i
PENGARUH AGING 140, 160, 180, DAN 200 DERAJAT CELCIUS
SELAMA 5 JAM TERHADAP SIFAT MEKANIS ALUMINIUM
PADUAN TEMBAGA 2,5%
SKRIPSI
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin S-1
Disusun oleh :
JOHANES ANDHIKA GAUTAMA
NIM : 145214021
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
THE EFFECT OF AGING 140, 160, 180, AND 200 DEGREES
CELSIUS DURING 5 HOURS TOWARDS MECHANICAL
PROPERTIES OF 2,5 PERCENTS ALUMINUM COPPER ALLOY
FINAL PROJECT
As Partical Fulfillment of the Requirement
To Obtained The Sarjana Teknik degree In Mechanical Engineering
By
JOHANES ANDHIKA GAUTAMA
Student Number: 145214021
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
INTISARI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh temperatur
perlakuan aging terhadap sifat mekanis dari aluminium yang dipadukan dengan
tembaga. Bahan utama yang digunakan adalah aluminium yang kemudian dilebur dan
diberi tembaga dengan kadar sebesar 2,5%.
Setelah bahan dicor dan dicetak, spesimen diaging selama 5 jam dengan
variasi temperatur aging 140oC, 160oC, 180oC dan 200oC. Pengujian ini
menggunakan dua metode pengujian yaitu pengujian kekerasan Brinell dan pengujian
tarik.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa pada pengujian kekerasan
material aluminium dengan tambahan kandungan tembaga sebesar 2,5% dan
mendapatkan perlakuan aging selama 5 jam dapat meningkatkan nilai kekerasan.
Kekerasan material tanpa aging sebesar 43,30 BHN dan nilai kekerasan maksimum
yang diperoleh adalah 80,20 BHN pada suhu 200oC. Pada pengujian tarik, material
yang diberi perlakuan aging juga mengalami peningkatan kekuatan tarik. Kekuatan
tarik pada material spesimen tanpa perlakuan aging memiliki kekuatan tarik sebesar
108,36 MPa dan setelah diberi perlakuan aging kekuatan tarik maksimum ada di
angka 136,33 MPa pada suhu 160oC.
Kata kunci: Al-Cu, aging, kekerasan, kekuatan tarik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRACT
This study aims to determine how much the temperature influence of aging
treatment on the mechanical properties of aluminum combined with copper. The main
material used is aluminum which is melted and given copper with a grade of 2.5%.
After material being cast and molded, the specimen aged for 5 hours with
aging temperature variation 140oC, 160oC, 180oC, and 200oC. This calibration uses
two methods which are Brinell hardness testing and tensile testing.
The results of this study indicate that on testing the hardness of aluminum
material with the additional copper content of 2.5% and getting aging treatment for 5
hours can increase the value of hardness. The material hardness without aging of
43.30 BHN and maximum hardness value obtained is 80.20 BHN at 200oC
temperature. In tensile tests, aging-treated materials also experience the increased
tensile strength. The tensile strength of the specimen without aging material has a
tensile strength of 108.36 MPa and after being aged, the maximum, tensile strength is
at 136.33 MPa at 160°C.
Keywords: Al-Cu, aging, hardness, tensile strength
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Puji Tuhan atas kehendak Tuhan YME, penulis dapat menyelesaikan skripsi
dengan judul “Pengaruh Aging 140, 160, 180, dan 200 Derajat Celcius Selama 5 Jam
Terhadap Sifat Mekanis Aluminium Paduan Tembaga 2,5%.” sebagai salah satu
syarat kelulusan dalam jenjang Strata 1 di Universitas Sanata Dharma.
Terimakasih yang tak terhingga penulis berikan kepada dosen pembimbing,
Bapak Budi Setyahandana, S.T.,M.T. karena ditengah kesibukan yang begitu padat,
beliau selalu menyempatkan waktu untuk memberi revisi, dukungan, serta motivasi.
Tentu skripsi ini tidak akan selesai dengan baik tanpa campur tangan beliau.
Terimakasih pula kepada seluruh dosen di Fakultas Sains dan Teknologi atas segala
ilmu yang diberikan selama penulis menempuh pendidikan di Universitas Sanata
Dharma.
Ucapan terimakasih juga penulis berikan kepada kedua orang tua, Johanes
Edy P dan Almh. Agnes Sugiharti atas doa serta dukungan yang tak henti diberikan,
untuk adik Inocensia Dies yang selalu menghibur disaat penulis mulai lelah dalam
mengerjakan skripsi ini.
Tak lupa pula untuk seluruh teman penulis di Prodi Teknik Mesin angkatan
2014 terutama pada “Sahabat Alumunium”; Dhipa, Rio, Niken, Dewangga, Agha,
Alfa dan Yuda atas segala kerja keras yang telah kami lalui demi menyelesaikan
skripsi ini juga dukungan, motivasi, dan kenangan yang telah kita lalui bersama.
Segala momen akan selalu terekam dengan jelas sampai kapanpun.
Terakhir, teruntuk Sekar Aji Karina Shavitri, adik, partner atau apapun itu,
terimakasih telah menemani hari-hari penulis di Jogja dan segala bentuk motivasi
yang diberikan agar penulis cepat selesai dalam menulis skripsi dan bisa lulus tepat
waktu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
Yogyakarta, 25 Juli 2018
Penulis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................................... iv
LEMBAR PERNYATAAN ....................................................................................... vi
INTISARI .................................................................................................................. vii
ABSTRACT .............................................................................................................. viii
KATA PENGANTAR ................................................................................................ ix
DAFTAR ISI ............................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .................................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang ............................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .......................................................................................... 3
1.3. Tujuan ............................................................................................................. 3
1.4. Batasan Masalah ............................................................................................. 3
1.5. Manfaat ........................................................................................................... 4
1.6. Metode Penelitian ........................................................................................... 4
1.7. Sistematika Penulisan ..................................................................................... 5
BAB II DASAR TEORI .............................................................................................. 7
2.1. Sejarah Aluminium ......................................................................................... 7
2.2. Sifat-sifat Aluminium ..................................................................................... 7
2.3. Paduan Aluminium ......................................................................................... 9
2.3.1. Klasifikasi paduan aluminium ................................................................ 9
2.3.2. Paduan Al Utama .................................................................................. 10
2.3.3. Paduan Aluminium-Tembaga (Al-Cu) .................................................. 13
2.3.4. Paduan Aluminium-Mangan (Al-Mn)................................................... 14
2.3.5. Paduan Al-Si ......................................................................................... 15
2.4. Perlakuan Panas (Aging) .............................................................................. 18
2.5. Sifat Mekanis ................................................................................................ 20
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
2.5.1. Uji Tarik ................................................................................................ 20
2.5.2. Uji Kekerasan ........................................................................................ 23
2.6. Tinjauan Pustaka .......................................................................................... 28
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................................... 30
3.1. Diagram Penelitian ....................................................................................... 30
3.2. Bahan dan Alat Yang Digunakan ................................................................. 31
3.2.1. Bahan Penelitian.................................................................................... 31
3.2.2. Alat Pengujian ....................................................................................... 32
3.2.3. Alat Pemesinan dan Alat Ukur .............................................................. 34
3.2.4. Alat Pengecoran .................................................................................... 36
3.2.5. Alat-alat Lain yang Digunakan ............................................................. 39
3.3. Proses Pengecoran ........................................................................................ 43
3.3.1. Persiapan Pengecoran............................................................................ 43
3.3.2. Proses Pengecoran ................................................................................. 44
3.4. Pembuatan Spesimen .................................................................................... 45
3.4.1. Spesimen Uji Tarik ............................................................................... 45
3.4.2. Spesimen Uji Kekerasan ....................................................................... 46
3.5. Proses Aging ................................................................................................. 47
3.6. Pengujian Spesimen ..................................................................................... 47
3.6.1. Pengujian Tarik ..................................................................................... 47
3.6.2. Pengujian Kekerasan ............................................................................. 49
BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN ................................................ 51
4.1. Hasil Penelitian ............................................................................................. 51
4.2. Data Hasil Pengujian Kekerasan Brinell ...................................................... 51
4.3. Data Hasil Pengujian Tarik .......................................................................... 54
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 58
5.1. Kesimpulan ................................................................................................... 58
5.2. Saran ............................................................................................................. 59
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 61
LAMPIRAN 1: SERTIFIKAT KOMPOSISI ALUMINIUM ............................... 62
LAMPIRAN 2: GRAFIK UJI TARIK AGING SUHU 140oC ............................... 63
