BAB III METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODE PENELITIAN Tempat penelitian Penelitian dilakukan di Laboratorium Material Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta Alat dan bahan Alat Alat yang dipergunakan untuk penelitian adalah sebagai berikut : 1. Mesin flat metal rolling Mesin ini menggunakan motor listrik 3 HP dengan kecepatan poros motor 1500 rpm dan kecepatan rol 30 rpm, digunakan untuk mereduksi ketebalan plat aluminium alloy 7075 dari ketebalan 4 mm menjadi 1 mm (Gambar 3.1). Gambar 3.1. Mesin flat metal rolling 2. Amplas 3. Gergaji logam 4. Furnace Furnace atau tungku pemanas ini memiliki suhu maksimum 1000 C digunakan untuk memanaskan plat aluminium 7075 (Gambar 3.2). 21

2 22 Gambar 3.2 Furnace 5. Vickers hardness test Digunakan untuk menguji kekerasan aluminium 7075 dengan indentor berbentuk piramida yang saling berhadapan membentuk sudut (Gambar 3.3). Gambar 3.3 Vickers hardness test 6. Mistar 7. Jangka sorong 8. Mikroskop mikro Digunakan untuk mengetahui bentuk struktur mikro dari paduan plat aluminium 7075 (Gambar 3.4).

3 23 Gambar 3.4 Mikroskop Mikro 9. Alat uji tarik (UTM) UTM (Ultimate Tensile Strength) digunakan untuk menguji kekuatan tarik aluminium UTM ini mempunyai load maksimum 20kN (Gambar 3.5). Gambar 3.5 UTM (Ultimate Tensile Strenght) Bahan Bahan yang digunakan untuk penelitian adalah plat aluminium alloy 7075 yang dipotong dengan dimensi 200 x 30 x 4 mm. Tabel 3.1 Komposisi kimia aluminium alloy 7075 (Laboratorium Polman Ceper, 2015) Unsur Zn Mg Cu Fe Si Komposisi (%) 5,608 2,05 1,168 0,609 0,196 Unsur Cr Mn Ti Lainnya Al Komposisi (%) 0,015 0,053 0,013 0,15 sisanya

4 Prosedur Penelitian Mulai Plat Al 7075 PEMOTONGAN PLAT ukuran 200 x 30 x 4 mm Solution treating pada 550 C selama 1 jam dan quenching air Recrystallization annealing pada 420 C selama 2 jam dan dibiarkan dingin di tungku Cold-rolling pada temperature ruang sampai ketebalan 1 mm Cold-rolling pada temperatur ruang sampai ketebalan 1 mm Solution treating pada 550 C selama 1 jam dan quenching air Pengujian spesimen : uji tarik, uji keras, uji mikro Peak aging pada 180 C selama 6 jam Pengujian spesimen : uji tarik, uji keras, uji mikro Analisa Data Kesimpulan Selesai Gambar 3.6 Diagram alir penelitian

5 Proses Pembuatan Spesimen Plat aluminium 7075 dipotong dengan dimensi panjang 200 mm, lebar 30 mm dan tebal 4 mm sebanyak 24 spesimen (Tabel 3.2). Tabel 3.2 Jumlah spesimen pengujian No Pengujian Variasi pengujian Jumlah 1 Uji kekerasan dan mikro Uji tarik Total 24 Sedangkan bentuk dan dimensi benda kerja ditunjukkan pada Gambar 3.7. Gambar 3.7 Bentuk spesimen dan dimensinya Proses Perlakuan 1. Proses perlakuan pada plat aluminium 7075 dibagi dalam 3 grup, tiap grup terdiri dari 8 spesimen. a. Grup pertama dipanaskan dalam tungku furnace pada suhu 550 C selama 1 jam lalu diquenching dengan air (Solution treatment). b. Grup ke dua dipanaskan dalam tungku furnace pada suhu 420 C selama 2 jam (recrystallization annealing) kemudian di roll pada suhu ruang dengan reduksi 75% atau dari ketebalan 4 mm sampai ketebalan 1 mm (cold rolling) kemudian dipanaskan lagi dalam tungku furnace pada suhu 550 C selama 1 jam lalu diquenching dengan air (Solution treatment).

