SKRIPSI PENGARUH TEMPERATUR PENUANGAN PADA PROSES EVAPORATIVE CASTING TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO ALUMUNIUM SILIKON (AL-7%SI) Oleh :

Transkripsi

1 SKRIPSI PENGARUH TEMPERATUR PENUANGAN PADA PROSES EVAPORATIVE CASTING TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO ALUMUNIUM SILIKON (AL-7%SI) Oleh : KADEK AGENG NALIKA ADNYANA NIM : JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2016

2

3

4 PENGARUH TEMPERATUR PENUANGAN PADA PROSES EVAPORATIVE CASTING TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO ALUMUNIUM SILIKON (AL-7%SI) Oleh Dosen Pembimbing : Kadek Ageng Nalika Adnyana : Dr.Ir. I Ketut Gede Sugita, MT : AAIAS Komaladewi ST,MT ABSTRAK Evaporative Casting merupakan metode pengecoran logam dengan cara menuangkan logam cair kedalam cetakan pasir dengan menggunakan polystirene foam sebagai pola cetakan. Keberadaan lostfoam sangat mudah dibentuk untuk pola yang variatif, murah, dan mudah didapat, selain itu metode pengecoran evaporative /LFC (Lostfoam casting) sangat efektif sebagai pemanfaatan limbah lostfoam yang sangat berlimpah pada lingkungan. Penelitian ini metitik beratkan pada pengujian kekuatan tarik dan pengamatan struktur mikro pada material Al-7%Si dengan menggunakan standar ASTM E8 vol 3. Proses pembuatan pola cetakan menggunakan lostfoam yang dibentuk dengan alat potong yang dibuat dengan memanfaatkan aliran listrik yang dialirkan pada kawat element sehingga menghasilkan panas untuk memotong lostfoam. Cairan logam yang telah membeku kemudian melalui proses grinding dan machining sebagai proses pembentukan spesimen. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan variasi temperatur tuang 780ºC, 860ºC dan 950ºC. Pengujian dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari benda hasil coran yang dapat berpengaruh berdasarkan dari variasi temperatur tuang yang berbeda dengan pengujian kekuatan tarik dan pengamatan struktur mikro. Kekuatan tarik secara umum menurun dengan meningkatnya suhu tuang. Berdasarkan hasil pengujian tarik dan pengamatan struktur mikro didapatkan hasil temperatur tuang maksimal adalah 780ºC dengan nilai kekuatan tarik 74,68 MPa. Kata kunci : Evaporative casting, uji tarik,struktur mikro, temperatur tuang. iii

5 EFFECT OF TEMPERATURE EVAPORATIVE CASTING PROCESS OF TENSILE STRENGTH AND STRUCTURE OF ALUMINUM SILICON MICRO ( AL - 7 % SI ) Author Guidance : Kadek Ageng Nalika Adnyana : Dr.Ir. I Ketut Gede Sugita, MT : AAIAS Komaladewi ST,MT ABSTRACT Evaporative Casting is a method of casting metal by pouring molten metal into a sand mold by using polystyrene foam as a pattern mold. The existence of highly malleable lostfoam for patterns varied, cheap and easy to obtain, besides the casting method evaporative / LFC (Lostfoam casting) is very effective as waste utilization lostfoam very abundant in the environment. This study emphasis on testing the tensile strength and material microstructure observation on Al-7% Si using the standard ASTM E8 vol 3. The process of making molds using lostfoam pattern formed by the cutting tools made by utilizing the electric current flow in the wire element so produce heat to cut lostfoam. Liquid metal that has been frozen and then through the process of grinding and machining as the process of specimens. This study was conducted using a temperature variation castings 780ºC, 860ºC and 950ºC. Tests conducted to determine the characteristics of objects that can affect the results castings based on the temperature variation of different castings with tensile strength test and microstructure observation. The tensile strength generally decreases with increasing temperature castings. Based on the results of tensile test and microstructure observation showed castings maximum temperature is 780ºC with a value of MPa tensile strength. Keywords : Evaporative casting, tensile test, microstructure, temperature castings. iv

6 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmad-nya maka penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Pengaruh temperatur penuangan pada proses evaporative casting terhadap kekuatan tarik dan struktur mikro alumunium silikon (Al-7%Si). Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus diselesaikan oleh mahasiswa untuk bisa menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di jurusan Teknik Mesin. Fakultas Teknik Universitas Udayana. Dalam penulisan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan serta bimbingan dari beberapa pihak, maka melalui kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Bapak Dr.Ir. I Ketut Gede Sugita, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana dan selaku Dosen Pembimbing I. 2. Ibu AAIAS Komala Dewi ST,MT Selaku Dosen Pembimbing II. 3. Seluruh penguji yang bersangkutan. 4. Bapak Dewa Ngakan Ketut Putra Negara ST, MSc selaku dosen pembimbing akademik. 5. Keluarga yang selalu mendukung dan membantu dalam perkuliahan hingga penyusunan skripsi. 6. Kepada rekan rekan dan semua pihak di Jurusan Teknik Mesin, yang telah banyak membantu selama proses penulisan skripsi ini. Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari skripsi ini jauh dari kesempurnaan, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari berbagai pihak untuk dapat lebih menyempunakan skripsi ini. Penulis mohon maaf apabila ada kekurangan atau kesalahan dalam penulisan skripsi ini. Bukit Jimbaran, Pebruari 2016 Penulis v