LAMPIRAN 3: GRAFIK UJI TARIK AGING SUHU 160oC ............................... 64
LAMPIRAN 4: GRAFIK UJI TARIK AGING SUHU 180oC ............................... 65
LAMPIRAN 5: GRAFIK UJI TARIK AGING SUHU 200oC ............................... 66
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik Aluminium .......................................................................... 8
Tabel 2.2 Sifat-sifat Mekanik Aluminium.................................................................... 9
Tabel 2.3 Klasifikasi paduan aluminium tempaan ..................................................... 10
Tabel 2.4 Klasifikasi perlakuan bahan ....................................................................... 11
Tabel 2.5 Sifat-sifat mekanik paduan Al-Cu-Mg ....................................................... 12
Tabel 2.6 Konversi pada diameter indentor ............................................................... 24
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Kekerasan Brinell Material Al-Cu Dengan Perlakuan
Aging Selama 5 Jam .................................................................................................... 52
Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Kekerasan Brinell Material Al-Cu Dengan Perlakuan
Aging Selama 5 Jam .................................................................................................... 54
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram fasa Al-Si ................................................................................ 16
Gambar 2.2 Perbaikan sifatmekanik oleh modifikasi paduan Al-Si ......................... 17
Gambar 2.3 Diagram Perubahan Mikrostruktur Al-Cu ............................................. 19
Gambar 2.4 Spesimen berbentuk silinder pada pengujian tarik ................................ 21
Gambar 2.5 kurva tegangan–regangan serta proses pengujian tarik menggunakan
spesimen silinder ......................................................................................................... 22
Gambar 2.6 Pengujian Brinell ................................................................................... 23
Gambar 2.7 Proses pengujian Brinell ........................................................................ 25
Gambar 2.8 Proses pengujian Rockwell .................................................................... 26
Gambar 2.9 Pengujian Vickers .................................................................................. 27
Gambar 3.1 Diagram Penelitian ................................................................................ 30
Gambar 3.2 Aluminium Batangan ............................................................................. 31
Gambar 3.3 Aluminium Silinder ............................................................................... 32
Gambar 3.4 Mesin Uji Tarik ..................................................................................... 33
Gambar 3.5 Mesin Uji Kekerasan Brinell ................................................................. 33
Gambar 3.6 Mesin Bubut .......................................................................................... 34
Gambar 3.7 Mesin Gergaji ........................................................................................ 35
Gambar 3.8 Mesin Milling (Frais) ............................................................................. 35
Gambar 3.10 Jangka Sorong (Vernier Caliper) ......................................................... 36
Gambar 3.11 Kompor Gas ......................................................................................... 37
Gambar 3.12 Cetakan ................................................................................................ 37
Gambar 3.13 Tabung Gas LPG ................................................................................. 38
Gambar 3.14 Kowi .................................................................................................... 38
Gambar 3.15 Tang Penjepit ....................................................................................... 39
Gambar 3.16 Timbangan Digital (a) satuan kilogram (b) satuan gram ..................... 40
Gambar 3.17 Gergaji Besi ......................................................................................... 40
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
Gambar 3.18 Termometer Suhu ................................................................................ 41
Gambar 3.19 Oven ..................................................................................................... 41
Gambar 3.20 Bubuk Batu Kapur ............................................................................... 42
Gambar 3.21 Mikroskop ............................................................................................ 42
Gambar 3.22 Standarisasi Spesimen Uji Tarik .......................................................... 45
Gambar 3.23 Dimensi Benda Uji Tarik ..................................................................... 46
Gambar 4.1 Grafik rata-rata kekerasan Brinell pada material Al-Cu dengan suhu
aging selama 5 jam...................................................................................................... 53
Gambar 4.2 Grafik rata-rata kekuatan tarik pada material Al-Cu dengan perlakuan
aging selama 5 jam...................................................................................................... 55
Gambar 4.3 Grafik rata-rata regangan pada material Al-Cu dengan perlakuan aging
selama 5 jam ................................................................................................................ 56
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sumber daya alam yang terkandung di dalam bumi sangatlah beraneka ragam
dan melimpah. Seiring berkembangnya teknologi, manusia dapat menemukan banyak
sumber daya alam yang baru ditemukan dan dapat dimanfaatkan. Manusia mulai
meneliti berbagai sumber daya alam dan memanfaatkannya untuk memenuhi
kebutuhan hidup.
Semakin banyak sumber daya alam yang dimanfaatkan menjadi barang-
barang untuk pemenuhan kebutuhan hidup, semakin banyak pula sampah-sampah
yang terbuang dan menumpuk. Saat ini manusia dituntut untuk dapat mendaur ulang
sampah-sampah yang telah banyak menumpuk dan tidak terpakai. Salah satunya yaitu
sampah aluminium yang dapat didaur ulang menjadi barang yang berguna kembali
melalui proses pengecoran. Selain karena aluminium mempunyai sifat tahan korosi
yang baik, ia juga mempunyai kekuatan yang cukup memadai sehingga banyak
perusahaan yang sangat antusias dalam mendaur ulang sampah aluminium menjadi
barang baru yang bagus dengan production cost yang tidak terlalu tinggi. Aluminium
juga mempunyai sifat berat jenis yang rendah (ringan), titik lebur yang relatif rendah
daripada logam lainnya sehingga lebih mudah untuk dilakukan perubahan bentuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
(good formability), daya hantar listrik dan panas yang tinggi, dan sederet sifat
mekanis lainnya.
Dikarenakan aluminium memiliki titik lebur yang relatif rendah maka ia
mudah dan murah untuk dilebur, tidak perlu panas yang tinggi dibandingkan logam
yang lain. Maka dari itu bukan hanya negara-negara maju saja yang dapat
memanfaatkannya tetapi negara-negara berkembangpun banyak yang telah
memanfaatkan aluminium dalam kehidupan sehari-hari. Perkembangan inovasi
aluminium di tiap negara berbeda-beda disebabkan faktor waktu, teknologi dan daya
beli masyarakat. Banyak perusahaan yang telah melakukan riset mengenai inovasi
terbaru dalam peningkatan sifat mekanis dan sifat fisis dari aluminium, salah satunya
dengan perlakuan panas dan memadukan aluminium dengan bahan logam lain.
Proses perlakuan panas dan pemaduan bahan lain ke dalam aluminium dapat
memperbaiki sifat fisis dan mekanis dari aluminium bekas. Bahan yang dapat
dipadukan ke dalam aluminium adalah Cu (Copper), Si (Silicon), Mg (Magnesium),
Zn (Zinc), Mn (Manganese), Ni (Nickel) dan unsur lainnya. Salah satu paduan
aluminium yang banyak digunakan adalah Aluminium-Tembaga (Al-Cu) seperti
material komponen mesin yang bekerja pada temperatur tinggi misalnya pada piston
dan silinder head motor bakar.
Berdasarkan hal tersebut, penulis melakukan penelitian mengenai paduan
aluminium dengan 2,5% tembaga yang akan diberikan perlakuan panas (aging)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
dengan variasi suhu selama 5 jam. Spesimen yang dibuat akan melalui 2 metode
pengetesan, yaitu uji kekerasan dan uji tarik. Semua proses akan dilakukan di
Laboratorium Material Teknik, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta.
1.2. Rumusan Masalah
Masalah yang akan dirumuskan dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana pengaruh paduan aluminium (Al) dengan 2,5% tembaga (Cu)
terhadap kekuatan tariknya?
2. Bagaimana pengaruh paduan aluminium (Al) dengan 2,5% tembaga (Cu)
terhadap kekerasannya?
1.3. Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh aging 5 jam pada suhu 140oC, 160oC, 180oC dan 200oC
pada kekuatan tarik Al-Cu 2,5%.
2. Mengetahui pengaruh aging 5 jam pada suhu 140oC, 160oC, 180oC dan 200oC
pada kekerasan Al-Cu 2,5%.
1.4. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang ada di dalam penelitian ini adalah:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
1. Paduan yang akan penulis teliti adalah paduan aluminium (Al) dengan 2,5%
tembaga (Cu).
2. Data pengujian yang akan diambil adalah kekuatan tarik dan kekerasan.
3. Setelah proses pengecoran dilakukan proses perlakuan panas (aging) selama 5
jam.
4. Variasi suhu yang digunakan dalam perlakuan panas yaitu 140oC, 160oC,
180oC dan 200oC.
5. Pengecoran dan pengujian akan dilakukan di Laboratorium Material Teknik,
Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
1.5. Manfaat
Manfaat yang bisa diambil dari penelitian ini adalah:
1. Dengan penelitian ini penulis menerapkan ilmu dari teori yang telah dipelajari
dengan praktek langsung dalam pengecoran aluminium.
2. Penyusun dapat memberi pengetahuan tentang hasil penelitian yang telah
dilakukan guna referensi penelitian selanjutnya.
1.6. Metode Penelitian
Metode penelitian yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
1. Studi Literatur
Studi literatur adalah suatu cara pengumpulan data yang diperoleh melalui
buku-buku referensi sebagai acuan, sehingga dapat digunakan untuk menuju
keperluan data yang berhubungan dengan masalah yang dihadapi.
2. Metode Observasi Lapangan
Metode ini dilakukan dengan mencari informasi langsung di lapangan tentang
bagaimana alat, cara dan proses yang dibutuhkan dalam penelitian.
3. Metode Eksperimen
Metode eksperimen merupakan metode yang digunakan untuk mendapatkan
data dengan melakukan percobaan-percobaan dan pengujian.
4. Penyimpulan
Tahap ini adalah pengecekan akhir dan uji coba dari hasil analisis kemudian
diambil kesimpulan dari keseluruhan proses.
