SEMINAR NASIONAL ke 8 Tahun 2013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi

dokumen-dokumen yang mirip
Pengaruh Temperatur Proses Aging Terhadap Karakteristik Material Komposit Logam Al-Sic Hasil Stircasting

ANALISA PENGARUH AGING 400 ºC PADA ALUMINIUM PADUAN DENGAN WAKTU TAHAN 30 DAN 90 MENIT TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

Jurnal Flywheel, Volume 1, Nomor 2, Desember 2008 ISSN :

Gugun Gumilar Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Mesin Universitas Gunadarma Depok. Abstraksi

ANALISIS SIFAT FISIS DAN MEKANIS ALUMINIUM (Al) PADUAN DAUR ULANG DENGAN MENGGUNAKAN CETAKAN LOGAM DAN CETAKAN PASIR

Pengaruh Waktu Penahanan Artificial Aging Terhadap Sifat Mekanis dan Struktur Mikro Coran Paduan Al-7%Si

VARIASI PENAMBAHAN FLUK UNTUK MENGURANGI CACAT LUBANG JARUM DAN PENINGKATAN KEKUATAN MEKANIK

BAB I PENDAHULUAN. Aluminium (Al) adalah salah satu logam non ferro yang memiliki. ketahanan terhadap korosi, dan mampu bentuk yang baik.

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

ANALISIS STRUKTUR MIKRO CORAN PENGENCANG MEMBRAN PADA ALAT MUSIK DRUM PADUAN ALUMINIUM DENGAN CETAKAN LOGAM

PENGARUH PENAMBAHAN TEMBAGA (Cu) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PADUAN ALUMINIUM-SILIKON (Al-Si) MELALUI PROSES PENGECORAN

BAB I PENDAHULUAN. Penemuan logam memberikan manfaat yang sangat besar bagi. kehidupan manusia. Dengan ditemukannya logam, manusia dapat

PENGARUH PENAMBAHAN Mg TERHADAP SIFAT KEKERASAN DAN KEKUATAN IMPAK SERTA STRUKTUR MIKRO PADA PADUAN Al-Si BERBASIS MATERIAL PISTON BEKAS

PENGARUH PUTARAN TERHADAP LAJU KEAUSAN Al-Si ALLOY MENGGUNAKAN METODE PIN ON DISK TEST

ANALISIS HASIL PENGECORAN ALUMINIUM DENGAN VARIASI MEDIA PENDINGINAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGARUH PENAMBAHAN NIKEL TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KEKERASAN PADA BESI TUANG NODULAR 50

BAB I PENDAHULUAN. Dalam membuat suatu produk, bahan teknik merupakan komponen. yang penting disamping komponen lainnya. Para perancang, para

PENGARUH Cu PADA PADUAN Al-Si-Cu TERHADAP PEMBENTUKAN STRUKTUR KOLUMNAR PADA PEMBEKUAN SEARAH

BAB IV HASIL DAN ANALISA. Gajah Mada, penulis mendapatkan hasil-hasil terukur dan terbaca dari penelitian

BAB I PENDAHULUAN. berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi yang selalu. sehingga tercipta alat-alat canggih dan efisien sebagai alat bantu dalam

Analisa Pengaruh Aging 450 ºC pada Al Paduan dengan Waktu Tahan 30 dan 90 Menit Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis

BAB I PENDAHULUAN. dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian. dituangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli

PENGARUH PERLAKUAN PANAS DAN PENUAAN TERHADAP SIFAT MEKANIS PADA MATERIAL KOMPOSIT MATRIK Al-4,5%Cu-4%Mg / 10%SiC (p)

PEMBUATAN BRACKET PADA DUDUKAN CALIPER. NAMA : BUDI RIYONO NPM : KELAS : 4ic03

ANALISA PENGARUH PENGECORAN ULANG TERHADAP SIFAT MEKANIK PADUAN ALUMUNIUM ADC 12

TUGAS AKHIR. Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

NASKAH PUBLIKASI ILMIAH ANALISA PENGARUH SOLUTION TREATMENT PADA MATERIAL ALUMUNIUM TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

PENGARUH JARAK DARI TEPI CETAKAN TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KEKERASAN PADA CORAN ALUMINIUM

TUGAS AKHIR PENGARUH ELEKTROPLATING TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS ALUMINIUM PADUAN

PENGARUH PERLAKUAN PANAS DAN PENUAAN TERHADAP SIFAT MEKANIS PADA MATERIAL KOMPOSIT MATRIK LOGAM DENGAN PENGUAT 7,5% Al 2 O 3 (p)

PENGARUH TEKANAN INJEKSI PADA PENGECORAN CETAK TEKANAN TINGGI TERHADAP KEKERASAN MATERIAL ADC 12

PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN KANDUNGAN SILICON TERHADAP NILAI KEKERASAN PADUAN Al-Si

ANALISIS KEGAGALAN PISTON SEPEDA MOTOR BENSIN 110 cc

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH WAKTU PENIUPAN PADA METODA DEGASSING JENIS LANCE PIPE, DAN POROUS PLUG TERHADAP KUALITAS CORAN PADUAN ALUMINIUM A356.