7 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... i LEMBAR PESETUJUAN... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... ix BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 BAB II DASAR TEORI Pengecoran Lostfoam Pola Polystyrene Foam/Styrofoam Pasir Cetak Alumunium Penuangan Diagram Fase Alumunium Silikon Proses Pengecoran Logam Pengecoran Lostfoam (evaporative casting) Uji Tarik Tegangan-Regangan Teknis Tegangan Teknis Tegangan-Regangan Sejati Pengamatan Struktur Mikro Pengaruh temperatur tuang terhadap struktur mikro vi

8 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Tempat Penelitian Tempat Penelitian Variabel Penelitian Bahan dan Alat Penelitian Bahan Penelitian Alat Penelitian Pelaksanaan Penelitian Proses Pembuatan Pola Cetakan Proses Pembuatan Spesimen (Proses Pengecoran) Proses Pengujian Spesimen Diagram Alir Penelitian Analisa Data BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Data Hasil Coran Benda Uji Paduan Alumunium Silikon Hasil Coran Paduan Alumunium Silikon Spesimen uji tarik sebelum pengujian Hasil Perhitungan Uji Tarik Kekuatan Tarik Regangan Data Struktur Makro Spesimen Uji Tarik Setelah Pengujian Pembahasan Gambar Struktur Makro Data struktur mikro spesimen uji tarik Atlas Struktur Mikro Al Si Pembahasan Gambar Struktur Mikro Pembahasan Pengaruh Temperatur Tuang Terhadap Pengujian BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Grafik 2.1 Diagram fasa Al-Si Gambar 2.2 Tahapan pengecoran logam dengan cetakan pasir Gambar 2.3 Kurva tegangan-regangan teknis Gambar 2.4 Perbandingan antara kurva tegangan regangan teknik Dengan kurva tegangan regangan sejati Gambar 2.5 Tipe strukturmikro hypoeutektik, eutektik, dan hypereutektik aluminium silikon.(a). Komposisi hypoeutektik paduana319,(b). Komposisi eutektik paduan A339.(c) Gambar 2.29 Struktur mikro A356 pada temperatur tuang. (a. b.)temperatur tuang 680 o C (c. d.)temperatur tuang 710 o C (e. f.)temperatur tuang 740 o C Gambar 1.2 Grafik hubungan antara temperatur tuang 680 o C, 710 o C, dan 740 o C Gambar 3.19 Cetakan Tiga Dimansi Penuh Gambar 3.20 Bagian Dalam Cetakan Gambar 3.21 Benda uji kuat tarik paduan alumunium silikon sampel standar uji tarik E8 ASTM volume Gambar 4.1 Dimensi Spesimen Uji Tarik Paduan Alumunium Silikon Sampel Standar Uji Tarik E8 ASTM volume Gambar 4.2 Grafik Kekuatan Tarik Pada Temperatur 780 o C,860 o C,950 o C Gambar 4.3 Grafik Regangan pada temperatur 780 o C,860 o C,950 o C Gambar 4.4 Grafik Hubungan Kekuatan Tarik Dan Regangan Alumunium Silikon Gambar 4.5 Atlas Struktur Mikro Al Si viii

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Sifat fisik alumunium... 8 Tabel 2.2 Sifat mekanik alumunium... 9 Tabel 4.1 Hasil coran paduan alumunium silikon Tabel 4.2 Data foto spesimen sebelum diuji tarik Tabel 4.3 data awal uji tarik ASTM E8 volume Tabel 4.4 data pengujian tarik Tabel 4.5 Beban Maximum (P Max) Tabel 4.6 Hasil perhitungan tengangan tarik Tabel 4.7 Hasil perhitungan regangan Tabel 4.3 Grafik hubungan kekuatan tarik dan regangan alumunium silikon Tabel 4.3 Data spesimen A1 dengan temperatur tuang 780 o C setelah diuji tarik Tabel 4.4 Data spesimen A2 dengan temperatur tuang 780 o C setelah diuji tarik Tabel 4.5 Data spesimen A3 dengan temperatur tuang 780 o C setelah diuji tarik Tabel 4.6 Data spesimen B1 dengan temperatur tuang 860 o C setelah diuji tarik Tabel 4.7 Data spesimen B2 dengan temperatur tuang 860 o C setelah diuji tarik Tabel 4.8 Data spesimen B3 dengan temperatur tuang 860 o C setelah diuji tarik Tabel 4.9 Data spesimen C1 dengan temperatur tuang 950 o C setelah diuji tarik Tabel 4.10 Data spesimen C2 dengan temperatur tuang 950 o C setelah diuji tarik Tabel 4.11 Data spesimen C3 dengan temperatur tuang 950 o C setelah diuji tarik Tabel 4.12 Tabel data struktur mikro spesimen A1 dengan temperatur tuang 780 o C Tabel 4.13 Tabel data struktur mikro spesimen A2 dengan temperatur tuang 780 o C Tabel 4.14 Tabel data struktur mikro spesimen A3 dengan temperatur tuang 780 o C Tabel 4.15 Tabel data struktur mikro spesimen B1 dengan temperatur tuang 860 o C Tabel 4.16 Tabel data struktur mikro spesimen B2 dengan temperatur tuang 860 o C Tabel 4.17 Tabel data struktur mikro spesimen B3 dengan temperatur tuang 860 o C Tabel 4.18 Tabel data struktur mikro spesimen C1 dengan temperatur tuang 950 o C Tabel 4.19 Tabel data struktur mikro spesimen C2 dengan temperatur tuang 950 o C Tabel 4.20 Tabel data struktur mikro spesimen C3 dengan temperatur tuang 950 o C ix