PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU ANNEALING TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK ALUMINIUM ALLOY 6082-T6 HASIL REDUKSI COLD ROLLING

Transkripsi

1 PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU ANNEALING TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK ALUMINIUM ALLOY 6082-T6 HASIL REDUKSI COLD ROLLING SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Oleh : IMAM AGUS FAISAL NIM. I PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

2

3

4 MOTTO Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan lain). Dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap. (Q.S. Al Insyirah : 6-8) Sebuah tantangan akan selalu menjadi beban bila hanya dipikirkan, sebuah cita-cita juga akan menjadi bebean bila itu hanya angan-angan. Jangan hilang keyakinan, tetap berdoa, tetap mencoba. Tidak ada batasan dalam perjuangan. iv

5 PERSEMBAHAN Segala puji syukur kepada Allah SWT dan atas do a dan dukungan dari orang-orang tercinta, akhirnya skripsi ini dapat selesai dengan baik. Oleh karena itu dengan rasa bangga dan bahagia saya persembahkan tulisan ini kepada: 1. Allah SWT, karena hanya atas izin dan karunia-nyalah maka skripsi dapat dibuat dan selesai dengan baik. Puji syukur yang tak terhingga kepada Tuhan penguasa alam yang meridhoi dan mengabulkan segala do a. 2. Bapak, Ibu dan serta keluarga besar tercinta, yang telah memberikan doa yang tiada henti untuk kesuksesan saya, karena tiada kata seindah lantunan do a dan tiada do a yang paling khusuk selain do a yang terucap dari orang tua. 3. Bapak dan Ibu dosen pembimbing, penguji dan pengajar, yang selama ini tulus dan ikhlas meluangkan waktunya untuk menuntun dan mengarahkan saya, memberikan bimbingan dan pelajaran yang tiada ternilai harganya agar saya menjadi lebih baik. 4. Sahabat, teman dan mahasiswa Program Studi Teknik Mesin UNS khususnya angkatan 2009 tanpa semangat dukungan dan bantuan kalian semua tak kan mungkin sampai disini, terima kasih untuk canda tawa, tangis, dan perjuangan yang kita lewati bersama dan terima kasih untuk kenangan manis yang telah mengukir selama ini. 5. Terima kasih yang sebesar-besarnya untuk kalian semua, orang-orang yang saya sayangi, dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan berguna untuk kemajuan ilmu pengetahuan dimasa yang akan datang. Amin. v

6 ABSTRAK PENGARUH VARIASI WAKTU DAN SUHU ANNEALING TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK ALUMINIUM ALLOY 6082-T6 HASIL REDUKSI COLD ROLLING Imam Agus Faisal Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, Indonesia Pengaruh variasi waktu dan suhu annealing terhadap sifat fisik dan mekanik aluminium alloy 6082-T6 hasil reduksi cold rolling telah diteliti. Parameter cold rolling dan gaya penekanan dibuat seragam. Parameter yang digunakan yaitu reduksi ketebalan dari 3 mm menjadi 1,8 mm yang dilakukan pada suhu ruangan setelah itu diberi perlakuan annealing dengan variasi suhu anneal dari 300 o C, 325 o C, dan 350 o C selama 30 dan 60 menit. Sifat fisik diketahui berdasarkan dari pengujian struktur mikro dan sifat mekanik diketahui berdasarkan dari pengujian kekerasan mikro vikers dan uji tarik. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rata kekerasan dan kekuatan tarik tertinggi terdapat pada hasil cold rolling tanpa annealing yaitu 118,29 HV dan 371,67 MPa. Nilai kekerasan meningkat karena reduksi ketebalan yang diakibatkan intensitas dislokasi. Nilai kekerasan menurun seiring bertambahnya waktu dan suhu annealing. Kekuatan tarik meningkat seiring bertambahnya waktu dan suhu annealing karena pertumbuhan butir baru seiring meningkatnya suhu anneal. Kata kunci: Cold rolling, Aluminium Alloy 6082-T6, waktu anneal, suhu anneal vi