Simposium Nasional RAPI XI FT UMS 2012 ISSN :

NASKAH PUBLIKASI ILMIAH

PENGARUH TEKANAN, TEMPERATUR DIE PADA PROSES SQUEEZE CASTING TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PISTON BERBASIS MATERIAL BEKAS

ANALISA SIFAT MEKANIK PROPELLER KAPAL BERBAHAN DASAR ALUMINIUM DENGAN PENAMBAHAN UNSUR Cu. Abstrak

STUDI KEKUATAN IMPAK PADA PENGECORAN PADUAL Al-Si (PISTON BEKAS) DENGAN PENAMBAHAN UNSUR Mg

Pengaruh Tekanan, Temperatur Die Pada Proses Squeeze Casting Terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro Pada Material Piston Berbasis Material Piston Bekas

BAB I PENDAHULUAN. tinggi,menyebabkan pengembangan sifat dan karakteristik aluminium terus

Pengaruh Temperatur Bahan Terhadap Struktur Mikro

TUGAS AKHIR. BIDANG TEKNIK PRODUKSI DAN PEMBENTUKAN MATERIAL PENGARUH PENAMBAHAN LARUTAN MnCl2.H2O TERHADAP SIFAT MEKANIK PADUAN ALUMINIUM AA 7075

TUGAS AKHIR STUDI TENTANG PENAMBAHAN UNSUR PADA ALUMINIUM PADUAN PISTON SEPEDA MOTOR TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

PENGARUH TEMPERATUR CETAKAN PADA PENGECORAN SQUEEZE TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS ALMINIUM DAUR ULANG (Al 6,4%Si 1,93%Fe)

PENGUJIAN KEKUATAN TARIK PRODUK COR PROPELER ALUMUNIUM. Hera Setiawan 1* Gondangmanis, PO Box 53, Bae, Kudus 59352

ANALISIS PENGARUH TEMPERATUR PENUANGAN DAN TEMPERATUR CETAKAN TERHADAP SIFAT MEKANIS BAHAN PADUAN Al-Zn

Momentum, Vol. 10, No. 2, Oktober 2014, Hal ISSN

Analisis Sifat Fisis dan Mekanis Pada Paduan Aluminium Silikon (Al-Si) dan Tembaga (Cu) Dengan Perbandingan Velg Sprint

14. Magnesium dan Paduannya (Mg and its alloys)

Pengaruh Variasi Komposisi Kimia dan Kecepatan Kemiringan Cetakan Tilt Casting Terhadap Kerentanan Hot Tearing Paduan Al-Si-Cu

ANALISIS SIFAT MEKANIK MATERIAL TROMOL REM SEPEDA MOTOR DENGAN PENAMBAHAN UNSUR CHROMIUM TRIOXIDE ANHYDROUS (CrO 3 )

Perbaikan Sifat Mekanik Paduan Aluminium (A356.0) dengan Menambahkan TiC

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. Pembuatan spesimen dilakukan dengan proses pengecoran metode die

PENGARUH DEOKSIDASI ALUMINIUM TERHADAP SIFAT MEKANIK PADA MATERIAL SCH 22 Yusup zaelani (1) (1) Mahasiswa Teknik Pengecoran Logam

PENGARUH UNSUR Mn PADA PADUAN Al-12wt%Si TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK LAPISAN INTERMETALIK PADA FENOMENA DIE SOLDERING SKRIPSI

BAB I PENDAHULUAN. Luasnya pemakaian logam ferrous baik baja maupun besi cor dengan. karakteristik dan sifat yang berbeda membutuhkan adanya suatu

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

ANALISIS STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK BAJA MANGAN AUSTENITIK HASIL PROSES PERLAKUAN PANAS

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah

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

PENGARUH UNSUR ALUMINIUM DALAM KUNINGAN TERHADAP KEKERASAN, KEKUATAN TARIK, DAN STRUKTUR MIKRO

Momentum, Vol. 10, No. 2, Oktober 2014, Hal ISSN

VARIASI UKURAN PASIR CETAK TERHADAP KEKERASAN DAN KEKUATAN TARIK CORAN SCRAP PISTON SEPEDA MOTOR. Sigit Gunawan 1, Sigit Budi Hartono 2 2.