1.7. Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan dari skripsi ini adalah:
1. BAB I Pendahuluan
Dalam bab ini akan dibahas tentang pengetahuan singkat aluminium dan
tembaga serta mengetahui alasan dan latar belakang untuk tugas akhir, tujuan
dan manfaat tugas akhir, tujuan dan manfaat tugas akhir dan rumusan masalah
serta batasan masalah tugas akhir.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
2. BAB II Dasar Teori
Dalam bab ini akan dibahas pengetahuan secara mendalam tentang aluminium
dan tembaga serta sejarah awal mula ditemukannya aluminium. Dalam bab ini
juga dibahas mengenai sifat dan karakteristik dari aluminium dan paduannya.
3. BAB III Metodologi Penelitian
Dalam bab ini akan dibahas diagram alur penelitian, langkah-langkah
penelitian, alat dan bahan penelitian.
4. BAB IV Pembahasan
Dalam bab ini dibahas hasil dari penelitian yang sudah dilakukan dengan
metode penelitian yang telah disusun.
5. BAB V Kesimpulan dan Saran
Dalam bab ini dibahas poin-poin yang dianggap penting bagi keseluruhan
hasil dari penelitian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Sejarah Aluminium
Orang pertama yang telah berhasil memisahkan aluminium adalah H.Davy
yaitu pada tahun 1808. Pada tahun 1825 Oersted dapat menghasilkan aluminium yang
lebih murni dengan jalan memanaskan natrium amalgama dan natrium aluminium
klorida. Pada tahun 1854, Henari Saint Clavil Deauville memproduksi aluminium
dari natrium aluminium klorida dengan pemanasan menggunakan logam natrium
sebagai katalisator. Proses ini telah berlangsung kurang lebih 35 tahun.
Pada tahun 1886 Charles Hall dari U.S.A menghasilkan aluminium dari
proses elektrolisasi alumina yang dipisahkan dari campuran kriolit (Na3AlF6). Pada
tahun yang sama Poult Heroult dari Perancis mendapatkan hak paten dari negaranya
untuk proses yang sama dengan Hall. Pada tahun 1983 kapasitas produksi aluminium
dengan metode Hall-Heroult ini meningkat dan berkembang pesat. (Grjotheim, 1988)
2.2. Sifat-sifat Aluminium
Aluminium (Al) mempunyai sifat keuletan yang tinggi maka menyebabkan
logam tersebut mudah dibentuk dan mempunyai sifat bentuk yang baik. Aluminium
(Al) juga mempunyai sifat tahan korosi karena merupakan kelompok logam non ferro
dan mempunyai kerapatan yang tinggi, penghantar panas dan listrik yang baik karena
aluminium mempunyai daya hantar yang tinggi sekitar 60% dari daya hantar tembaga
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
dan tidak beracun. Selain itu aluminium (Al) juga mempunyai sifat mudah berbentuk
(formability) yaitu aluminium (Al) dapat dibentuk dengan mudah.
Aluminium (Al) juga mempunyai sifat mudah ditempa (machinability) yang
memungkinkan aluminium (Al) dibuat dalam bentuk plat atau lembaran tipis. Titik
lebur aluminium (Al) relatif rendah yaitu 660oC sehingga sangat baik untuk proses
penuangan dengan waktu peleburan relatif singkat dan biaya operasional lebih murah.
Aluminium (Al) juga mempunyai kekurangan yaitu kekuatan dan kekerasan yang
rendah apabila dibandingkan dengan logam lain seperti besi dan baja. Tabel 2.1
menunjukkan sifat-sifat Al dan Tabel 2.2 menunjukkan sifat-sifat mekanik
Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik Aluminium
Sifat-sifat Kemurnian Al (%))
99,996 >99,0
Masa jenis (20°C) 2,6989 2,71
Titik cair 660,2 653-657
0,2226 0,2297
Hantaran listrik (%) 64,94 59 (dianil)
Tahanan listrik koefisien temperatur
(/°C)
0,00429 0,0115
Koefisien pemuaian (20-100°C) 23,86 x 10-6
23,5 x 10-6
Jenis kristal , konstanta kisi fcc, a = 4,013 kX fcc, a = 4,04
kX
(Sumber : Surdia , T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 135)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Tabel 2.2 Sifat-sifat Mekanik Aluminium
(Sumber : Surdia , T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 135)
2.3. Paduan Aluminium
2.3.1. Klasifikasi paduan aluminium
Paduan aluminium diklasifikasikan dalam berbagai standar oleh
berbagai negara di dunia. Saat ini klasifikasi yang sangat terkenal dan
sempurna adalah standar AluminiumAssociation di Amerika (AA) yang
didasarkan atas standar terdahulu dari Alcoa ( Aluminium of America). Paduan
tempaan dinyatakan dengan satu atau dua angka “S”, sedangkan paduan coran
dinyatakan dengan 3 angka. Standar paduan dengan unsur-unsur yang
ditambahkan, yaitu: 1) Al murni, 2) Al-Cu 3) Al-Mn, 4) Al-Si, 5) Al-Mg, 6)
Al-Mg-Si, 7) Al-Zn. Sebagai contoh, paduan Al-Cu dinyatakan dengan angka
2000. Angka pada tempat kedua menyatakan kemurnian dalam paduan yang
dimodifikasi dan Al murni sedangkan angka ketiga dan keempat dimaksudkan
untuk tanda Alcoa terdahulu kecuali S. Sebagai contoh, 3 S sebagai 3003 dan
63S sebagai 6063. Al dengan kemurnian 99,0% atau di atasnya dengan
Sifat-sifat Kemurnian
99.996 >99.0
Dianil 75% dirol 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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
ketidakmurnian terbatas (2S) dinyatakan sebagai 1100. Tabel 2.3
menunjukkan hubungan tersebut.
Dalam paduan Al perubahan yang berarti dari material disebabkan
oleh perlakuan panas telah dikenal, yang dinyatakan dalam Tabel 2.4, sebagai
contoh untuk 7075-T6.
2.3.2. Paduan Al Utama
Tabel 2.3 Klasifikasi paduan aluminium tempaan
Standar AA Standar Alcoa terdahulu Keterangan
1001
1100
2010-2029
3003-3009
4030-4039
5050-5086
6061-6069
7070-7079
1S
2S
10S-29S
3S-9S
30S-39S
50S-69S
50S-69S
70S-79S
Al murni 99,5% atau diatasnya
Al murni 99,0% atau diatasnya
Cu merupakan unsur paduan utama
Mn merupakan unsur paduan utama
Si merupakan unsur paduan utama
Mg merupakan unsur paduan utama
Mg2Si merupakan unsur paduan
utama
Zn merupakan unsur paduan utama
(Sumber: Surdia T,Saito S, :Pengetahuan Bahan Teknik,hal 13)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Tabel 2.4 Klasifikasi perlakuan bahan
Paduan Al-Cu sering diaplikasikan hanya berkisar sekitar 4-5% Cu,
karena pada paduan ini mempunyai luas dari pembekuannya, penyusutan yang
besar, risiko besar pada kegetasan panas dan mudah terjadi retakan pada
coran. Adanya Si sangat berguna untuk mengurangi keadaan Ti dan
penambahan Ti sangat efektif untuk memperhalus butir. Dengan perlakuan
panas T6 pada coran dapat dibuat bahan yang mempunyai kekuatan tarik kira-
kira 25 kgf/���.
Sebagai paduan Al-Cu-Mg paduan yang mengandung 4% Cu dan
0,5%Mg dapat mengeras dengan sangat dalam beberapa hari oleh penuaan
Tanda Perlakuan
-F
-O
-H
-H 1n
-H 2n
-H 3n
-T
-T2
-T3
-T4
-T5
-T6
-T7
-T8
-T9
-T10
Setelah pembuatan
Dianil penuh
Pengerasan regangan
Pengerasan regangan
Sebagian dianil setelah pengerasan regangan
Dianil untuk penyetabilan setelah pengerasan regangan n=2 (1/4
keras), 4(1/2 keras), 6(3/4 keras), 8(keras), 9(sangat keras)
Perlakuan panas
Penganilan penuh (hanya untuk coran)
Pengerasan regangan setelah perlakuan pelarutan
Penuaan alamiah penuh setelah perlakuan pelarutan
Penuaan tiruan (tanpa perlakuan pelarutan)
Penuaan tiruan setelah perlakuan pelarutan
Penyetabilan setelah perlakuan pelarutan
Perlakuan pelarutan, pengerasan regangan, penuaan tiruan
Perlakuan pelarutan, penuaan tiruan, pengerasan regangan
Pengerasan regangan setelah penuaan tiruan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
pada temperatur biasa setelah pelarutan.Paduan ini ditemukan oleh A. Wilm
dalam usaha mengembangkan paduan Al yang kuat yang dinamakan
duralumin. Selanjutnya sangat banyak studi telah dilakukanmengenai paduan
ini, khususnya Nishimura menemukan dua senyawa terner berada dalam
kesetimbangan dengan Al, yang dinamakan senyawa S dan T, dan ternyata
bahwa senyawa S (Al2CuMg) mempunyai kemampuan penuaan pada
temperatur biasa. Duralumin adalah paduan praktis yang sangat terkenal
disebut paduan 2024, nama lainnya disebut duralumin super. Paduanyang
mengandung Cu mempunyai ketahanan korosi yang jelek, jadi apabila
ketahanan korosi yang khusus diperlukan permukaannya dilapisi dengan Al
murni atau paduan Al yang tahan korosi yang disebut pelat alklad.