7 ABSTRACT INFLUENCE OF VARIATION TIME AND TEMPERATURE OF ANNEALING ON THE PHYSICAL CHARACTERISTIC AND MECHANICAL PROPERTIES OF ALUMINUM ALLOY 6082-T6 COLD ROLLING REDUCTION RESULTS Imam Agus Faisal Mechanical Engineering Department Engineering Faculty Sebelas Maret University Surakarta, Indonesia Effect of annealing time and temperature variations in the physical properties and mechanical properties of aluminum alloy 6082-T6 cold rolling reduction results have been investigated in this study. The thickness was reduced from 3 mm to 1,8 mm. The cold rolled samples were after it was given treatment with annealed at various tempers in the range of 300 o C, 325 o C, and 350 o C for 30 and 60 minute. Physical properties known based on microstructure and mechanical properties known based on Vickers hardness testing and tensile testing. Test results show that the hardness and tensile strength supreme on cold rolling results without annealed is 118,29 HV and 371,67 MPa. Hardness values increased due to reduction of the thickness of the resulting intensity of dislocation. Hardness values decreased with increasing annealing time and annealing temperature. The tensile strength increases with increasing annealing time and temperature because the growth of new grains with increasing temperature anneal. Keywords: cold rolling, Aluminium Alloy 6082-T6, time of annealing, temperature of annealing vii

8 KATA PENGANTAR Puji sukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan bimbingan-nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul Pengaruh Variasi Waktu dan Suhu Annealing terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Aluminium Alloy 6082-T6 Hasil Cold Rolling. Adapun tujuan penulian ini untuk memenuhi persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Penulis menghaturkan banyak terima kasih yang mendalam kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini kepada : 1. Ibu Indri Yaningsih, S.T., M.T., selaku pembimbing I yang telah dengan sabar memberikan bimbingan, arahan dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini. 2. Bapak Teguh Triyono, S.T., M.Eng., selaku pembimbing II yang telah memberikan banyak koreksi dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini. 3. Dr. Nurul Muhayat, S.T., M.T., Heru Sukanto, S.T., M.T., dan Sukmaji Indro Cahyono, S.T., M.Eng., selaku dosen penguji. 4. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 5. Bapak Dr. Nurul Muhayat, S.T,. M.T., selaku pembimbing akademik dan koordinator Tugas Akhir. 6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret yang telah turut serta mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1. 7. Seluruh staff karyawan administrasi Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan kemudahan dalam hal administrasi. 8. Semua laboran Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.yang telah membantu dalam melakukan penelitian ini. 9. Ibu, Ayah, Indah, Cinta, Fida, Isna serta keluarga yang telah memberikan do a dan motivasi serta kesabarannya commit untuk to terselesainya user tugas akhir ini. viii

9 10. Teman skripsi Rian, Anang, Januar, Jaarshyan, Andri, Indra dan teman - teman di Laboratorium Material yang telah menemani penulis baik dalam keadaan suka maupun duka selama menyelesaikan skripsi di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 11. Semua rekan-rekan S1 reguler angkatan 2009 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Semoga Allah SWT membalas semua budi baik kalian semuanya. 12. Teman-teman dan saudaraku di rumah kost IL ROMANTICO yang memberi semangat dalam penulisan skripsi. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran dan kritik demi kesempurnaan tugas akhir ini penulis terima dengan ikhlas. Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap tugas akhir ini dapat berguna dan digunakan sebagaimana mestinya. Surakarta, Juli 2016 Penulis ix

10 DAFTAR ISI Halaman Judul... SURAT PENUGASAN... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO... PERSEMBAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR RUMUS... DAFTAR NOTASI... DAFTAR LAMPIRAN BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan dan Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... BAB II LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Dasar Teori Aluminium Alumunium alloy 6082-T Cold rolling Heat treatment Metode pengujian Uji keras Vickers Pengujian metalografi Uji Tarik. i ii iii iv v vi viii x xii xiii xiv xv xvi x