STUDI BAHAN ALUMUNIUM VELG MERK SPRINT DENGAN METODE TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

ANALISIS PEMBUATAN HANDLE REM SEPEDA MOTOR DARI BAHAN PISTON BEKAS. Abstrak

ANALISIS SIFAT FISIS DAN MEKANIS ALUMUNIUM PADUAN Al, Si, Cu DENGAN CETAKAN PASIR

I. PENDAHULUAN. Aluminium merupakan logam yang banyak digunakan dalam komponen

PENGEMBANGAN MEKANISME DAN KUALITAS PRODUKSI SEPATU KAMPAS REM BERBAHAN ALUMUNIUM DAUR ULANG DENGAN METODE PENGECORAN SQUEEZE

PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN TEMPERATUR CETAKAN PADA HIGH PRESSURE DIE CASTING (HPDC) BERBENTUK PISTON PADUAN ALUMINIUM- SILIKON

ANALISA PERBEDAAN SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PISTON HASIL PROSES PENGECORAN DAN TEMPA

BAB IV HASIL DAN ANALISA. pengujian komposisi material piston bekas disajikan pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Material Piston Bekas

ISSN hal

PENGECORAN SUDU TURBIN AIR AKSIAL KAPASITAS DAYA 102 kw DENGAN BAHAN PADUAN TEMBAGA ALLOY 8A

BAB II DASAR TEORI AAXXX.X

BAB I PENDAHULUAN. walaupun harga produk luar jauh lebih mahal dari pada produk lokal. yang menjadi bahan baku utama dari komponen otomotif.

UNIVERSITAS DIPONEGORO

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. mengenai hubungan antara komposisi dan pemprosesan logam, dengan

ringan, mempunyai ketahanan korosi yang baik dan hantaran listrik yang baik dan sifat-sifat baik lainya sebagai sifat logam, selain itu aluminium juga

BESI COR. 4.1 Struktur besi cor

PENGOLAHAN LIMBAH TEMBAGA DAN TIMAH SEBAGAI BAHAN KOMPONEN RADIATOR

PENGARUH MEDIA PENDINGIN TERHADAP BEBAN IMPAK MATERIAL ALUMINIUM CORAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. terhadap pergeseran cermin untuk menentukan faktor konversi, dan grafik

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH VARIASI DIMENSI CIL DALAM (INTERNAL CHILL) TERHADAP CACAT PENYUSUTAN (SHRINKAGE) PADA PENGECORAN ALUMINIUM 6061

MATERIAL TEKNIK LOGAM

KETAHANAN AUS DAN KEKERASAN KOMPOSIT MATRIK ALUMINIUM (AMCS) PADUAN ALUMINIUM Al-Si DITAMBAH PENGUAT SiC DENGAN METODE STIR CASTING

ANALISIS KETAHANAN SAMBUNGAN KELING PADA ALUMUNIUM 2024 DENGAN KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO

ANALISIS SIFAT MEKANIS ANTARA NOKEN AS STANDAR DAN NOKEN AS REKONDISI PADA SEPEDA MOTOR

Abstraksi. Kata Kunci : Mikrostruktur, Kekerasan, AC4C, ADC12

BAB I PENDAHULUAN. industri terus berkembang dan di era modernisasi yang terjadi saat. ini, menuntut manusia untuk melaksanakan rekayasa guna

PENGARUH HEAT TREATMENT TERHADAP PERUBAHAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA VELG MERK STOMP YANG MEMENUHI STANDART ASTM

PENGARUH PERBANDINGAN GAS NITROGEN DAN LPG PADA PROSES NITROKARBURISING DALAM REAKTOR FLUIDIZED BED TERHADAP SIFAT MEKANIS BAJA KARBON RENDAH

TUGAS PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK II CETAKAN PERMANEN

BAB III METODE PENELITIAN

KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK PADUAN ALUMINIUM AA.319-T6 AKIBAT PENGARUH VARIASI TEMPERATUR AGING PADA PROSES PRECIPITATION HARDENING

Studi Pengaruh Temperatur Tuang Terhadap Sifat Mekanis Pada Pengecoran Paduan Al-4,3%Zn Alloy

ANALISIS PENGARUH TEMPERATUR AGING TERHADAP NILAI KEKERASAN PADUAN ALUMNIUM AA 356 HASIL PROSES CASTING

Transkripsi:

SEMINAR NASIONAL ke 8 Tahun 013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi PERUBAHAN STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIS MATERIAL KOMPOSIT LOGAM Al-SiC/p AKIBAT KENAIKAN TEMPERATUR HEAT TREATMENT Juriah Mulyanti Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Janabadra Yogyakarta Jalan Tentara Rakyat Mataram No. 55-57 Yogyakarta email : jm.yanti@ymail.com ABSTRAK Pengurangan berat komponen kendaraan bermotor merupakan salah satu tujuan utama dalam pengurangan penggunaan bahan bakar sehingga kemudian dapat juga mengurangi polusi dari gas buang hasil pembakaran yang sudah sangat tinggi di beberapa negara/daerah. Aluminium memiliki berat jenis yang ringan, memiliki ketahanan korosi yang tinggi dan membutuhkan energi yang lebih kecil dalam proses fabrikasi dibandingkan dengan besi dan baja. Selain itu sifat-sifat mekanis aluminium dapat ditingkatkan dengan penambahan unsur-unsur paduan (alloying) dan proses perlakuan panas (heat treatment). Pembuatan material komposit Aluminium adalah usaha meningkatkan keunggulan serta meminimalisir kekurangan sifat material logam paduan Aluminium. Penelitian ini akan melihat perubahan struktur mikro dan sifat mekanis dari material logam Al-Si dengan penambahan partikel SiC sebanyak 30% volume berat matrik paduan Al-Si hypoeutectic. yang mendapat perlakuan panas dengan temperatur yang berbeda. Pembuatan komposit dilakukan dengan menggunakan proses stircasting pada temperatur 650 o C dengan kecepatan pengadukan 50 rpm, selama 5 menit. Proses perlakuan panas (heat treatment) dilakukan pada temperatur 100ºC, 00ºC dan 300ºC, selama jam. Hasil pengujian yang dilakukan pada material, sebelum dan sesudah proses heat treatment, menunjukkan bahwa proses heat treatment pada material komposit logam Al-SiC/p memberi peningkatan sifat mekanis yang baik. Pengamatan pada struktur mikro material memperlihatkan bahwa distribusi partikel penguat SiC terdispersi secara lebih merata pada temperatur pemanasan 00ºC dan menghasilkan data sifat mekanis yang paling baik dibanding proses heat treatment pada temperatur 100ºC dan 300ºC. Kata Kunci : komposit material logam Al-SiC/p, struktur mikro, sifat mekanis, temperatur heat treatment. PENDAHULUAN Material komposit logam adalah salah satu jenis material yang belakangan gencar diteliti, beberapa hasil penelitian telah diproduksi masal dan digunakan. Aluminium dan paduannya adalah material logam yang paling umum dipakai karena beberapa kelebihannya, dan pengembangan komposit aluminium adalah proses inovasi untuk meningkatkan keunggulan serta meminimalisir kekurangannya. Komposit logam, atau dikenal dengan Komposit Matrik Logam (KML) adalah kombinasi dari dua material atau lebih dimana logam sebagai matrik dan keramik sebagai penguat. Umumnya aluminium dipilih sebagai matrik karena material ini ringan dan mudah difabrikasi. Permasalahannya adalah material ini mempunyai kekuatan yang lebih rendah dibandingkan material komersil lainnya seperti besi tuang, baja maupun tembaga. Namun demikian aluminium dapat ditingkatkan kekuatannya melalui proses pemaduan (alloying) dan perlakuan panas (heat treatment) dengan proses penuaan (aging). Pemaduan aluminium (aluminium alloy) diperoleh dengan penambahan tembaga, magnesium, silikon, mangan, seng, nikel, dan lain sebagainya, secara satu persatu atau bersama-sama, akan memperbaiki sifat aluminium murni, seperti kekuatan tarik, ketahanan korosi, ketahanan aus, koefisien pemuaian rendah, dan masih banyak lagi. Dengan adanya konsep pengembangan material komposit maka aluminium dapat dikombinasikan dengan material keramik yang bertujuan untuk mendapatkan sifat fisis dan mekanis yang lebih unggul, seperti kekuatan modulus spesifik (specific strength and modulus) yang tinggi dengan berat yang rendah. Semakin berkembangnya teknologi material komposit, maka alternatif untuk membuat suatu material baru yang lebih menguntungkan dengan sifat mekanik dan fisis yang sesuai kebutuhan, akan semakin luas. Aluminium Matrix Composite (AMC) adalah campuran antara konstituen diskret berupa partikel atau fiber dari karbida (SiC), oksida (Al O 3 ) atau grafit (C) yang terdistribusi secara merata pada matrik yang kontinu berupa logam aluminium. Jumlah kandungan diskret berkisar dari beberapa persen sampai maksimum 70%. Tujuan dari pembuatannya adalah untuk membuat material baru yang sifat-sifatnya tidak mungkin diperoleh aluminium monolitik, diantaranya adalah memiliki batas ketahanan terhadap temperatur lebih tinggi, serta sifat mekanik yang lebih tinggi. Logam aluminium dan paduannya mempunyai kekuatan modulus yang rendah dibandingkan baja. Namun bila aluminium tersebut ditambahkan keramik sebagai penguat maka rasio kekuatan dan modulus material komposit ini akan meningkat secara signifikan bahkan melebihi besi tuang dan baja (John V. Foltz, 199). Penelitian ini dilakukan pada komposit logam Al-SiC/p hasil proses stircasting paduan Al-Si SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 013 M 105

