utama yang dihadapi

ialah bahwa hasil uji Charpy kurang mungkin dimanfaatkan dalam perancangan.

Karena besar level tegangan tidak diberikan, sukar untuk menghubungkan data

energi yang diperlukan untuk mematahkan benda uji Charpy (Cv) dengan

performans pemakaian.

Persaman yang digunakan adalah :

h0 = R + R cos(180 - α )

= R – R cos α

= R (1 – cos α ) (3.2)

h1 = R + R cos(180 - β )

= R – R cos β

= R (1 – cos β ) (3.3)

25

Energi patah = m. g. h0 – m. g. h1

= m. g (h0 - h1)

= m. g [R (1 – cosα ) - R (1 – cosβ )]

= m. g. R [(1 – cosα ) - (1 – cos β )]

= G . R (cos β - cosα ) ( joule) (3.4)

Harga keuletan = Patahan Penampang Luas

patah Energi joule/mm2 (3.5)

dengan : m = massa pendulum (kg)

g = gaya gravitasi

G = berat pendulum (massa dikalikan percepatan gravitasi) (N)

R = radius pendulum (m)

α = sudut ayun awal/sudut yang dibentuk pendulum tanpa beban (benda

uji)

β = sudut ayun akhir/sudut yang dibentuk pendulum setelah

mematahkan benda uji

Dalam operasi-operasi manufaktur, seperti operasi pengerjaan logam

berkecepatan tinggi, contohnya: penempaan jatuh, komponen-komponen yang

terlibat didalamnya tentu akan menderita pembebanan kejut (impak atau dynamic

loading).

Dalam uji impak yang dilakukan dengan menggunakan impak tester,

spesimen yang telah ditakik dipatahkan dengan bandul yang diayunkan.

26

180°

0°

a ß

R

h0h1

Gambar 3.6 Skema Alat uji impak

Dalam operasi-operasi manufaktur, seperti operasi pengerjaan logam

berkecepatan tinggi, contohnya: penempaan jatuh, komponen-komponen yang

terlibat di dalamnya tentu akan menderita pembebanan kejut (impak atau dynamic

loading).

Gambar 3.7 Alat Penguji Impak

27

Dalam uji impak yang dilakukan dengan menggunakan impak tester,

spesimen yang telah ditakik dipatahkan dengan bandul yang diayunkan.

Dari besarnya ayunan bandul, besarnya energi yang diperlukan untuk

mematahkan spesimen dapat dihitung. Besarnya energi terhitung ini selanjutnya

disebut sebagai ketangguhan impak (impak toughness) material.

Uji impak secara khusus dimanfaatkan dalam menentukan temperatur transisi

ulet–getas material. Material yang mempunyai ketahanan impak yang tinggi

umumnya memiliki kekuatan yang tinggi dan keuletan yang tinggi, sehingga

dengan sendirinya mempunyai ketangguhan yang tinggi.

3.5.3 Pengamatan Struktur Mikro

Semua benda uji dipolis menggunakan autosol sehingga struktur dasarnya

nampak sama. Setelah logam dipoles, pemukaan logam yang halus itu tertutup

oleh selaput terdeformasi, dengan etsa selaput tersebut terkikis, permukaan

menjadi buram, sebagian batas butir terkikis dan komponen-komponen tertentu

akan nampak akibat kikisan selektif dan larutan etsa tadi. Larutan yang biasa

dipakai untuk baja adalah larutan 50% asam nitrat (NaOH). Baru setelah di etsa

nampak ada perbedaan, untuk aluminium strukturnya relatif lebih kecil-kecil,

dengan bantuan mikroskop mikro permukaan logam yang telah dipoles dapat

diteliti. Setelah itu bisa dilakukan pemotretan struktur mikro dengan

menggunakan kamera struktur mikro.

