Dosen Pembimbing : Sutarsis, S.T, M.Sc.Eng

Transkripsi

1 Oleh : Winarto Hadi Candra ( ) Dosen Pembimbing : Sutarsis, S.T, M.Sc.Eng JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014

2 PENDAHULUAN LATAR BELAKANG PERUMUSAN MASALAH BATASAN MASALAH TUJUAN PENELITIAN MANFAAT PENELITIAN

3 LATAR BELAKANG Dunia otomotif Paduan ringan Presipitasi hardening 1. Solution treatment 340ºC selama 1 jam 2. Aging temperatur 150ºC, 175ºC dan 200ºC selama 4, 8 dan 24 Magnesium alloy Mg-6Zn-1Y 1. Elongation tinggi 2. Kekuatan rendah

4 PERUMUSAN MASALAH Bagaimana pengaruh variasi temperatur dan waktu aging terhadap strukturmikro dan sifat mekanik pada paduan Mg-6Zn-1Y? Bagaimana fasa yang terbentuk dapat mempengaruhi sifat mekanik dan stabilitas thermal paduan Mg-6Zn- 1Y? BATASAN MASALAH Bahan yang digunakan dalam paduan adalah Y, Zn dan Mg dianggap murni. Oksidasi dianggap tidak terjadi karena heat treatment dilakukan pada lingkungan argon.

5 TUJUAN PENELITIAN MANFAAT PENELITIAN Menganalisa pengaruh temperatur dan waktu aging terhadap strukturmikro dan sifat mekanik pada paduan Mg-6Zn-1Y. Menganalisa pengaruh fase intemetalik yang terbentuk terhadap sifat mekanik dan ketahanan thermal. Sebagai paduan ringan yang bisa menjadi alternatif menggantikan komponen otomotif. Sebagai paduan ringan yang mampu menghemat pemakaian bahan bakar.

6 TINJAUAN PUSTAKA MAGNESIUM PRESIPITASI HARDENING PENELITIAN YANG SUDAH ADA

7 MAGNESIUM 1. Meningkatkan kekuatan dan menurunkan keuletan(peningkatan kekuatan lebih dari aluminium) 2. Meningkatkan ketahanan korosi 1. Meningkatkan kekuatan 2. Meningkatkan ketahanan temperatur Aplikasi

8 MAGNESIUM

9 PRESIPITASI HARDENING

10 PRESIPITASI HARDENING 340ºC selama 1 jam Aging temperatur 150ºC, 175ºC dan 200ºC selama 4, 8 dan 24

11 PENELITIAN SEBELUMNYA Presipitasi pada Mg-3Zn-0.5Y 0% strain 3% strain Mg-3Zn-0.5Y 5% strain

12 PENELITIAN SEBELUMNYA Presipitasi pada Mg-3Zn-0.5Y Dengan memberikan sedikit tambahan tegangan sebelum proses aging akan memberikan tambahan kekerasan yang lebih tinggi

13 METODOLOGI DIAGRAM ALIR PENELITIAN RANCANGAN PENELITIAN BAHAN DAN PERALATAN PENGUJIAN

14 DIAGRAM ALIR PENELITIAN Mulai Studi literatur Preparasi sampel Mg+6Zn+1Y Conventional melting Melting T hold 740 C at 50 minute A

15 DIAGRAM ALIR PENELITIAN A Preparasi sampel Mg-6Zn-1Y dengan solution treatment pada temperatur C selama 1 jam Aging pada temperatur C Aging pada temperatur C Aging pada temperatur C Holding selama 4, 8 dan 24 jam A

16 DIAGRAM ALIR PENELITIAN A Uji Metalografi Uji XRD Uji Kekerasan Uji TMA Analisis Data dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran Selesai

17 RANCANGAN PENELITIAN

18 BAHAN DAN PERALATAN BAHAN 1. Magnesium 2. Seng 3. Yttrium PERALATAN 1. Geraji besi 2. Timbangan besi 3. Tungku 4. Cawan keramik 5. Furnace 6. Oven 7. Mesin uji hardnest 8. Mesin uji XRD 9. Mesin uji metalografi 10.Mesin uji TMA

19 PENGUJIAN MIKROSKOP OPTIK 1. Pemotongan spesimen (sectioning) 2. Pembikaian (mounting) 3. Penggerindaan, abrasi dan pemolesan (grinding, abrasion and polishing) 4. Pengetsaan (etching dengan larutan standar ASTM E407 yaitu 0.7 ml H 3 PO 4, 4gram picric acid, 100ml ethanol atau methanol.) 5. Observasi pada mikroskop optik