SEMINAR NASIONAL ke 8 Tahun 013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi dengan partikel keramik SiC. Sedangkan alasan pemilihan penggunaan paduan aluminium Al-Si dalam penelitian ini adalah karena paduan ini sangat banyak dipakai. Produksi paduan Al-Si mencapai 85% sampai dengan 90% dari total produksi paduan aluminium untuk cor cetak (John E.Gruzlesky, Bernard M.Closset, 1999). Hal ini disebabkan oleh kelebihannya yang menyolok, seperti sifat kecairannya yang sangat baik, mempunyai permukaan hasil coran yang bagus sekali dan tanpa kegetasan panas. Sebagai tambahan, paduan Al-Si juga mempunyai ketahanan korosi yang baik, sangat ringan, koefisien pemuaian yang kecil dan sebagai penghantar yang baik untuk panas dan listrik (Tata Surdia, Shinroku Saito, 005). Karena sifat kecairannya itulah paduan Al-Si sangat cocok diproduksi dengan proses pengecoran (casting), dimana produksinya di Indonesia pada umumnya dilakukan dengan proses tersebut. Metode pembuatan komposit logam Al- SiC/p pada penelitian ini dilakukan dengan proses stircasting, yaitu pencampuran pada fase cair (liquid state). Material paduan aluminium diperoleh dari proses peleburan yang dilanjutkan dengan penambahan penguat berupa partikel keramik (SiC/p) dengan menggunakan proses pengadukan agar terjadi dispersi partikel keramik yang merata. Keuntungan metode stircasting adalah prosesnya yang sederhana, fleksibel dan dapat digunakan untuk produk dalam jumlah besar, serta dapat mereduksi final cost dari suatu proses. Metode ini paling ekonomis dalam pembuatan komposit dan memungkinkan digunakan untuk proses fabrikasi dengan skala besar. Proses heat treatment (proses penuaan atau aging) telah biasa dilakukan pada paduan aluminium untuk meningkatkan kekuatannya. Proses heat treatment yang dilakukan pada komposit logam Al-SiC/p ini untuk mengetahui pengaruh kenaikan temperatur heat treatment terhadap perubahan struktur mikro dan sifat mekanis komposit logam tersebut. METODE PENELITIAN Kegiatan penelitian yang dilakukan difokuskan pada pembuatan material komposit matriks logam yang menggunakan logam matrik paduan Al-Si hypoeutectic (Si < 11,7%) dengan bahan penguat silikon karbida (SiC) dalam bentuk partikel, serta proses pembuatan material komposit matrik logam yang menggunakan metode stircasting. Parameter proses, meliputi : 1. Bahan baku paduan Al-Si hypoeutectic terdiri dari ingot aluminium AA1100 (Al-99,0%, Si+Fe-1,0% max, Cu-0,1% max), produk PT. Krakatau Prima Dharma Sentana, serta master alloy Al-4%Si dan logam Mg. Ukuran partikel SiC yang dipakai sebagai bahan penguat adalah 00 mesh. 3. Volume fraksi SiC sebanyak 30% berat logam matrik. 4. Proses stircasting dilakukan pada dapur krusibel (crussible furnace), kondisi pengadukan ditetapkan pada temperatur 650 o C, dengan kecepatan pengadukan 50 rpm dalam waktu 5 menit. 5. Proses heat treatment dilakukan selama jam pada muffle furnace, dengan variasi temperatur pemanasan 100ºC, 00ºC dan 300 o C. 6. Untuk mengetahui perubahan sifat fisis yang terjadi dilakukan pengujian-pengujian yang meliputi pengujian komposisi untuk memastikan komposisi paduan Al-Si hypoeutectic yang diinginkan, dan pengujian metalografi untuk melihat perubahan struktur mikro yang terjadi. Sedangkan untuk mengetahui perubahan sifat mekanis material dilakukan pengujian kekerasan, pengujian aus dan pengujian tarik pada masing-masing benda uji sebelum dan sesudah proses heat treatment. 7. Proses stircasting untuk pembuatan material komposit Al-SiC/p, serta pengujian komposisi, pengujian tarik dan kekerasan, dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Metalurgi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Kompleks Puspitek, Serpong, Tangerang. 8. Sedangkan uji aus dan metalografi dilaksanakan di Laboratorium Ilmu Logam Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Janabadra, Yogyakarta. DATA DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengamatan Struktur Mikro Gambar 1. memperlihatkan struktur mikro dari logam paduan Al-Si hypoeutectic hasil peleburan. Sedangkan struktur mikro komposit logam paduan Al-SiC/p sebelum diproses perlakuan panas terlihat pada Gambar. Stuktur mikro hasil proses solution heat treatment pada temperatur 100 C, 00 C dan 300 C untuk material komposit logam Al-SiC/p ditunjukkan pada Gambar 3 sampai dengan Gambar 5. Dari pengamatan mikroskop optik pada sampel hasil proses solution heat treatment (aging) pada komposit logam Al-SiC/p, sebelum dilakukan aging terlihat bahwa fasa yang terbentuk di dalam paduan matrik adalah Mg Si (bintik-bintik hitam di dalam butir larutan padat ) dan AlFeSi pada batas butir. Fasa Mg Si adalah merupakan presipitasi dari paduan Al - 7,14%Si - 0,589%Mg yang merupakan fasa penguatan (strengthening phase) di dalam paduan matrik. Pembentukan presipitasi Mg S pada masing-masing sampel uji tidak sama SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 013 M 106