28

Prosedur Pengujian:

a. Permukaan benda uji (spesimen) dihaluskan dan dibersihkan pada kedua

sisinya sehingga permukaan tersebut rata dan sejajar, gunakan amplas

mulai dan yang kasar sampai amplas yang halus.

b. Benda uji tersebut dihaluskan lagi dengan autosol dan batu hijau hingga

permukaannya mengkilat

c. Etsa benda uji dengan menggunakan larutan NaOH

d. benda uji di masukkan ke dalam air untuk menetralkan bahan etsa

kemudian dilap dan dikeringkan

e. Foto benda uji dengan mikroskop atur perbesarannya 200 x.

3.5.4 Pengamatan Porositas Hasil Coran

Porositas atau cacat lubang jarum dapat terjadi apabila gas hidrogen yang

terbawa dalam logam cair terjebak selama proses pembekuan. Penyebab

utamanya adalah adanya gas yang terserap dalam logam cair selama penuangan

coran, maka terjadilah reaksi logam cair dengan uap air dari cetakan. Dalam

pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir sangat mungkin terjadinya

porositas atau cacat lubang jarum, ini disebabkan karena cetakan dalam posisi

yang kurang kering sehingga gas yang akan keluar sangat sulit menembus dinding

cetakan yang masih mengandung kadar air, dan bisa juga karena cetakan tidak

diberi rongga udara yang berfungsi untuk mengeluarkan udara yang terjebak pada

saat pembekuan terjadi karena cetakan pasir mempunyai titik beku yang relatif

lama dibanding dengan cetakan logam. Beberapa upaya untuk mencegah

29

timbulnya cacat pori-pori ini diantaranya dengan melakukan perencanaan sistem

saluran masuk yang baik.

Proses pengujiannya adalah sebagai berikut:

1. Foto mikro dengan perbesaran 50 x di scan

2. Kertas milimeter blok yang sudah dijadikan transparasi di tempelkan ke

foto yang sudah di scan tersebut hingga foto tersebut terbagi ke dalam

blok-blok kecil.

3. Hitung luas seluruh daerah hitam (pori-pori) yang mengisi kotak

milimeter blok

4. Bagi jumlah tersebut dengan luas area foto yang discan dan dikalikan

dengan 100% untuk mendapatkan prosentase porositasnya.

Perhitungan dilakukan menggunakan persamaan berikut :

%100amati di yangpermukaan Luas

permukaan di ada yangcacat Luas ×=Porositas (3.6)

Gambar 3.8 Proses Pengamatan Struktur Mikro

30

Gambar 3.9 Mikroskop Mikro dilengkapi dengan Kamera

31

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Dalam pengujian paduan aluminium ini, penambahan yang diberikan yaitu

kadar magnesium sebesar 15%, 16%, dan 17%. Penambahan unsur magnesium yang

bervariasi bertujuan mengetahui sifat-sifat mekanis yang dihasilkan oleh paduan

tersebut. Secara garis besar penambahan unsur magnesium pada paduan aluminium-

silikon akan meningkatkan kekuatan mekanis paduan tersebut. Dari salah satu paduan

aluminium dengan penambahan kadar magnesium sebanyak 16% diuji komposisi

didapat hasil sebesar 15,32%. Dari hasil analisis pengurangan kadar magnesium

dikarenakan magnesium terbakar pada saat pencampuran bahan.

4.1 Pengujian Kekerasan

Dari Gambar 4.1 diatas dapat diketahui bahwa perbedaan tingkat kekerasan

cushion buttom honda dibandingkan dengan Al-Si cukup signifikan yaitu 85,19%.

Perbandingan kekerasan Al-Si dengan Al-Si yang telah dicampur dengan Mg

sebanyak 15%Mg, 16%Mg dan 17% berturut-turut yaitu 3,16%, 4,01% dan 1,21%.

Dari penelitian yang dilakukan membuktikan penambahan kadar magnesium

mempengaruhi harga kekerasan pada paduan aluminium. Hal ini disebabkan karena

fungsi magnesium adalah untuk memperbaiki kekuatan mekanis diantaranya

kekerasan suatu paduan.