20 PENGUJIAN Analisa difraksi sinar X dilakukan dengan tujuan untuk mengidentifikasi transformasi fasa yang terbentuk pada paduan yang sudah terbentuk. Pengujian ini dilakukan pada semua benda uji. Langkah langkah pengujian XRD adalah sebagai berikut: Sampel diletakkan pada holder, agar penembakan dengan XRD sesuai dengan yang diinginkan, maka pengaturan spesimen harus merata pada holder. Holder diletakkan ke dalam mesin XRD Data akan tampil pada layar komputer

21 PENGUJIAN Umumnya pengujian untuk kekerasan terdiri dari alat untuk menekan yang dikenal dengan sebuah indentor geometri dan sifat mekanik dari material. Kekerasan material diuji dengan menggunakan salah satu indentor dan hasilnya akan menunjukan besarnya tekanan yang terlibat dalam deformasi permukaaan uji. Karena indentor ditekan selama pengujian, kekerasan merupakan kemampuan suatu material untuk menahan beban. Uji brinell menggunakan standar ASTM E10

22 PENGUJIAN Pengujian TMA merupakan pengukuran analisis termomekanis dibuat dengan alat analisis termomekanis yang terdiri dari pemegang spesimen dan probe yang mentransmisikan perubahan panjang ke transducer yang menerjemahkan gerakan probe menjadi sinyal listrik. Standar untuk TMA adalah ASTM Uji Metode E 831

23 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN HASIL XRD HASIL METALOGRAFI HASIL KEKERASAN HASIL TMA

24 HASIL XRD Mg memiliki 2Ѳ sebesar (JCPDF# ) Mg3 Y2 Zn3 memiliki 2Ѳ sebesar (JCPDF# ) Mg3 Y Zn6 memiliki 2Ѳ sebesar (JCPDF# )

25 HASIL XRD Mg memiliki 2Ѳ sebesar (JCPDF# ) Mg3 Y Zn6 memiliki 2Ѳ sebesar (JCPDF# )

26 HASIL XRD Hasil XRD untuk sampel temperatur 150 C dengan waktu tahan 4, 8 dan 24 jam

27 HASIL XRD Hasil XRD untuk sampel temperatur 175 C dengan waktu tahan 4, 8 dan 24 jam

28 HASIL XRD Hasil XRD untuk sampel temperatur 200 C dengan waktu tahan 4, 8 dan 24 jam

29 HASIL METALOGRAFI struktur mikro paduan Mg-6Zn-1Y struktur mikro paduan Mg-6Zn-1Y solution treatment

30 HASIL METALOGRAFI b Aging 150 C holding (a) 4 jam, (b)8 jam, (c)24 jam a αmg Secondary phase αmg Secondary phase c αmg Secondary phase

31 HASIL METALOGRAFI Aging 175 C holding (a) 4 jam, (b)8 jam, (c)24 jam b Secondary phase a Secondary phase αmg c αmg Secondary phase αmg

32 HASIL METALOGRAFI b αmg Aging 200 C holding (a) 4 jam, (b)8 jam, (c)24 jam Secondary phase a αmg Secondary phase c Secondary phase αmg

33 HASIL KEKERASAN Temperatur ( C) Holding time (Jam) Kekerasan (BHN) Rata - rata kekerasan (BHN) sampel yang digunakan aging 200ºC dengan waktu tahan 24 jam mengalami penurunan kekerasan Standar kekerasan engine block 80 BHN

34 HASIL KEKERASAN

35 HASIL TMA sampel yang digunakan aging 200ºC dengan waktu tahan 4, 8 dan 24 jam

36 HASIL TMA

37 KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN SARAN

38 KESIMPULAN Penambahan temperatur aging mengakibatkan pertumbuhan presipitat lebih terlihat dan tumbuhnya didaerah dekat batas butir. Secondary phase (Mg3 Y2 Zn3 dan Mg3 Y Zn6) yang lebih terbentuk dengan penambahan temperatur aging akan lebih membesar dan merata. Penambahan temperatur dan waktu tahan aging mengakibatkan nilai kekerasan yang semakin meningkat

39 SARAN Pada peleburan material sebaiknya dilakukan pengadukan untuk mendapatkan paduan yang homogen

40