11 BAB III METODE PENELITIAN Tempat Penelitian Alat dan Bahan Alat Bahan Prosedur Penelitian Persiapan Spesimen Tahap pengujian Tahap analisa Diagram alir penelitian BAB IV DATA DAN ANALISA Struktur mikro Pengujian kekerasan Pengujian uji tarik... BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran... DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistematika perlakuan panas aluminium Gambar 2.2 Pengelompokan aluminium tempa dan kemampuan perlakuan panas... Gambar 2.3 Skema cold rolling... Gambar 2.4 Proses cold rolling... Gambar 2.5 Pengujian Vickers... Gambar 2.6 Contoh kurva uji tarik... Gambar 3.1 Rolling machine... Gambar 3.2 Furnace... Gambar 3.3 Vickers hardness test... Gambar 3.4 mikroskop mikro... Gambar 3.5 UTM (Ultimate Tensile Strenght)... Gambar 3.6 Spesimen uji... Gambar 3.7 Standar spesimen uji tarik ASTM E8... Gambar 3.8 Diagram alir penelitian... Gambar 4.1 Struktur mikro starting material AA 6082-T6... Gambar 4.2 Struktur mikro hasil cold rolling... Gambar 4.3 Diagram fasa Al-mg-si... Gambar 4.4 Skema uji kekerasan.. Gambar 4.5 Tabel nilai kekerasan mikro Vickers terhadap variasi anneal.. Gambar 4.6 (A) Hasil patahan tampak atas (B) Hasil patahan tampak samping... Gambar 4.7 Grafik hubungan antara variasi suhu annealing dengan kekuatan tarik pada aluminium 6082-T6... Gambar 4.8 Grafik hubungan antara variasi perlakuan dengan elongasi pada aluminium 6082-T xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Karakteristik Aluminium... Tabel 2.2 Komposisi kimia aluminium alloy 6082-T6... Tabel 2.3 Sifat aluminium alloy 6082-T6... Tabel 3.1 Variasi waktu dan suhu annealing... Tabel 3.2 Jumlah spesimen uji... Tabel 4.1 Variasi annealing dengan waktu 30 menit... Tabel 4.2 Variasi annealing dengan waktu 60 menit... Tabel 4.3 Perubahan kekerasan pada tiap varibel xiii

14 DAFTAR RUMUS Rumus 2.1. Rumus jumlah pengurangan ketebalan Rumus 2.2. Rumus reduksi ketebalan Rumus 2.3. Rumus persamaan volum Rumus 2.4. Rumus persamaan volum Rumus 2.5. Rumus torsi Rumus 2.6. Rumus gaya penekanan Rumus 2.7 Rumus temperature rekristalisasi. 16 Rumus 2.8. Rumus kekerasan vikers Rumus 2.9 Rumus tegangan Rumus 3.0 Rumus regangan Rumus 3.1 Rumus modulus elastisitas xiv

15 DAFTAR NOTASI h0 = ketebalan awal (mm) h1 = ketebalan akhir (mm) L0 = lebar sebelum masuk roll (mm) L1 = lebar setelah keluar roll (mm) V0 = kecepatan sebelum masuk roll (mm) V1 = kecepatan setelah keluar roll (mm) t0 = tebal awal (mm) t1 = tebal setelah keluar roll (mm) Lp = jarak antara xx dan yy (mm) d = jumlah pengurangan ketebalan (mm) r = reduksi (mm) P = beban yang digunakan (kg) D = panjang diagonal rata- rata (mm) θ = sudut antara permukaan intan yang berhadapan = 136 σ = besarnya tegangan (kg/mm 2 ) P = beban yang diberikan (kg) A0 = Luas penampang awal benda uji (mm 2 ) e = Besar regangan (kg/mm 2 ) E = Besar modulus elastisitas (kg/mm 2 ) σ = Tegangan (kg/mm 2 ) UTS = kekuatan tarik (N/m 2 ) YS = kekuatan luluh (N/m 2 ) EL = elongasi (%) xv

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Data Uji Keras... Lampiran 2 Data Uji Tarik... Lampiran 3 Grafik Uji Tarik (starting material/1a)... Lampiran 4 Grafik Uji Tarik (starting material/1b)... Lampiran 5 Grafik Uji Tarik (starting material/1c)... Lampiran 6 Grafik Uji Tarik (tanpa anneal/2a)... Lampiran 7 Grafik Uji Tarik (tanpa anneal/2b)... Lampiran 8 Grafik Uji Tarik (tanpa anneal/2c)... Lampiran 9 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 30 menit/3a).. Lampiran 10 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 30 menit/3b) Lampiran 11 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 30 menit/3c)... Lampiran 12 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 60 menit/4a) Lampiran 13 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 60 menit/4b)... Lampiran 14 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 300ºC - 60 menit/4c) Lampiran 15 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 325ºC - 30 menit/5a).,.. Lampiran 16 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 325ºC - 30 menit/5b) Lampiran 17 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 325ºC - 30 menit/5c) Lampiran 18 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 325ºC - 60 menit/6a)... Lampiran 19 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 325ºC - 60 menit/6b) Lampiran 20 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 325ºC - 60 menit/6c) Lampiran 21 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 350ºC - 30 menit/7a) Lampiran 22 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 350ºC - 30 menit/7b) Lampiran 23 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 350ºC - 30 menit/7c)... Lampiran 24 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 350ºC - 60 menit/8a) Lampiran 25 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 350ºC - 60 menit/8b)... Lampiran 26 Grafik Uji Tarik (Spesimen anneal 350ºC - 60 menit/8c) xvi