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

Laporan Tugas Akhir PENGARUH PENAMBAHAN TEMBAGA (Cu) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PADUAN ALUMINIUM-SILIKON (Al-Si) MELALUI PROSES PENGECORAN Nama Mahasiswa : I Made Pasek Kimiartha NRP : 2710 100 006 Dosen Pembimbing : Dr. Eng. Hosta Ardhyananta, S.T., M.Sc. Ihr Logo

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG Pemakaian aluminium untuk berbagai aplikasi kehidupan manusia semakin diminati, sering disebut logam masa depan (the future metal). Banyak komponen otomotif terbuat dari paduan aluminium khusus nya paduan al-si karena sangat ringan, koefisien pemuaian yang kecil dan ketahanan korosi yang baik. Penambahan tembaga (Cu) pada paduan al-si dapat memberikan kekerasan yang baik pada temperatur tinggi, sehingga cocok dipakai untuk bahan piston motor.

RUMUSAN MASALAH Bagaimana pengaruh penambahan kadar Tembaga (Cu) terhadap kekerasan paduan Aluminum- Silikon (Al-Si)? Bagaimana pengaruh penambahan kadar Tembaga (Cu) terhadap struktur mikro paduan Aluminum- Silikon (Al-Si)?

BATASAN MASALAH Temperatur peleburan homogen Pemaduan dianggap homogen Tidak ada reaksi antara cetakan dengan logam

TUJUAN PENELITIAN Menganalisis pengaruh penambahan Tembaga (Cu) terhadap kekerasan paduan Al-Si Menganalisis pengaruh penambahan Tembaga (Cu) terhadap struktur mikro paduan Al-Si

MANFAAT PENELITIAN Dapat menghasilkan paduan logam melalui proses pengecoran yang diharapkan mempunyai sifat mekanik yang baik sehingga dapat meningkatkan daya guna paduan aluminium dengan mengatur komposisi berat Tembaga (Cu) sehingga bermanfaat untuk pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.

TINJAUAN PUSTAKA

ALUMINIUM Sifat mekanik aluminium (ASM Handbook Vol. 2, 1990) Kemurnian, % Kekuatan Tarik Kekuatan Tarik Yield, ±0,2% Mpa ksi MPa ksi Pemanjanga n dalam 50 mm, % 99,99 10 1,4 45 6,5 50 99,8 20 2,9 60 8,7 45 Sifat termal aluminium (ASM Handbook Vol. 2, 1990) Temperatur lebur Temperatur didih Konduktivitas termal 660,4 C 2494 C 247 W/m.K pada 25 C 90 W/m.K pada 660,4 C

ALUMINIUM Sifat-sifat aluminium menurut Leighou (1953) : Ringan, 1/3 dari bobot besi dan baja. Tahan terhadap korosi Mudah dibentuk Konduktor listrik dan panas yang baik Non magnetic

ALUMINIUM Klasifikasi aluminium tuang sesuai standar AA Kelas 1xx.x 2xx.x 3xx.x 4xx.x 5xx.x 6xx.x 7xx.x 8xx.x 9xx.x Unsur paduan utama Aluminium murni (99,00% atau lebih) Al-Cu alloy Al-Si-Cu dan atau Mg Al-Si Al-Mg Nomor yang tidak digunakan Al-Zn Al-Sn Al dengan unsur-unsur lain

SILIKON Pengaruh sebagai paduan : 1. Mampu cor yang baik 2. Meningkatkan ketahanan korosi Sifat fisik dan mekanik silikon (William C. O Mara, 1990) Si Properties Density 2,3291 g/cm 3 Melting point 1420 C Molecular weight 28.086 Thermal conductivity 1,63 W/(cm K); 1,4 W/(cm K) Thermal expansion 4,05 x 10-6 / K Young s modulus 131 GPa Bulk modulus 102 GPa Shear modulus 79,9 GPa

PADUAN ALUMINIUM-SILIKON Mampu cor (fluiditas) yang baik Ketahanan aus dan korosi yang baik Koef. Ekspansi thermal yang rendah

PADUAN ALUMINIUM-SILIKON Hypoeutektik Eutektik Hypereutektik

TEMBAGA Sifat fisik dan mekanik tembaga Melting point Density Thermal conductivity Elastic modulus Tensile strenght Cu Properties 1083 C 8,95 g/cm 3 391 W/m.K 117 Gpa 150 N/mm 2 Thermal dan elecrical conductivity yang baik Memberikan kekuatan dan kekerasan yang tahan terhadap temperatur tinggi