6 26 c. Grup ke tiga aluminium diperlakukan dengan mengganti perlakuan recrystallization annealing dengan solution treatment dari grup yang ke dua. 2. Tiap grup diambil 4 spesimen lalu di uji spesimen lainnya pada tiap grup dipanaskan dalam tungku furnace pada suhu 180 C selama 6 jam (peak aging). 4. Lalu diuji lagi (Tabel 3.3). Tabel 3.3 Variasi dan perlakuan Grup Variasi Perlakuan I 1 ST 2 ST PA II 3 RA CR ST 4 RA CR ST PA III 5 ST CR ST 6 ST CR ST PA Keterangan: ST = Solution treatment pada 550 C selama 1 jam lalu diquenching dalam air PA = Peak aging pada 180 C selama 6 jam RA = Recrystallization annealing pada 420 C selama 2 jam dan dibiarkan dingin di tungku CR = Cold rolling pada suhu ruang sampai ketebalan 1 mm atau reduksi sampai 75% Tahap Pengujian Spesimen 1. Uji Keras a. Spesimen yang telah diberi perlakuan dipotong dengan dimensi 20 x 30 x 4 mm. b. Spesimen dimounting dengan cairan resin dan katalis agar mudah dalam pengambilan data uji keras. c. Menghaluskan spesimen dengan amplas diteruskan dengan cairan polish sampai mengkilat pada sisi ketebalan spesimen.

7 27 d. Melakukan uji kekerasan dengan mesin vickers hardnest test sebanyak 5 sampel secara acak lalu mencatatnya. 2. Uji Mikro a. Spesimen yang telah diberi perlakuan dipotong dengan dimensi 20 x 30 x t mm. b. Spesimen dimounting dengan cairan resin dan katalis agar mudah dalam pengambilan data uji keras. c. Menghaluskan spesimen dengan amplas diteruskan dengan cairan polish sampai mengkilat pada sisi ketebalan spesimen. d. Mencelupkan sisi yang mengkilap pada cairan etsa, disini menggunakan larutan modified poulton s reagent dengan komposisi 40 ml HNO3, 42.5 ml Aquades, 30 ml HCl, 2,5 ml HF dan 12 gr CrO3 selama 22 detik. e. Mencuci spesimen dengan air bersih lalu dikeringkan dengan menggunakan hairdryer. f. Menguji spesimen dengan mikroskop optik. 3. Uji Tarik a. Spesimen yang telah diberi perlakuan dipotong sesuai dengan standart spesimen uji tarik ASTM E8 seperti ditunjukkan pada gambar 3.8. Gambar 3.8 Standar spesimen uji tarik ASTM E-8 (Harbour, 2010) Keterangan: L = 100 mm G = 25 mm C = 10 mm W = 6 mm T = tebal pelat aluminium R = radius 6 mm A = 32 mm B = 30 mm b. Mengukur panjang awal (L0) atau gauge length dan luas penampang spesimen.

8 28 c. Memasang spesimen pada UTM dan melakukan uji tarik sampai putus. d. Mencatat hasil hasil kekuatan tarik dan kekuatan luluh pada grafik uji tarik. e. Melepaskan spesimen kemudian menyatukan kembali seperti semula dan mengukur panjang spesimen setelah uji tarik (L1) Tahap Analisa Data Mengolah data yang telah diperoleh, yaitu uji kekerasan mikro Hardness Vickers, Uji tarik dan Struktur mikro terkait hubungannya dengan variasi solution treatment, recrystallization annealing dan cold rolling terhadap kekerasan, kekuatan tarik dan struktur mikro pada Aluminium 7075 kemudian dibuat kesimpulan.