32

Adapun besar nilai kekerasan untuk paduan aluminium silikon dan penambahan

variasi magnesium adalah sebagai berikut :

• Cushion buttom Honda = 97 HB

• Al-Si = 180 HB

• Al-Si-15%Mg = 185 HB

• Al-Si-16%Mg = 193 HB

• Al-Si-17%Mg = 195 HB

Kenaikan harga kekerasan ini akibat adanya penambahan magnesium yang dapat

memperhalus butiran kristal, seperti yang terlihat dalam gambar struktur mikro.

Semakin halus butiran kristal yang terbentuk maka harga kekerasannya semakin

tinggi.

UJI KEKERASAN

97

180 185 193 195

0

50

100

150

200

250

cushionbottom honda

Al-Si Al-Si-15%Mg Al-Si-16%Mg Al-Si-17%Mg

Bahan

Angk

a K

eker

asan

Brin

ell

(HB

)

Gambar 4.1 Grafik hasil pengujian kekerasan

33

4.2 Pengujian Impak

Dalam pelaksanaan pengujian impak ini, setiap variasi komposisi benda uji

menggunakan empat buah spesimen. Dari keempat spesimen yang telah diuji itu

ditentukan tenaga patah. Tenaga patah dari keempat spesimen tersebut digunakan

untuk menghitung harga keuletan. Harga keuletan didapat dari tenaga patah dibagi

dengan luas penampang patahan. Dengan melakukan pengujian impak ini, dapat

diperoleh rata-rata harga keuletan dari suatu komposisi tersebut.

UJI IMPAK

0.0152

0.0098 0.0094 0.0088

00.0020.0040.0060.0080.01

0.0120.0140.016


BAHAN

Har

ga K

eule

tan

(Jou

le/m

m2 )

Gambar 4.2 Grafik hasil pengujian impak

Dalam gambar 4.2 dapat diketahui bahwa penambahan kadar magnesium 15%, 16%,

17% pada paduan aluminium dapat menurunkan keuletan dari bahan paduan

aluminium silikon. Jika keuletan suatu bahan menurun maka bahan tersebut akan

semakin getas.

34

Besar nilai harga keuletan untuk paduan aluminium silikon dan variasi magnesium

adalah sebagai berikut :

• Al-Si = 0,0152 joule/mm2

• Al-Si-15%Mg = 0,0098 joule/mm2



4.3 Analisa Struktur Mikro

Pada gambar berikut ini disajikan hasil dari pengamatan struktur mikro. Dalam

penyajian foto struktur mikro ini digunakan perbesaran 200X, hal ini dikarenakan

perbesaran ini menunjukkan struktur yang paling jelas terlihat.

a) b) c) d) e)

Gambar 4.3 Foto Struktur mikro beberapa jenis sample: a). Cushion buttom Honda, b). Al-Si, c). Al-Si-15%Mg, d). Al-Si-16%Mg, e). Al-Si-17%Mg

35

Pada foto struktur mikro cushion buttom honda terlihat bahwa butiran kristal yang

halus bila dibandingkan dengan Al-Si dan Al-Si dengan penambahan unsur Mg. Pada

foto struktur mikro Al-Si terlihat bahwa bintik-bintik hitam struktur aluminium

silikon yang terbentuk akibat proses pengecoran hanya sedikit. Pada foto struktur

mikro Al-Si-15%Mg terlihat bintik-bintik hitam yang mulai terbentuk antara paduan

Al-Si dan Mg semakin banyak dan mulai membentuk ikatan-ikatan. Pada foto

struktur mikro Al-Si-16%Mg mulai terlihat bahwa ikatan yang terbentuk antara

paduan Al-Si dan Mg mulai terlihat lebih jelas. Pada foto struktur mikro Al-Si-

17%Mg bintik-bintik hitam yang terbentuk antara Al-Si dan Mg sangat merata dan

menghasilkan struktur butiran yang rapat dan ikatan bintik-bintik hitam yang semakin

kuat dan jelas. Pada foto struktur mikro Al-Si-17%Mg, disini mulai terlihat ikatan