Tabel 2.5 Sifat-sifat mekanik paduan Al-Cu-Mg
Paduan
Keadaan
Kekuatan
Tarik
(kgf/���)
Kekuatan
Mulur
(kgf/���)
Perpan
jangan
(%)
Kekuatan
geser
(kgf/mm2)
Kekerasan
brinel
Batas
Lelah
(kgf/mm2)
17S
(2017)
O
T4
18,3
43,6
7,0
28,1
-
-
12,7
26,7
45
105
7,7
12,7
A17S
(A2017) T4 30,2 16,9 27 19,7 70 9,5
R317 Setelah
dianil 42,9 24,6 22 - 100 -
24S
(2024)
O
T4
T36
18,9
47,8
51,3
7,7
32,3
40,1
22
22
-
12,7
28,8
29,5
42
120
130
-
-
-
14S
(2014)
O
T4
T4
19,0
39,4
49,0
9,8
28,0
42,0
18
25
13
12,7
23,9
29,5
45
100
135
-
-
-
(Sumber: Surdia T,Saito S, :Pengetahuan Bahan Teknik, hal 137)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
Penggunaan aluminium pada umumnya terbatas pada aplikasi yang
tidak terlalu mengutamakan faktor kekuatan seperti penghantar panas dan
listrik, perlengkapan bidang kimia, lembaran (plat) dan sebagainya. Salah satu
usaha untuk meningkatkan aluminium murni adalah dengan pengerasan
regang atau dengan perlakuan panas (heat treatment). Tetapi cara ini tidak
senantiasa memuaskan bila tujuan utama adalah untuk menaikan kekuatan
bahan.
2.3.3. Paduan Aluminium-Tembaga (Al-Cu)
Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam non ferro yang
kebanyakan digunakan pada paduan aluminium. Dengan menambahkan
tembaga sebagai paduan, akan meningkatkan kekuatan dan ketahanan lelah
(fatigue).
Menurut B.H. Amstead (1991: 71) mengatakan bahwa “tembaga
sebagai unsur paduan aluminium dalam jumlah tertentu akan menambah
kekuatan dan kekerasannya.” Selain itu juga dengan paduan tembaga dapat
memperbaiki kekuatan tarik, mempermudah pengerjaan dengan mesin,
menurunkan daya terhadap korosi dan mengurangi kemampuan dibentuk dan
dirol.
Paduan aluminium-tembaga adalah paduan aluminium yang
mengandung tembaga 4,5% memiliki sifat-sifat mekanik dan mampu mesin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
yang baik sedangkan mampu cornya jelek. Paduan aluminim tembaga-silisium
dibuat dengan menambahkan 4-5% silisium pada paduan aluminium tembaga
untuk memperbaiki sifat mampu cornya.
Kelebihan:
1. Meningkatkan kekerasan bahan
2. Memperbaiki kekuatan tarik pada aluminium
3. Mempermudah proses pengerjaan dengan mesin
Kekurangan:
1. Menurunkan daya tahan terhadap korosi
2. Mengurangi keuletan bahan
3. Menurunkan kemampuan dibentuk dan di rol
2.3.4. Paduan Aluminium-Mangan (Al-Mn)
Mn adalah unsur yang memperkuat Al tanpa mengurangi ketahanan
korosi, dan dipakai untuk membuat paduan yang tahan korosi. Dalam diagram
fasa Al-Mn yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah
Al6Mn (25,3%), sistem ortorombik a=6,498 ��, b=7,552 �� c=8,870 ��, dan
kedua fasa mempunyai titik eutektik pada 658,5°C, 1,95% Mn. Kelarutan
padat maksimum pada temperatur euktektik adalah 1,82% dan pada 500°C
0,36%, sedangkan pada temperatur biasa kelarutannya hampir 0.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
Dengan paduan Al-1,2%Mn dan Al-1,2%Mn-1,0%Mg dinamakan
paduan 3003 dan 3004 yang digunakan sebagai tahan korosi tanpa perlakuan
panas.
Kelebihan:
1. Meningkatkan kekuatan dan daya tahan pada temperatur tinggi
2. Meningkatkan daya tahan terhadap korosi
3. Mengurangi pengaruh buruk pada unsur besi
Kekurangan:
1. Menurunkan kemampuan penuangan
2. Meningkatkan kekerasan butiran partikel
2.3.5. Paduan Al-Si
Gambar 2.1 menunjukkan diagram fasa dari sistem ini. Ini adalah tipe
eutektik yang sederhana yang mempunyai titik eutektik pada 577°C, 11,7%Si,
larutan padat terjadi pada sisi AL, karena batas kelarutan padat sangat kecil
aka pengerasan penuaan sukar diharapkan.
Kalau paduan ini didinginkan pada cetakan logam, setelah cairan
logam diberi natrium flourida kira-kira 0,05-1,1% kadar logam natrium,
tampaknya temperatur eutektik meningkat kira-kira 15, dan komposisi
eutektik bergeser ke daerah kaya Si kira-kira pada 14%. Hal ini biasa terjadi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
pada paduan hipereuektik seperti 11,7-14% Si, Si mengkristal sebagai kristal
primer, tetapi karena perlakuan yang disebut di atas Al mengkristal sebagai
kristal primer dan struktur eutektiknya menjadi sengat halus. Ini dinamakan
stuktur yang dimodifikasi. Sifat-sifat mekaniknya sangat diperbaiki yang
ditunjukan pada Gambar 2.2. Fenomena ini ditemukan oleh A. Pacz tahun
1921 dan paduan yang telah diadakan perlakuan tersebut dinamakan silumin.
Gambar 2.1 Diagram fasa Al-Si
(Sumber: Surdia T,Saito S, :Pengetahuan Bahan Teknik,hal 137)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Gambar 2.2 Perbaikan sifat mekanik oleh modifikasi paduan Al-Si
(Sumber : Surdia T,Saito S, :Pengetahuan Bahan Teknik,hal 137)
Paduan Al-Si memiliki tingkat kecairan yang baik, memiliki permukaan
bagus, tanpa kegetasan panas, dan sangat baik untuk paduan coran. Sebagai
tambahan, paduan Al-Si mempunyai ketahanan korosi yang baik, sangat ringan,
koefisien pemuaian yang kecil dan sebagai penghantar yang baik untuk listrik
dan panas. Karena mempunyai kelebihan mencolok, paduan ini sangat banyak
dipakai. Koefisien pemuaian termal dari Si sangat rendah sehingga paduannya
juga mempunyai koefisien yang rendah apabila ditambah. Kandungan Si tidak
memiliki butir primer yang tidak efektif, namun dengan tambahan P oleh paduan
Cu-P atau penambahan fosfor klorida (PCI5) untuk mencapai presentasi
0,001%P, dapat dipakai untuk penghalusan kristal primer sehingga paduan Al-Si
banyak dipakai sebagai elektroda untuk pengelasan, yaitu mengandung 5%Si.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
2.4. Perlakuan Panas (Aging)
Perlakuan panas adalah suatu proses pemanasan atau pendinginan logam
dalam keadaan padat untuk mengubah sifat-sifat fisis atau mekanis logam. Bahan
yang diberi perlakuan panas bisa dikeraskan sehingga tahan aus dan kemampuan
potongnya meningkat, atau dapat dilunakkan sehingga dapat memudahkan dalam
permesinan lanjut. Untuk melakukan perlakuan panas yang tepat,bahan yang diberi
panas harus diketahui komposisi kimianya, diharapkan setelah mendapat perlakuan
panas dapat diketahui perubahan sifat fisisnya.
Untuk melakukan proses aging aluminium paduan akan dipanaskan pada suhu
yang sudah ditentukan (140oC, 160oC, 180oC dan 200oC) dalam jangka waktu 5 jam
maka akan terjadi proses penuaan (aging). Perubahan akan terjadi berupa presipitasi
(pengendapan) fase kedua yang dimulai dengan proses nukleasi dan timbulnya klaster
atom yang menjadi awal dari presipitat. Presipitat ini dapat meningkatkan kekuatan
dan kekerasan dari aluminium paduan.
Aging pada aluminium dibedakan menjadi dua, yaitu natural aging dan
artifiial aging, adapun penjelasan sebagai berikut.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
a. Natural Aging
Natural aging adalah proses penuaan untuk paduan aluminium yang
berlangsung pada temperatur ruang antara 15oC-25oC dan dengan waktu
penahanan selama 5 sampai 8 hari.
b. Artificial Aging
Artificial aging atau penuaan buatan adalah penuaan untuk paduan
aluminium yang berlangsung pada keadaan panas buatan. Artificial aging
berlangsung pada termperatur antara 100oC-200oC dan dengan lama waktu
penahanan antara 1 sampai 24 jam.