SEMINAR NASIONAL ke 8 Tahun 013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi satu sama lain. Hal ini sebagai akibat dari kondisi proses pengadukan. Gambar 1. Struktur mikro logam paduan Al-Si Mg Si Gambar 3. Struktur mikro komposit Al-SiC/p, perlakuan panas 100ºC MgAl O 4 MgAl O 4 Gambar 4. Struktur mirkro komposit Al-SiC/p, perlakuan panas 00 C. SiC/p MgAl O 4 Gambar. Struktur mirkro komposit Al-SiC/p Sedangkan pembentukan presipitasi Mg Si hampir tidak terlihat. Hal ini mungkin terjadi karena perubahan komposisi kimia dari matrik. Oleh karena itu, peningkatan sifat mekanik (kekuatan tarik, kekerasan dan ketahanan aus) semata-mata bukan dihasilkan dari pembentukan presipitasi Mg Si melainkan oleh adanya partikel SiC yang mengendap di dalam paduan matriks. Selain itu, spinel MgAl O 4 terbentuk dari hasil reaksi oksida Al dengan magnesium (Mg). Pada umumnya pengaruh temperatur heat treatment dari 100 o C hingga 300 o C pada material komposit dapat meningkatkan sifat mekanik. Sedangkan pengaruh pada temperatur aging 300 o C dapat menurunkan kekuatan tariknya dan nilai kekerasannya. Hal ini menunjukkan bahwa proses solution heat treatment pada material Al-SiC/p lebih optimal pada temperatur aging 00 o C, seperti ditunjukkan pada gambar 4, dimana partikel SiC yang terendapkan dan menjadi senyawa MgAl O 4 cukup banyak. Reaksi pembentukan spinel yang diperkirakan terjadi (Mark A. Occhionero, Robert A. Hay, Richard W. Adams, Kevin P. Fennessy, Glenn Sundberg, 000) adalah : Mg Al O MgAl O MgO Al O3 MgAl O4 Mg 4/3Al O MgAl O 3 SiO Al Mg MgAl O B. Pengujian Komposisi Pengujian komposisi kimia yang dilakukan dari hasil peleburan Al-AA1100 dan pemadu FeSi, memperlihatkan material paduan Al-Si hypoeutectic seperti yang diinginkan. Tabel. memperlihatkan hasil pengujian komposisi kimia menggunakan spektrometer. Pengujian komposisi kimia paduan Al-Si memperlihatkan kandungan unsur Cu dan Zn yang relatif besar (rata-rata,673% Cu dan 1,997% Zn), serta unsur Mg (0,589%), mempengaruhi penyebaran partikel pada matriks logam yang merata sehingga menaikkan sifat mekanis material. Hal ini disebabkan karena Cu dan Zn dapat menekan titik pembekuan logam cair dan berakibat rendahnya konsentrasi gas hydrogen yang berada di dalamnya, sehingga mengurangi pengelompokan pengendapan partikel serta menaikkan kekerasan dan kekutan tariknya. Sedangkan keberadaan Mg memepengaruhi pengikatan Si dan kelarutannya dalam larutan. 4 4 4 Gambar 5. Struktur mirkro komposit Al-SiC/p, perlakuan panas 300 C. Tampak bahwa partikel SiC terdistribusi di dalam matrik paduan Al-Si-Mg seperti ditunjukkan pada gambar 3 sampai dengan gambar 5. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 013 M 107