dendrit yang terbentuk sangat jelas. Pada foto struktur mikro Al-Si-15%Mg dan foto

struktur mikro Al-Si-16%Mg terlihat adanya perubahan butir kristal yang semula

berupa bintik-bintik hitam mulai membentuk ikatan-ikatan menyebar, hal ini diikuti

juga dengan terbentuknya endapan dari unsur-unsur paduan. Dari gambar 4.3 dapat

terlihat struktur yang terbentuk baik berupa bintik-bintik hitam maupun ikatan-

ikatannya semakin banyak dan jelas, hal ini menunjukkan semakin banyaknya kadar

magnesium yang ditambahkan.

4.4 Porositas

Dalam pengamatan untuk memperkirakan porositas dari spesimen dibutuhkan

foto mikro untuk memudahkan dalam memprosentasikan porositas dari suatu bahan

36

dengan cara dihitung titik-titik hitam yang terdapat dalam coran yang merupakan

daerah berpori pada benda uji yang kemudian diperkirakan prosentasenya terhadap

seluruh bidang pemotretan. Besarnya porositasnya dapat mempengaruhi nilai

kekerasan suatu bahan coran.

Gambar 4.4 menunjukkan perubahan porositas terhadap variasi penambahan

magnesium. Dapat dilihat pada bahan cushion buttom honda terbentuk prosentase

porositas yang kecil, tetapi pada bahan Al-Si-16%Mg prosentase porositas yang

besar. Besar nilai prosentase porositas untuk paduan aluminium silikon dan variasi

magnesium adalah sebagai berikut :

• Cushion buttom Honda = 0,11 %

• Al-Si = 4,25 %

• Al-Si-15%Mg = 3,28 %

• Al-Si-16%Mg = 6,08 %

• Al-Si-17%Mg = 5,46 %

Pada bahan Al-Si-15%Mg pada saat foto didapat titik yang baik sehingga jumlah

porositasnya kecil. Prosentase porositas tertinggi terjadi pada paduan coran Al-Si-

16%Mg. Hal ini disebabkan oleh mampu alir pada saat pengecoran yang kurang baik

sehingga waktu pembekuan yang diperlukan lebih lama. Terbentuknya porositas

dalam coran juga dipengaruhi oleh unsur paduan yang memiliki titik cair yang

berbeda serta proses pembekuan yang tidak sama, biasanya porositas banyak terjadi

pada bagian yang paling lambat membeku.

37

0.11

4.253.28

6.085.46

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

cushionbottomhonda


Bahan

Por

osita

s (%

)

Gambar 4.4 Grafik Pengujian Porositas

38

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil-hasil pengujian yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai

berikut:

1. Dalam pengujian ini pengaruh kadar magnesium meningkatkan kekerasan

pada paduan aluminium silikon. Ini terlihat pada nilai kekerasan tertinggi

terdapat pada kadar magnesium 17% sebesar 195 HB.

2. Pengaruh penambahan magnesium pada aluminium silikon akan menurunkan

nilai keuletan bahan. Nilai keuletan dapat dilihat dari pengujian impak. Nilai

keuletan terendah terdapat pada kadar magnesium 17% sebesar 8,8 kJ/m2.

3. Pada struktur mikro terlihat bahwa variasi magnesium memberi perubahan

pada struktur dan butiran kristal membesar.

4. Prosentase porositas tertinggi terjadi pada penambahan kadar magnesium 16%

yaitu sebesar 6,08%. Magnesium akan menimbulkan terak pada waktu proses

peleburan logam, terak dapat menimbulkan terjadinya porositas.

39

5.2 Saran

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan peneliti dapat memberikan beberapa

saran dan masukan sebagai berikut:

1. Pelaksanaan pengecoran sebaiknya dilakukan di dalam 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 ke dalam cetakan yang dapat mengakibatkan pembekuan logam cair

terlalu cepat sehingga dapat menimbulkan cacat berupa retak maupun

porositas yang tinggi pada coran.