Gambar 2.3 Diagram Perubahan Mikrostruktur Al-Cu
(Sumber: William K. Dalton: 259)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
2.5. Sifat Mekanis
Semua material di dunia ini pasti memiliki cacat yang disebabkan oleh sifat
bawaan material tersebut atau saat proses pembuatan dari material mentah menjadi
benda jadi. Dengan melakukan pengamatan sifat mekanik pada material logam akan
didapatkan data-data yang berisi informasi kecacatan pada material tersebut. Ada
beberapa metode pengujian mekanik untuk mencari data tersebut, yaitu uji tarik, uji
kekerasan dan uji impact. Apapun tujuannya, pengujian mekanik berperan besar
dalam metalurgi fisika dan pantas mendapatkan perhatian khusus.
2.5.1. Uji Tarik
Deformasi bahan disebabkan oleh beban tarik, beban tarik adalah dasar dari
pengujian-pengujian dan studi mengenai kekuatan bahan, hal ini disebabkan karena
pengujian ini sangat mudah dilakukan, dan menghasilkan tegangan unifrom pada
penampang.
Pada uji tarik, ujung-ujung benda uji dijepit dengan kuat dan salah satu
ujungnya dihubungkan dengan alat pengukur bahan, sedangkan ujung yang satu lagi
dengan alat penarik. Regangan (elongasi) benda uji terlihat pada pergerakan
relatifnya. Tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan suatu regangan diukur
dengan menggunakan metode hidraulik, optik, atau elektromekanik. Untuk
melaksanakan uji tarik, kita membutuhkan batang tarik. Benda uji tersebut sudah
dilakukan perlakuan normalising, dibubut agar menjadi ukuran yang kita inginkan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Pada gambar 2.3 benda tersebut dijepit di antara dua kepala pengikat lalu akan ditarik
hingga putus.
Gambar 2.4 Spesimen berbentuk silinder pada pengujian tarik
(Sumber: Beumer.B.J.M: Ilmu Bahan Logam, hal 11)
Dalam pengujian tarik tersebut akan dicari regangan dan tegangan pada proses
pengujian. Dengan tegangan kita artikan gaya tiap satuan-luas dengan menghitung
tegangan dan regangan maka menggunakan rumus berikut:
1. Tegangan
� = ��
��/��� (2.1)
Dengan rumus sebagai berikut:
P adalah gaya maksimal (kg), Ao adalah luas penampang semula
(mm2) dan � adalah tegangan yang dihitung atau yang disebut tegangan
nominal.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
2. Regangan
� = ������
� 100% ���� ∆��
� 100% (2.2)
Dengan rumus sebagai berikut:
� adalah regangan, � panjang akhir (mm), Lo merupakan panjang awal
(mm) , dan ∆L merupakan pertambahan panjang (mm).
Pada waktu percobaan tersebut hubungan antara regangan dan tegangan dapat
digambarkan dalam diagram tegangan dan regangan. Dalam diagram tersebut sangat
penting untuk mengetahui sifat material yang telah diuji.
Gambar 2.5 kurva tegangan–regangan serta proses pengujian tarik menggunakan
spesimen silinder
(Sumber: Rines, Proses Manufaktur, hal 58)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
2.5.2. Uji Kekerasan
Pengujian kekerasan merupakan sebuah pengujian untuk mengetahui
ketahanan pada sebuah material. Ada tiga cara untuk mengetahui ketahanan yaitu,
kekerasan Brinell, Rockwell dan Vickers.
2.5.1.1 Pengujian Brinell
Uji kekerasan Brinell dilakukan dengan cara material diberi tekanan
dengan memakai bola baja berdiameter 10mm dan diberi beban 3000 kg. Untuk
logam lunak, beban dikurangi hingga tinggal 500kg, beban diterapkan selama
waktu tertentu biasanya 30 detik dengan diameter indentor 2,5mm. (lihat gambar
2.5).
Gambar 2.6 Pengujian Brinell
(Sumber : Beumer, L.J.M, Ilmu Bahan Logam, hal 25)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Untuk mengetahui angka kekerasan brinell maka menggunakan persamaan
BHN = �!
"#(#�%#&�'&) (2.3)
Dimana P = beban yang diterapkan (kg)
D = diamater bola (mm)
d = diameter lekukan (mm)
Tabel 2.6 Konversi pada diameter indentor
Diameter identor
D(mm)
Beban P (kg)
30 D2 10 D2 5 D2
10 3000 1000 500
5 750 250 125
2,5 187,5 62,5 31,25
(Sumber: Buku Panduan Praktikum Ilmu Logam, USD Yogyakarta, hal 9)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Gambar 2.7 Proses pengujian Brinell
(Sumber: Beumer, L.J.M : Ilmu Bahan Logam, hal 27)
Adapun keuntungan yang dimiliki pengujian Brinell yaitu, bekas
tekanan yang besar kekerasan rata-rata dari bahan yang tidak homogen dapat
ditentukan, misalnya: besi tuang, sedangkan kerugian yang dimiliki pengujian
Brinell adalah benda kerja tidak dapat digunakan kembali karena besarnya
tekanan pada material
2.5.1.2 Pengujian Rockwell
Pada pengujian Rockwell sebagai benda penekanan Menggunakan suatu
peluru baja yang disepuh keras atau suatu kerucut intan (Cone) HRC dengan
ukuran yang ditetapkan, (lihat gambar 2.7).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Gambar 2.8 Proses pengujian Rockwell
(Sumber : Beumer, L.J.M : Ilmu Bahan Logam, hal 27)
Di bawah ini merupakan rumus yang digunakan untuk mencari kekerasan
besarnya kekerasan material menggunakan pengujian Rockwell
HR = E – e (2.4)
e = jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi dengan 0.0002
mm.
E = jarak antara indentor saat diberi minor load dan zero reference
yang untuk tiap jenis indentor.
HR = Besarnya nilai kekerasan dengan metode hardness.
Keuntungan:
1. Dengan kerucut intan dapat diukur kekerasan baja yang disepuh keras.
2. Dengan bekas tekanan yang kecil benda kerja rusah lebih sedikit.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Kerugian:
1. Dengan bekas tekanan yang kecil maka kekerasan rata-rata tidak dapat
ditentukan untuk bahan tidak homogen, misalnya: besi tuang.
Dengan pembesaran dalamnya bekas tekanan yang kecil terdapat
kemungkinan kesalahan pengukuran yang besar.
2.5.2.3 Pengujian Vickers
Pada pengukuran Vickers suatu benda penekan intan berbentuk piramida
lurus dengan bujur sangkar dan dengan sudur puncak 136°, dtekan ke dalam bahan
dengan gaya F tertentu selama waktu tertentu. Setelah piramida diangkat diagonal
d bekas tekanan tetap diukur (lihat gambar 2.8). Kekerasan Vickers dapat
diperoleh dengan membagi gaya pada luas bekas tekanan berbentuk piramida.
Gambar 2.9 Pengujian Vickers
(Sumber: Beumer, L.J.M:Ilmu Bahan Logam, hal 29)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
Rumus pada kekerasan vickers adalah:
() = *�
(2.5)
Dimana HV= Kekerasan Vickers , F = gaya, dan A = luas bekas
tekanan berbentuk piramid.
Keuntungan pengujian Vickers:
1. Pengukuran kekerasan sangat teliti.
2. Dengan bekas tekanan yang kecil bahan percobaan merusak lebih sedikit.
3. Kekerasan benda yang sangat amat tipis dapat diukur dengan memilih
gaya kecil.
Kerugian pengujian Vickers:
1. Dengan bekas tekanan yang kecil kekerasan rata-rata bahan yang tidak
homogen tidak dapat ditentukan, misalnya : besi tuang
2.6. Tinjauan Pustaka
Fransiskus Ipran,. (2006) meneliti tentang “Pengaruh Aging Terhadap Sifat
Fisis Dan Mekanis Paduan Aluminium”. Hasil dari penelitian penulis
mengungkapkan bahwa pengujian tarik benda aging suhu 200oC disertai pendinginan
cepat (17,777 kg/mm2) memiliki kekuatan tarik lebih besar dari benda uji aging suhu
175°C (16,113 kg/mm2). Hasil pengujian brinell menunjukan bahwa kekerasan pada
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
benda uji aging suhu 200°C (79,33 BHN) memiliki nilai kekerasan lebih besar dari
benda uji suhu 175°C yang disertai pendinginan cepat (72,83 BHN).