Nilai Kekesaran [HB] SEMINAR NASIONAL ke 8 Tahun 013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi Gambar 6. Grafik prosentase unsur paduan hypoeutectic Al-Si C. Pengujian Kekerasan Brinell Hasil pengujian kekerasan brinell material komposit logam paduan Al-SiC/p sebelum dan sesudah proses heat treatment ditunjukkan pada Tabel 1. Tabel 1. : Hasil pengujian kekerasan Persentasi Unsur Paduan Al-Si Hypoeutectic Kekerasan [HB] I II III Cu Mg Si Fe Mn Ni Zn Ratarata KA0-1 (as cast) 99.3 101.4 113. 104.63 KA0- (as cast) 10.3 103. 105.6 103.70 KA0-3 (as cast) 118.8 100.8 104.7 108.10 KA1-1 (100) 169.9 159.1 146. 158.40 KA1- (100) 141.6 147.1 17.5 138.73 KA1-3 (100) 136.7 139.5 16. 146.13 KA-1 (00) 108.4 149.4 164.4 140.73 KA- (00) 177 116.8 133 155.00 KA-3 (00) 159.4 137.8 163.70 153.63 KA3-1 (300) 139.3 118.8 15.3 13.30 KA3- (300) 101. 13.4 137.9 10.83 KA3-3 (300) 117.80 119.5 101. 11.83 Hasil pengujian kekerasan Brinell paduan Al-Si dan material komposit logam Al-SiC/p seperti ditunjukkan pada tabel 1, terlihat kecenderungan sifatnya pada gambar 7, menunjukkan adanya perubahan nilai kekerasan akibat perbedaan temperatur pemanasan pada proses heat treatment. Dari grafik hubungan temperatur pemanasan heat treatment terhadap kekerasan, secara umum menunjukkan bahwa dengan meningkatnya temperatur pemanasan sampai dengan 00 C, menunjukkan adanya peningkatan kekerasan. Pada pemanasan heat treatment 300 C terlihat penurunan nilai kekerasannya, hal ini dipengaruhi oleh terjadinya perubahan struktur mikro dari matrik akibat adanya reaksi antara logam dengan kompositnya. Gambar 7 memperlihatkan grafik nilai kekerasan terhadap perubahan temperatur heat treatment. Pada paduan Al - 7,14%S - 1%Mg dengan fraksi penguat 30% SiC hasil proses proses solution heat treatment-artificial aging pada temperatur 100 o C dengan waktu aging jam, nilai kekerasan mencapai sekitar 147,75 HB kemudian dengan bertambahnya temperatur heat treatment (00 o C) nilai kekerasan meningkat hingga mencapai sekitar 149,79 HB, tapi menurun pada pemanasan 300 C menjadi 11,99 HB. Hal ini menunjukkan bahwa nilai kekerasan hasil proses solution heat treatment pada material komposit logam paduan Al-Si dengan penguat partikel SiC lebih tinggi dari maerial as cast tanpa proses heat treatment, dan temperatur pemanasan 00 o C memberi nilai kekerasan yang lebih tinggi. Hasil Pengujian Kekerasan [HB] 00 150 100 50 0 KA0 (as cast) KA1 (100) KA (00) KA3 (300) Gambar 7. Grafik hasil pengujian kekerasan terhadap perubahan temperatur heat treatment D. Pengujian Tarik Hasil pengujian tarik material komposit logam paduan Al-SiC/p sebelum dan sesudah proses perlakuan panas terlihat pada Tabel 3. Berdasarkan data hasil pengujian tarik yang dipaparkan dalam bentuk grafik seperti ditunjukkan pada gambar 8. terlihat bahwa pengaruh temperatur heat treatment 100 o C, 00 o C dan 300 C pada waktu jam menunjukkan perubahan nilai kekuatan tarik yang cenderung meningkat dibandingkan kekuatan tariknya sebelum dilakukan perlakuan panas. Meningkatnya nilai kekuatan tarik pada paduan matriks Al - 7,14%Si - 1%Mg diperoleh dari fasa presipitasi MgAl O 3 yang terbentuk dari hasil proses solution heat treatment-artificial aging pada temperatur 100 o C. Kemudian dengan naiknya temperatur heat treatment 00 o C, nilai kekuatan tariknya meningkat. Hal ini menunjukkan bahwa variasi temperatur aging dapat meningkatkan kekuatan tarik pada paduan matriks Al - 7,14%Si - 1%Mg, Nilai kekuatan tarik dari material komposit logam Al-SiC/p yang dilakukan proses solution heat treatment pada temperatur aging 100 o C dengan waktu heat treatment jam, adalah 111.4 N/mm kemudian dengan naiknya temperatur heat treatment 00 o C, nilai kekuatan tarik meningkat sekitar 147,7 N/mm. Sedangkan pemanasan 300 C terlihat nilai kekuatan tarik hasil proses solution heat treatment adalah sebesar 115,9 N/mm. Tetapi SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 013 M 108

Kekuatan Tarik [N/mm ] Nilai Keausan [gram/m] SEMINAR NASIONAL ke 8 Tahun 013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi walaupun lebih rendah dari pada pemanasan dengan 00 C, tetapi tetap lebih tinggi dari paduan matrik tanpa perlakuan panas. Demikian pula halnya dengan nilai perpanjangan/perubahan panjang akibat uji tarik, terlihat kecenderungan yang sama dengan kekuatan tariknya. 150 100 50 00 E. Pengujian Keausan Pengujian Tarik [N/mm ] KA0 (as cast) KA1 KA KA3 Kode sampel Gambar 8. Grafik hasil pengujian tarik terhadap perubahan temperatur heat treatment Hasil pengujian keausan abrasif pada paduan material komposit logam Al-SiC/p sebelum dan setelah dilaku panas, ditunjukkan pada Tabel 4. kemudian diplot ke dalam bentuk grafik seperti ditunjukkan pada gambar 9. terlihat bahwa pengaruh temperatur heat treatment 100 o C, 00 o C dan 300 C pada waktu aging jam menunjukkan perubahan nilai kehilangan berat yang cenderung menurun atau dengan kata lain ketahanan ausnya meningkat. 15 10 5 0 Hasil Uji Keausan [gram/m] KA0 (as cast) KA1 (100) KA (00) KA3 (300) Gambar 9. Grafik nilai keausan terhadap perubahan temperatur aging Kode Sampel Tabel. : Hasil Pengujian Komposisi Persentasi Unsur-unsur Paduan Hypoeutectic Al-Si Cu Mg Si Fe Mn Ni Zn Pb Sn Ti Cr KA0-1,48 0,596 7,16 1,005 0,487 0,51 1,777 0,1 0,09 0,05 0,1 KA0-,573 0,6 7,117 0,998 0,553 0,491 1,985 0,109 0,098 0, 0,113 KA0-3,965 0,55 7,14 1,3 0,448 0,50,3 0,09 0,111 0,198 0,089 Rata-rata,673 0,589 7,140 1,108 0,501 0,505 1,997 0,100 0,100 0,01 0,101 Tabel 3. : Hasil pengujian kekuatan tarik (ºC-4 jam) Kekuatan Tarik (N/mm ) Rerata Kekutan Tarik Perubahan Panjang (ΔL) (mm) 0.33 KA0-1 (as cast) 80.6 KA0- (as cast) 84.7 84.5 0.38 KA0-3 (as cast) 88.3 0.53 KA1-1 (100) 103.9 1.06 KA1- (100) 117.6 111.4 1.1 KA1-3 (100) 11.8 0.53 KA-1 (00) 144.6 1.35 KA- (00) 140.9 147.7 1.8 KA-3 (00) 157.5 1.67 KA3-1 (300) 107.6 0.53 KA3- (300) 14. 115.9 0.83 KA3-3 (300) 118,5 0.78 Rerata ΔL 0.41 0.90 1.61 0.71 SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 013 M 109