2. Perlu diadakan perawatan dan perbaikan pada alat uji secara berkala sehingga

ketelitian alat dapat terjaga dan kalau bias diganti dengan alat yang lebih teliti

dan modern.

3. Perlunya pendamping dari dosen selama melakukan penelitian, supaya bila

terjadi permasalahan dapat dikonsultasikan dengan cepat.

DAFTAR PUSTAKA

Dieter, George, E., Metalurgi Mekanik, ahli bahasa oleh Djaprie, Sriati, Edisi ketujuh, Erlangga, Jakarta, 1987.

Handout Praktikum Ilmu Logam, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta 2004. Surdia, Tata, dan Chijiiwa Kenji, Teknik Pengecoran Logam, Cetakan kesembilan, PT.

Pradnya Paramita, Jakarta, 2006. Surdia, Tata, dan Saito Shinroku, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan keenam, PT.

Pradnya Paramita, Jakarta, 2005. Suroto, A., Sudibyo, B., Ilmu Logam Dan Metalurgi, Akademi Teknik Mesin Industri,

Surakarta.

Perhitungan Kekerasan Brinell

Beban (P) = 250 kg

Diameter indenter (D) = 5 mm

Tabel. data pengujian uji kekerasan

Diameter Lingkar Luar lekukan bekas penginjakan Bahan

d1 (mm)

d2 (mm)

d3 (mm)

d4 (mm)

Rata-rata d (mm)

Cushion buttom Honda 1.82 1.78 1.78 1.75 1.78 Al-Si 1.32 1.34 1.3 1.32

Al-Si-15%Mg 1.28 1.32 1.31 1.29 1.30 Al-Si-16%Mg 1.26 1.29 1.28 1.27 1.28 Al-Si-17%Mg 1.25 1.27 1.28 1.27 1.27

Angka kekerasan dapat ditentukan dengan persamaan berikut

Angka kekerasan Brinell :)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

2mmkg

Perhitungan :

1.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )82,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 92,8 kg/mm2

2.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )78,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 97,2 kg/mm2

3.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )75,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 100,7 kg/mm2

4.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )32,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 179,5 kg/mm2

5.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )34,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 174,1 kg/mm2

6.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )3,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 185,1 kg/mm2

7.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )28,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 191,1 kg/mm2

8.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )31,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 182,3 kg/mm2

9.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )29,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 188,1 kg/mm2

10.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )26,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 197,4 kg/mm2

11.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )27,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 194,2 kg/mm2

12.)(.

222 dDDD

PHB−−

=π

= )25,155(5.

250222 −−

⋅

π

= 200,6 kg/mm2

Dari perhitungan diatas sehingga didapat angka Brinell, seperti pada tabel

dibawah

No. Bahan Nilai rata-rata HB

1 Cushion buttom Honda 97.0 2 Al-Si 179.6 3 Al-Si-15%Mg 185.3 4 Al-Si-16%Mg 192.7 5 Al-Si-17%Mg 195.0

Perhitungan Harga keuletan

Massa Pendulum (m) = 1.357 kg

Berat Pendulum (G) = 1.357 . 9.81 = 13.31 N

Radius Pendulum(r) = 39.48 cm = 0.3948 m

Sudut α (tanpa benda uji) = 1470

Tabel. data pengujian uji impak

Sudut β BAHAN

β1(0) β2(0) β3(0) β4(0) Sudut β rata-rata (0)

Al-Si 126 127 129 127,33

Al-Si-15%Mg 132,5 134 134 133,5 133,5

Al-Si-16%Mg 133,5 134 134 134,5 134

Al-Si-17%Mg 135 134,5 135,5 134 134,75

Harga keuletan dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

Energi patah = G . R (cos β - cosα ) (joule)

Harga keuletan = 2Patahan Penampang Luaspatah Energi

mmJoule

Perhitungan :