Aziz Nur Eva., (2012) meneliti tentang “Analisis Sifat Fisis Dan Mekanis
Aluminium Paduan AL-Si-Cu Dengan Menggunakan Cetakan Pasir”. Hasil dari
penelitian penulis mengungkapkan bahwa dari hasil pengujian tarik pada aluminium
paduan dengan menggunakan cetakan pasir didapatkan tegangan tarik maksimal 93,8
N/mm2, serta regangan maksimal 1,65 %. Hasil pengujian impact diketahui energi
rata-rata yang dihasilkan aluminium paduan menggunakan cetakan pasir yaitu sebesar
1,47 Joule, dengan harga Impact 0,018 Joule/mm2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
BAB III
METODOLOGI PENELITAN
3.1. Diagram Penelitian
Diagram penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram Penelitian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
3.2. Bahan dan Alat Yang Digunakan
3.2.1. Bahan Penelitian
Dalam proses pengujian ini, bahan utama yang digunakan antara lain sebagai
berikut:
1. Aluminium
Bahan utama yang digunakan untuk penelitian ini adalah aluminium
dengan tingkat kemurnian 98%, yang diperoleh dari PT. OGINDO
PRAKARSATAMA Aluminium Jakarta. Aluminium batangan dapat
dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Aluminium Batangan
2. Tembaga
Bahan paduan yang digunakan untuk penelitian ini adalah tembaga
dengan tingkat kemurnian 99%, yang diperoleh dari PT. 3S Material
Jakarta, yang berbentuk silinder dengan diameter 10 mm. tembaga silinder
dapat dilihat pada Gambar 3.3.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Gambar 3.3 Aluminium Silinder
3.2.2. Alat Pengujian
Alat pengujian yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Pengujian Tarik
Mesin Uji Tarik GOTECH KT-7010A2 TAIWAN,R.O.C, yang
digunakan untuk mengetahui kekuatan tarik dan regangan dari suatu bahan
uji. Mesin uji ini dapat digunakan di Laboratorium Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma. Mesin uji tarik dapat dilihat pada gambar 3.4.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Gambar 3.4 Mesin Uji Tarik
2. Pengujian Kekerasan
Mesin Uji Kekerasan Brinell MOD 100 MR, digunakan untuk
pengujian terhadap ketahanan material terhadap deformasi plastis yang
disebabkan oleh tekanan pada indentor. Mesin uji kekerasan ini dapat
digunakan di Laboratoriun Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.
Mesin Mesin Uji Kekerasan dapat dilihat pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 Mesin Uji Kekerasan Brinell
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
3.2.3. Alat Pemesinan dan Alat Ukur
Alat pemesinan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Mesin Bubut
Setelah spesimen dicetak lalu dilakukan pemesinan untuk membentuk
spesimen sesuai standar pengujian tarik menggunakan mesin bubut. Mesin
bubut yang digunakan yaitu mesin bubut yang ada di laboratorium logam
Universitas Sanata Dharma. Mesin bubut ini seperti yang tergambarkan
pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Mesin Bubut
2. Mesin Gergaji
Mesin gergaji digunakan untuk memotong aluminium batang yang
akan digunakan dalam proses pengecoran. Mesin gergaji digunakan
supaya pemotongan bahan cepat dan efisien karena aluminium batangan
sangat tebal dan berat. Mesin gergaji ini dapat dilihat pada Gambar 3.7.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
Gambar 3.7 Mesin Gergaji
3. Mesin Milling (Frais)
Mesin milling digunakan untuk merapikan dan membentuk aluminium
coran untuk selanjutnya dilakukan pengujian kekerasan. Mesin milling
dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Mesin Milling (Frais)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
(Sumber: http://mesinbubut-milling.blogspot.com/)
4. Jangka Sorong (Vernier Caliper)
Jangka sorong digunakan untuk mengukur benda uji hasil dari
pemesinan. Jangka sorong ini memiliki ketelitian 0,02 mm. Jangka sorong
dapat dilihat pada Gambar 3.10.
Gambar 3.10 Jangka Sorong (Vernier Caliper)
3.2.4. Alat Pengecoran
Alat pengecoran yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Kompor Gas
Kompor gas digunakan untuk melebur aluminium dan tembaga.
Kompor yang digunakan adalah tipe kompor gas komersial bertekanan
tinggi supaya panas merata dan cepat. Kompor gas dapat dilihat pada
Gambar 3.11.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Gambar 3.11 Kompor Gas
2. Cetakan
Cetakan digunakan untuk menampung hasil peleburan aluminium dan
tembaga. Terdapat dua cetakan yang digunakan yaitu cetakan kotak untuk
spesimen pengujian kekerasan (a) dan cetakan silinder untuk spesimen
pengujian tarik (b). Cetakan dapat dilihat pada Gambar 3.12.
(a) (b)
Gambar 3.12 Cetakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
3. Tabung Gas LPG
Tabung gas berisi gas LPG yang digunakan sebagai bahan bakar
proses pengecoran. Tabung gas dapat dilihat di Gambar 3.13.
Gambar 3.13 Tabung Gas LPG
4. Kowi
Kowi digunakan sebagai media peleburan paduan aluminium dan
tembaga. kowi yang digunakan memiliki diameter 10 cm, tebal 2,5 mm
dan tinggi 17 cm. Kowi dapat dilihat pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14 Kowi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
5. Tang Penjepit
Tang penjepit digunakan untuk menjepit kowi yang telah berisikan
paduan aluminium tembaga cair dan menuangkannya ke dalam cetakan,
dapat juga digunakan untuk memindahkan cetakan panas ke berbagai
posisi. Tang penjepit dapat dilihat pada Gambar 3.15.
Gambar 3.15 Tang Penjepit
3.2.5. Alat-alat Lain yang Digunakan
Selain alat-alat yang telah disebutkan diatas terdapat juga alat
pendukung lain yang digunakan dalam proses penelitian, antara lain:
1. Timbangan Digital
Timbangan digital digunakan untuk mengukur berat aluminium dan
tembaga sebelum proses pengecoran dilakukan. Dalam penelitian ini
digunakan dua jenis timbangan, yaitu timbangan digital satuan kilogram
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
yang digunakan untuk menimbang aluminium (a) dan timbangan digital
dengan satuan gram untuk menimbang tembaga (b). Gambar timbangan
digital dapat dilihat pada Gambar 3.16.
(a) (b)
Gambar 3.16 Timbangan Digital (a) satuan kilogram (b) satuan gram
2. Gergaji Besi
Setelah spesimen melewati mesin milling maka spesimen akan
dipotong kembali menjadi ukuran yang lebih kecil. Untuk pemotongan
lanjutan ini dilakukan manual menggunakan gergaji besi. Gergaji besi
dapat dilihat pada Gambar 3.17.
Gambar 3.17 Gergaji Besi
(Sumber: www.mitratools.com/index.php?route=product/product&product_id=112)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
3. Termometer
Termometer digunakan untuk mengukur suhu oven pada proses
normalizing dan aging berlangsung. Termometer dapat dilihat pada
Gambar 3.18.
Gambar 3.18 Termometer Suhu
4. Oven
Oven digunakan pada saat proses normalizing dan aging, setelah hasil
pengecoran sudah dibentuk spesimen. Oven dapat dilihat pada Gambar
3.19.
Gambar 3.19 Oven
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
5. Bubuk Batu Kapur
Digunakan untuk melapisi pinggiran pada cetakan sebelum hasil coran
dituangkan ke cetakan. Bubuk batu kapur berguna untuk mencegah
aluminium melekat dengan cetakan pada saat penuangan material. Bubuk
batu kapur dapat dilihat pada 3.20.
Gambar 3.20 Bubuk Batu Kapur
6. Mikroskop
Digunakan untuk mengamati diameter injakan dari indentor uji
kekerasan setelah benda uji dilakukan pengujian. Mikroskop dapat dilhat
pada gambar 3.21.
Gambar 3.21 Mikroskop
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
3.3. Proses Pengecoran
Terdapat beberapa proses sebelum memulai pengecoran. Proses pertama yaitu
persiapan bahan coran. Setelah semua bahan telah siap maka proses pengecoran dapat
dimulai.
3.3.1. Persiapan Pengecoran
Sebelum melakukan pengecoran, persiapan yang harus dilakukan,
seperti berikut:
1. Aluminium (Al) dan tembaga (Cu) disiapkan.
2. Cetakan yang digunakan untuk tempat penuangan coran disiapkan.
3. Serbuk batu kapur dicampur dengan air secukupnya, diaduk lalu dioleskan
pada bagian dalam cetakan yang menempel langsung dengan hasil coran.
4. Aluminium ditimbang dan ditentukan beratnya sesuai dengan komposisi
yang dibutuhkan, setelah itu aluminium dipotong agar mudah dimasukkan
ke dalam kowi.
5. Tembaga ditimbang dan ditentukan beratnya sesuai dengan komposisi
yang dibutuhkan, disini penulis menentukan jumlah tembaga sebesar 2,5%
dari total berat aluminium.
6. Kompor, regulator dan tabung gas disiapkan. Regulator dipasang pada
tabung gas.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
3.3.2. Proses Pengecoran
Langkah-langkah pengecoran Al-Cu adalah sebagai berikut:
1. Aluminium dan tembaga terlebih dahulu disiapkan.
2. Aluminium dimasukkan ke dalam kowi sebelum dicampurkan dengan
tembaga.
3. Kompor gas yang sudah dipasang dengan regulator dinyalakan, kemudian
kowi yang berisi aluminium diletakkan di atas kompor gas.
4. Aluminium dilebur dan dipanaskan hingga mencair. Pada saat proses
peleburan aluminium dibutuhkan waktu sekitar 40 menit.
5. Tembaga yang sudah ditimbang sesuai dengan komposisi yang ditentukan
dimasukkan ke dalam kowi yang berisikan aluminium cair, setelah itu
diaduk merata selama 10 menit.
6. Kompor dimatikan dan kowi langsung diangkat menggunakan tang
penjepit dan langsung dituangkan ke dalam cetakan yang sudah dilapisi
serbuk batu kapur.