SEMINAR NASIONAL ke 8 Tahun 013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi Tabel 4. : Hasil pengujian keausan abrasif W-awal [gr] W-akhir [gr] ΔW [gr] Ø [mm] Keausan [gr/m] Rata-rata Keausan [gr/m] KA0-1 (as cast) 13.0 6.9 5.9 180 10.44 KA0- (as cast) 13.4 6.5 5.8 180 10.6 10.6 KA0-3 (as cast) 14.3 7.7 5.7 180 10.08 KA1-1 (100) 1.8 7.8 5. 180 9.0 KA1- (100) 1.3 9.6 3.8 180 6.7 8.493 KA1-3 (100) 13.4 8.9 5.4 180 9.55 KA-1 (00) 11. 8.3.9 180 5.13 KA- (00) 1.7 7.3 5.4 180 9.55 7.785 KA-3 (00) 11.1 6. 4.9 180 8.67 KA-3 (300) 11.4 7.4 4 180 7.08 KA-3 (300) 1 7.9 4.1 180 7.5 7.903 KA-3 (300) 1.3 7 5.3 180 9.38 Keterangan : W = Berat ΔW = Selisih berat Ø = diameter sampel uji Catatan : Nilai keausan abrasif yang kecil menunjukkan kehilangan berat yang kecil dan itu berarti bahwa material tersebut mempunyai ketahanan aus yang baik. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengujian-pengujian sifat fisis dan mekanis yang telah dilakukan pada material komposit logam Al-SiC/p hasil stircasting, sebelum dan setelah dilakukan proses heat treatment dengan temperatur 100ºC, 00ºC dan 300 C, selama jam, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Proses perlakuan panas (heat treatment) pada material komposit logam Al-SiC/p, akan meningkatkan kekuatan tarik, kekerasan dan ketahanan aus material tersebut.. Pengamatan struktur mikro menunjukkan bahwa distribusi partikel penguat SiC terdispersi secara homogen dan peningkatan jumlah pengendapan partikel yang lebih merata dalam matrik logam paduan pada pemanasan 00 C. 3. Pengendapan partikel yang merata dalam matrik logam paduan akibat heat treatment 00 C, menghasilkan sifat mekanis (kekuatan tarik, ketahanan aus dan kekerasan) yang terbaik dibandingkan dengan temperatur pemanasan heat treatment 100 C dan 300 C. 4. Pemanasan 300 o C pada heat treatment material komposit logam Al-SiC/p menyebabkan butiran fasa struktur mikro material menjadi lebih besar dan hilangnya endapan MgAl O 4, sehingga menurunkan kekuatan tarik, elongasi serta nilai kekerasan dan ketahanan ausnya. of Metal Matrix Composites, Journal of Materials Science, vol 37. No. 5, pp. 955-961. Anne Zulfia Syahrial, April 008, Komposit Aluminium Sebagai Kandidat Material Untuk Komponen Otomotif Masa Depan Di Indonesia, Pidato Pengukuhan Sebagai Guru Besar Dalam Bidang Ilmu Material Komposit, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. Froyen L. and Verlinden B., 1994, Aluminium Metal Matrix Composite Material, Training In Application Technologies. pp. 0-1. John E.Gruzlesky, Bernard M.Closset, 1999, The Treatment of Liquid Aluminum-Silicon Alloy, American Foundrymen s Society, Inc. John V. Foltz, 199, Metal Matrix Composites, dalam ASM Handbook, volume, Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special- Purpose Materials, Ohio, ASM International, Metal Park. Surappa M.K., February/April 003, Aluminium Matrix Composites: Challenges and Opportunities, India, Sādhanā, vol 8, part 1 & Tata Surdia, Shinroku Saito, 005, Pengetahuan Bahan Teknik, PT. Pradnya Paramita, hal 19-135, 89-3. DAFTAR PUSTAKA A.Zulfia and R.J. Hand, 00, The Production of Al-Mg Alloys into SiC Preform in Production SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 013 M 110