PENGECORAN (FOUNDRY) Proses pembentukan objek logam Produk sesuai bentuk yang diinginkan Melelehkan atau melebur logam Logam cair mengalami solidifikasi Dituangkan ke dalam cetakan

PENGECORAN (FOUNDRY) Paduan dan komposisi Temperatur mulai cair ( o C) Temperatur berakhir cair ( o C) Temperatur Penuangan ( o C) Al 4,5Cu 521 644 700 780 Al 4Cu 3Si 521 627 700 780 Al 4,5Cu 5Si 521 613 700 780 Al 12Si 574 582 670 750 Al 9,5Si 0,5Mg 557 596 670 740 Al 3,5Cu 8,5Si 538 593 670 740 Al 7Si 0,3Mg 557 613 670 740 Al 4Cu 1,5Mg 2Ni 532 635 700 760 Al 3,8Mg 599 641 700 760 Al 10Mg 499 604 700 760 Al 12Si 0,8Cu 1,7Mg 2,5Ni Al 9Si 3,5Cu 0,8Mg 0,8Ni 538 566 670 740 520 582 670 740

METODOLOGI PENELITIAN

Diagram Alir Penelitian

BAHAN PENELITIAN Paduan Al-Si Batangan Tembaga Batangan

PERALATAN PENELITIAN Furnace (Tungku) Crucible (Krus) Timbangan Digital

PERALATAN PENELITIAN Kikir Kertas Amplas Pyrometer Gergaji Tangan

RANCANGAN PENELITIAN Material Pengujian Tembaga (wt%) Sample Uji Komposisi Uji Metalografi Uji XRD Uji Kekerasan Uji TMA Al-Si 0 1 1 2 2 3 V V V V V 3 4 4 5

PROSES PENGUJIAN Pengujian XRF & EDX Pengujian XRF digunakan untuk mengidentifikasi komposisi kimia dan konsentrasi unsur unsur yang terkandung di dalam material. Pengujian Metalografi Metalografi adalah suatu metode untuk menyelidiki struktur logam dengan menggunakan mikroskop optik dan mikroskop elektron. Pengujian XRD XRD (X-ray Difractometer) merupakan salah satu alat pengujian material yang biasanya digunakan untuk identifikasi unsur atau senyawa (analisis kualitatif) dan penentuan komposisi (analisis kuantitatif).

PROSE PENGUJIAN Pengujian Kekerasan Pengujian kekerasan dilakukan untuk mengetahui kekerasan dari suatu material dengan cara pemberian beban. Pengujian TMA TMA (Thermomechanical Analysis) pada dasarnya adalah teknik yang digunakan untuk mengamati perubahan dimensi material akibat prubahan temperature (ekspansi termal).

Hasil dan Pembahasan

Uji Komposisi Hasil EDX Hasil XRF

Uji Komposisi Faktor-faktor yang dapat menjadi penyebab hasil pengujian yang tidak sesuai tersebut dikarenakan antara lain preparasi sampel uji, konfigurasi alat, dan sensivitas alat yang digunakan dalam pengujian sampel. Ketiga hal tersebut berpengaruh pada hasil pengujian dimana sampel yang diujikan dapat bermacam-macam seperti padatan hingga gas. Konfigurasi dan sensitivitas alat yang bersifat terbatas. Preparasi sampel paduan telah dilakukan dengan meratakan permukaan sampel sehingga faktor yang tersisa yakni alat. Kemungkinan yang dapat terjadi adalah kesalahan dalam pengaturan atau konfigurasi alat, dan sensitivitas alat yang menurun.

Pengamatan Hasil XRD Coran Al-Si-Cu

Pengamatan Struktur Mikro Coran Pengujian Metalografi dilakukan sesuai standar ASTM E407. Larutan etsa yang digunakan adalah campuran antara Aquades 200 ml dan HF (Hydrofluoric Acid) 1 ml.

Pengamatan Struktur Mikro Coran 0 wt% Cu (a) Perbesaran 200x (b) Perbesaran 500x

Hasil Uji Kekerasan

Pengujian Ekspansi Termal

Terima Kasih