7. Proses penuangan berlangsung kurang lebih 5 detik.
8. Hasil dari penuangan didinginkan secara perlahan sesuai dengan suhu
kamar.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
3.4. Pembuatan Spesimen
3.4.1. Spesimen Uji Tarik
Hasil dari pengecoran berupa silinder yang sesuai dengan cetakan yang
digunakan. Spesimen mentah yang keluar dari cetakan berukuran 150 mm x
13 mm sebelum dilakukan proses machining. Benda uji tarik dibuat dengan
menggunakan mesin bubut. Benda uji dibuat sesuai standard ASTM A370-
08a seperti pada Gambar 3.22.
Gambar 3.22 Standarisasi Spesimen Uji Tarik
(Sumber: ASTM A 370)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Gambar di bawah merupakan ukuran dari benda uji yang akan digunakan:
Gambar 3.23 Dimensi Benda Uji Tarik
Keterangan ukuran:
Diameter luar beda uji adalah 10 mm, radius 5 mm, panjang
keseluruhan benda uji 120 mm, length of reduced section 32 mm, diameter
dalam benda uji 6,25 mm.
3.4.2. Spesimen Uji Kekerasan
Benda uji kekerasan yang digunakan berbentuk persegi dengan ukuran
40 mm x 33 mm x 15 mm. benda uji kekerasan digunakan lebih awal sebelum
pengujian tarik dilakukan. Permukaan pada benda uji diamplas terlebih dahulu
di salah satu sisi yang nanti akan digunakan sebagai tempat penekanan
indentor.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
3.5. Proses Aging
Langkah-langkah yang dilakukan dalam proses aging, yaitu:
1. Menyiapkan benda uji (tarik dan kekerasan) terlebih dahulu.
2. Menyiapkan mesin oven yang akan digunakan.
3. Mesin oven dinyalakan dan benda uji dimasukkan ke dalam oven.
4. Suhu pada oven diatur pada suhu 140oC dan ditahan selama 5 jam kemudian
benda uji pertama dikeluarkan dari oven.
5. Suhu pada oven diatur pada suhu 160oC dan ditahan selama 5 jam kemudian
benda uji kedua dikeluarkan dari oven.
6. Suhu pada oven diatur pada suhu 180oC dan ditahan selama 5 jam kemudian
benda uji ketiga dikeluarkan dari oven.
7. Suhu pada oven diatur pada suhu 200oC dan ditahan selama 5 jam kemudian
benda uji keempat dikeluarkan dari oven.
8. Hasil dari proses aging kemudian diuji.
3.6. Pengujian Spesimen
3.6.1. Pengujian Tarik
Pengujian tarik adalah salah satu pengujian dengan cara benda uji
ditarik untuk mengetahui seberapa besar kekuatan tarik yang dapat diterima
oleh suatu bahan atau material. Pengujian ini dilakukan untuk memberikan
titik aman dari penggunaan bahan tersebut untuk kebutuhan suatu produksi,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
sehingga pengujian ini akan diketahui beban maksimum dan tegangan
maksimum pada benda uji.
Proses pengujian tarik sebagai berikut :
1. Benda uji dipasang pada penjepit atas dan bawah pada alat uji. Penjepit
bawah dinaikan dan diturunkan dengan kecepatan lambat, sehingga pada
penjepit benda uji dalam posisi yang tepat, diusahakan kedudukan pada
benda uji betul-betul vertikal, kemudian pada penjepit dikencangkan.
2. Benda uji diberikan beban tarik dengan kecepatan 10 mm/detik, sehingga
pada benda uji akan mengalami pertambahan panjang hingga benda uji
tersebut patah atau putus. Perpatahan diharapkan terjadi pada bagian
panjang ukur atau gauge length dari benda uji.
3. Data yang didapatkan kemudian dicatat selama proses pengujian tarik
berlangsung (pertambahan beban (P) dan pertambahan panjang (ε))
dengan interval yang ditentukan.
4. Hasil beban tarik maksimum dan kekuatan tarik pada benda uji yang telah
putus dicatat.
5. Hasil pertambahan panjang yang tercantum pada mesin uji tarik dicatat
setelah benda uji patah.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
3.6.2. Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan merupakan pengujian untuk mengetahui kekuatan
suatu bahan. Pengujian ini dilakukan dengan cara memberikan beban pada
material dengan menggunakan indentor dengan berbentuk bola baja, sehingga
akan terbentuk pola injakan dari pengukuran diameter injakan, dan dapat
ditentukan tingkat kekerasannya.
Proses pengujian kekerasan adalah sebagai berikut:
1. Benda uji dipersiapkan terlebih dahulu melalui proses pengamplasan,
karena permukaan pada benda uji harus memiliki kerataan yang sama,
bersih dan ketinggian yang sama.
2. Benda uji diletakan pada dudukan atau anvil, lalu anvil dinaikkan keatas
dengan cara memutar roda pengatur anvil.
3. Benda uji diberikan beban sesuai pada petunjuk Tabel 2.6. Dalam
pengujian ini digunakan beban 125 kg dan diameter bola indentornya 5
mm.
4. Anvil dinaikkan secara perlahan-lahan hingga benda uji menyentuh bola
indentor, tetapi jarum pada mesin Brinell harus berada pada angka 0 kg.
5. Indentor ditekan kebawah sesuai dengan beban yang ditentukan, tahan
selama 30 detik kemudian beban dibebaskan ke angka 0 kg.
6. Setelah penekanan selesai pada benda uji, benda uji dipindahkan dari alat
uji. Setelah itu dilakukan pengamatan dan pengukuran diameter bekas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
injakan dengan menggunakan mikroskop. Hasil tersebut untuk mencari
harga kekerasan.
7. Pengujian dilakukan di daerah/titik di tempat yang ditentukan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
BAB IV
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
Pada pengujian ini, material aluminium yang digunakan memiliki kadar
kemurnian sebesar 99,9%. Tembaga yang ditambahkan sebesar 2,5% dari berat total
aluminium. Dalam penelitian ini, ada dua pengujian yang dilakukan yaitu pengujian
kekerasan dan pengujian tarik.
Data yang diperoleh setelah melakukan pengujian, selanjutnya akan dilakukan
pengolahan data dan perhitungan hasil akhir. Hasil pengujian yang diperoleh akan
ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik.
4.2. Data Hasil Pengujian Kekerasan Brinell
Pengujian kekerasan pada spesimen Al-Cu disini bertujuan untuk
membandingkan tingkat kekerasan pada spesimen tanpa proses aging dan dengan
proses aging pada suhu 140oC, 160oC, 180oC dan 200oC selama 5 jam. Dalam
pengujian kekerasan ini digunakan bahan aluminium (Al) sebesar 1,2 kg dan
kandungan tembaga sebesar 2,5% dari berat aluminium, yaitu sebesar 30 gram.
Pengujian kekerasan dilakukan menggunakan metode pengujian kekerasan Brinell
dimana spesimen diberi beban 125 kg selama 30 detik. Hasil perhitungan diperoleh
pada Tabel 4.1 dan dihitung menggunakan persamaan 2.3.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Adapun data hasil pengujian kekerasan dapat dilihat pada Tabel 4.1 dan
Gambar 4.1.
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Kekerasan Brinell Material Al-Cu Dengan Perlakuan
Aging Selama 5 Jam
Variasi Suhu D
(mm) d
(mm) P
(kg) Kekerasan Brinell
(BHN)
Tanpa Aging
5 1.86 125 44.26
5 1.88 125 43.29
5 1.9 125 42.35
Rata-rata 43.30
140
5 1.68 125 54.64
5 1.68 125 54.64
5 1.66 125 56.00
Rata-rata 55.09
160
5 1.5 125 68.97
5 1.56 125 63.64
5 1.54 125 65.34
Rata-rata 65.98
180
5 1.44 125 74.97
5 1.46 125 72.89
5 1.46 125 72.89
Rata-rata 73.58
200
5 1.38 125 81.78
5 1.4 125 79.42
5 1.4 125 79.42
Rata-rata 80.20
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Gambar 4.1 Grafik rata-rata kekerasan Brinell pada material Al-Cu dengan
suhu aging selama 5 jam
Pada Gambar 4.1 tersaji grafik perbandingan nilai rata-rata hasil pengujian
kekerasan Brinell mulai dari spesimen tanpa aging sampai spesimen dengan aging
200oC selama 5 jam. Terlihat pada grafik tersebut terjadi kenaikan nilai kekerasan
pada tiap-tiap suhu aging dan nilai tertinggi diraih pada aging suhu 200oC. Nilai
tertinggi pada suhu 200oC yaitu 80,20 BHN dan nilai terendah pada spesimen tanpa
aging dengan perolehan nilai 43.30 BHN. Terdapat selisih yang cukup signifikan
antara nilai tertinggi dan terendah yaitu sebesar 36,90 BHN.
Dari analisis grafik nilai rata-rata kekerasan Brinell yang tersaji, dapat
disimpulkan bahwa perlakuan panas aging dapat meningkatkan nilai kekerasan suatu
benda. Nilai kekerasan dari spesimen tanpa aging sampai spesimen dengan aging
43.30
55.09
65.98
73.58
80.20
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90K
ek
era
san
(B
HN
)
Suhu Aging (oC)
Tanpa Aging 140 160 180 200
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
suhu 200oC terus mengalami kenaikan, dan nilai tertinggi diraih pada suhu 200oC
dengan nilai 80,20 BHN.