1. Harga keuletan = Patahan Penampang Luas

patah Energi

= ( )108

coscos⋅

−⋅⋅ αβRG

= ( )108

147cos126cos394,031,13⋅

−⋅⋅

= 0,016 joule / mm2


patah Energi

= ( )108

coscos⋅

−⋅⋅ αβRG

= ( )108

147cos127cos394,031,13⋅

−⋅⋅

= 0,016 joule / mm2


patah Energi

= ( )108

coscos⋅

−⋅⋅ αβRG

= ( )108

147cos129cos394,031,13⋅

−⋅⋅

= 0.014 joule / mm2


patah Energi

= ( )108

coscos⋅

−⋅⋅ αβRG

= ( )108

147cos5,132cos394,031,13⋅

−⋅⋅

= 0,011 joule / mm2


patah Energi

= ( )108

coscos⋅

−⋅⋅ αβRG

= ( )108

147cos134cos394,031,13⋅

−⋅⋅

= 0,009 joule / mm2


patah Energi

= ( )108

coscos⋅

−⋅⋅ αβRG

= ( )108

147cos5,133cos394,031,13⋅

−⋅⋅

= 0,010 joule / mm2


patah Energi

= ( )108

coscos⋅

−⋅⋅ αβRG

= ( )108

147cos5,134cos394,031,13⋅

−⋅⋅

= 0,009 joule / mm2


patah Energi

= ( )108

coscos⋅

−⋅⋅ αβRG

= ( )108

147cos135cos394,031,13⋅

−⋅⋅

= 0,009 joule / mm2


patah Energi

= ( )108

coscos⋅

−⋅⋅ αβRG

= ( )108

147cos5,135cos394,031,13⋅

−⋅⋅

= 0,008 joule / mm2

Dari perhitungan diatas sehingga didapat harga keuletan, seperti pada tabel

dibawah.

No. BAHAN Rata-rata harga keuletan

1 Al-Si 0.0152 2 Al-Si-15%Mg 0.0098 3 Al-Si-16%Mg 0.0094 4 Al-Si-17%Mg 0.0088

Pengamatan Struktur Mikro

Gambar. Foto Struktur mikro Cushion buttom Honda

Gambar. Foto Struktur mikro Al-Si

Gambar. Foto Struktur mikro Al-Si-15%Mg

Perhitungan Porositas Bahan

Luas permukaan yang diamati = 11352 mm2

%100diamati yangpermukaan Luas

permukaan di ada yangcacat Luas ×=Porositas

Tabel. data perhitungan porositas

No. BAHAN Luas cacat yang ada di permukaan (mm2) Luas permukaan

yang diamati (mm2) Porositas

(%)

Rata-rata Porositas

(%) 12 11352 0.11 12 11352 0.11 1

cushion bottom honda

14 11352 0.12 0.11

32 11352 0.28 731 11352 6.44 496 11352 4.37

2 Al-Si

190 11352 1.67

4.25

287 11352 2.53 242 11352 2.13 308 11352 2.71

3 Al-Si-15%Mg

281 11352 2.48

3.28

423 11352 3.73 679 11352 5.98 432 11352 3.81

4 Al-Si-16%Mg

536 11352 4.72

6.08

27 11352 0.24 623 11352 5.49 620 11352 5.46

5 Al-Si-17%Mg

588 11352 5.18

5.46

Gambar. Foto porositas Cushion Bottom Honda



Gambar. Foto porositas Al-Si


Gambar. Foto porositas Al-Si-15%Mg

HALAMAN JUDULTITLE PAGEHALAMAN PENGESAHANDAFTAR DEWAN PENGUJIHALAMAN PERNYATAANHALAMAN PERNYATAAN PUBLIKASIINTISARIKATA PENGANTARDAFTAR ISIDAFTAR GAMBARDAFTAR TABELBAB I PENDAHULUANBAB II TINJAUAN PUSTAKABAB III METODE PENELITIANBAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASANBAB V KESIMPULAN DAN SARANDAFTAR PUSTAKALAMPIRAN

sifat fisis dan mekanis batang penghubung...

Documents