4.3. Data Hasil Pengujian Tarik
Pengujian tarik bertujuan untuk mencari nilai kekuatan tarik dan regangan
pada spesimen yang diuji. Data yang didapatkan dari pengujian tarik berupa beban
tarik (kg), elongasi atau pertambahan panjang (mm), grafik hubungan beban dan
pertambahan panjang (kg/mm2). Rumus yang digunakan dalam mencari nilai
kekuatan tarik dan regangan menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2.
Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Kekerasan Brinell Material Al-Cu Dengan Perlakuan
Aging Selama 5 Jam
Perlakuan
Material
D
(mm)
Lo
(mm)
Pmax
(kg)
∆L
(mm)
A
(mm2)
ε
(%)
σ
(kg/mm2)
σ
(Mpa)
Tanpa Aging
6.02 25 334.70 1.57 28.46 6.28 11.76 115.36
6.04 25 312.40 1.59 28.65 6.36 10.90 106.96
6.00 25 296.20 1.21 28.27 4.84 10.48 102.77
Rata-Rata 5.83 11.05 108.36
140
6.04 25 406.30 1.20 28.65 4.80 14.18 139.11
6.04 25 326.40 1.40 28.65 5.60 11.39 111.75
6.00 25 412.60 1.20 28.27 4.80 14.59 143.15
Rata-Rata 5.07 40.16 131.34
160
6.00 25 394.90 0.90 28.27 3.60 13.97 137.01
6.04 25 373.50 1.50 28.65 6.00 13.04 127.88
6.02 25 418.10 1.30 28.46 5.20 14.69 144.10
Rata-Rata 4.93 13.90 136.33
180
6.04 25 401.50 1.15 28.65 4.60 14.01 137.46
6.02 25 362.90 1.20 28.46 4.80 12.75 125.08
6.02 25 407.30 1.25 28.46 5.00 14.31 140.38
Rata-Rata 4.80 11.00 134.31
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Perlakuan
Material
D
(mm)
Lo
(mm)
Pmax
(kg)
∆L
(mm)
A
(mm2)
ε
(%)
σ
(kg/mm2)
σ
(Mpa)
200
6.02 25 371.80 0.75 28.46 3.00 13.06 128.14
6.02 25 383.60 1.45 28.46 5.80 13.48 132.21
6.02 25 349.30 1.30 28.46 5.20 12.27 120.39
Rata-Rata 4.67 14.11 126.91
Gambar 4.2 Grafik rata-rata kekuatan tarik pada material Al-Cu dengan perlakuan
aging selama 5 jam
108.36
131.34136.33 134.31
126.91
0
30
60
90
120
150
Tanpa Aging 140 160 180 200
Kek
uata
n T
arik
(M
Pa)
Suhu Aging (oC)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
Gambar 4.3 Grafik rata-rata regangan pada material Al-Cu dengan perlakuan aging
selama 5 jam
Data yang diperoleh menunjukkan nilai rata-rata kekuatan tarik dan regangan
pada seluruh spesimen Al-Cu yang diuji. Seluruh spesimen mendapatkan perlakuan
aging dengan variasi suhu 140oC, 160oC, 180oC dan 200oC, akan tetapi terdapat juga
spesimen yang tidak mendapatkan perlakuan aging yang bertujuan sebagai data
pembanding pengaruh aging pada spesimen Al-Cu.
Pada Gambar 4.2 menunjukkan grafik dari hasil kekuatan tarik masing-
masing spesimen baik yang tidak diberi perlakuan aging dan spesimen yang telah
diberi perlakuan aging. Kekuatan tarik mengalami peningkatan dari hasil tanpa aging
yang memperoleh nilai 108,36 MPa setelah diberi perlakuan aging selama 5 jam
dengan suhu 140oC menghasilkan nilai 131,34 MPa, kemudian pada suhu 160oC
kekuatan tarik yang dihasilkan mengalami kenaikan menjadi 136,33 MPa, namun
5.83
5.074.93 4.8 4.67
0
2
4
6
Tanpa Aging 140 160 180 200
Reg
an
ga
n (
%)
Suhu Aging (oC)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
pada suhu 180oC mengalami penurunan menjadi 134,31 MPa dan penurunan terakhir
terjadi pada suhu 200oC dengan hasil akhir 126,91 MPa.
Pada Gambar 4.3 menunjukkan hasil regangan pada masing-masing spesimen
baik yang tidak diberi perlakuan aging dan spesimen yang telah diberi perlakuan
aging. Nilai regangan rata-rata tertinggi pada seluruh spesimen didapatkan saat
spesimen tidak diberi perlakuan aging yaitu sebesar 5,83%. Setelah spesimen diberi
perlakuan aging maka nilai regangan mengalami penurunan, yang pertama pada suhu
140oC nilai regangan turun menjadi 5,07%, pada suhu 160oC menjadi 4,93%, pada
suhu 180oC menjadi 4,8% dan terakhir pada suhu 200oC mengalami nilai regangan
terendah yaitu 4,67%.
Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa pemberian perlakuan
panas dengan suhu yang optimal pada spesimen dapat meningkatkan kekuatan
tariknya, sedangkan jika spesimen diberi perlakuan aging melebihi suhu optimal
tersebut maka kekuatan tarik akan mengalami penurunan. Berbanding terbalik dengan
kekuatan tarik, nilai regangan spesimen Al-Cu jika diberi perlakuan panas akan terus
mengalami penurunan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik
kesimpulan sebagai berikut:
1. Kekuatan tarik tertinggi Al-Cu 2,5% dengan perlakuan panas selama 5 jam
terjadi pada suhu aging 160oC yaitu sebesar 136,33 MPa. Setelah melewati
suhu tersebut kekuatan tarik mengalami penurunan. Regangan tertinggi terjadi
pada spesimen yang tidak diberi perlakuan aging yaitu sebesar 5,83%.
2. Peningkatan suhu aging dari 140oC ke 200oC selama 5 jam setiap suhunya
menyebabkan peningkatan kekerasan secara bertahap pada Al-Cu 2,5%. Nilai
kekerasan tertinggi diraih pada suhu aging 200oC yaitu 80,20 BHN.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
5.2. Saran
Dari pengalaman penulis meneliti mulai dari bahan mentah hingga menjadi
data yang tersaji, ada beberapa saran yang membangun untuk kedepannya bisa
mendapatkan hasil yang lebih baik. Adapun saran dari penulis yaitu sebagai berikut:
1. Cek komposisi material inti yang akan digunakan, dalam penelitian ini yaitu
aluminium, dengan teliti agar saat pengujian bisa mendapatkan data yang
konkrit.
2. Aluminium sebaiknya dibersihkan terlebih dahulu dengan air, dan jika perlu
sabun, agar kotoran membandel yang menempel pada material hilang dan
tidak mempengaruhi hasil akhir.
3. Persiapkan kowi dengan ukuran yang cukup besar supaya bisa menampung
aluminium lebih banyak.
4. Aluminium sebaiknya dipotong kecil-kecil supaya pada saat peleburan tidak
memakan waktu yang lama.
5. Sebelum aluminium cair dituang ke dalam cetakan alangkah baiknya cetakan
dipanaskan supaya aluminium cair tidak mengalamai pendinginan yang tidak
rata.
6. Saat aluminium telah terlebur sebaiknya terak dan kotoran-kotoran
dibersihkan terlebih dahulu sebelum dituang ke dalam cetakan, bertujuan
supaya hasil coran bersih dari kotoran dan menghasilkan spesimen yang
bagus.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
7. Kowi sebaiknya diberi corong agar memudahkan pada saat penuangan
aluminium cair ke dalam cetakan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2006, Panduan Praktikum Ilmu Logam, Lab. Ilmu Logam, FST. USD,
Yogyakarta.
Beumer. B.J.M., 1994, Ilmu Bahan Logam, Jakarta, Penerbit Bahratara Niaga Media.
Djapri, S., 1998, Metalurgi Mekanik, Erlangga, Jakarta.
Rines, 2009, Proses Manufaktur, Yogyakarta, Penerbit Andi.
Subagyo, NI., 2017, Analisis Pengaruh Artificial Aging Terhadap Sifat Mekanis Pada
Aluminium Seri 606, Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Surdia, T dan Chijiwa K., 2000, Teknik Pengecoran Logam, Jakarta, Pradnya
Paramita.
Surdia, T dan Saito S., 1995, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta, Pradnya Paramita.
Triharpinto, Fx. Andesta, 2007, Pengaruh Penambahan Si Terhadap Sifat Fisis dan
Mekanis Paduan Aluminium, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
LAMPIRAN 1: SERTIFIKAT KOMPOSISI ALUMINIUM
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
LAMPIRAN 2: GRAFIK UJI TARIK AGING SUHU 140oC
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
LAMPIRAN 3: GRAFIK UJI TARIK AGING SUHU 160oC
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
LAMPIRAN 4: GRAFIK UJI TARIK AGING SUHU 180oC
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
LAMPIRAN 5: GRAFIK UJI TARIK AGING SUHU 200oC
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI