NASKAH PUBLIKASI STUDI BAHAN ALUMUNIUM VELG MERK SPRINT DENGAN METODE STANDARD ASTM TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Oleh: ENDRA YULIA PURNOMO NIM: D.200.05.0117 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTAA 2013
STUDI BAHAN ALUMUNIUM VELG MEREK SPRINT DENGAN METODE STANDARD ASTM TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS ENDRA YULIA PURNOMO, BIBIT SUGITO, BAMBANG WF. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Jln. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura ABSTRAKSI Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kualitas dari velg racing merk sprint dan mio dengan pengujian komposisi kimia, struktur mikro, uji tarik, uji impact. Pada penelitian ini bahan yang di gunakan adalah produk aluminium paduan yang digunakan dalam dunia otomotif. Penelitian yang dilakukan adalah meneliti sifat fisis dan mekanik dari produk aluminium paduan yang berupa Velg Racing standar Sprint lalu di bandingkan dengan velg racing standard mio. Adapun evaluasi penelitian yang dilakukan meliputi pengujian komposisi kimia, pengujian struktur mikro, pengujian tarik dan pengujian impak. Data hasil pengujian yang dilakukan diperoleh data uji komposisi kimia diperoleh hasil merk sprint: aluminium 91.183%, sedang unsur campuran yang terbesar silikon yang mencapai 7.58% kemudian Cu mencapai 0,2950%. Foto struktur mikro diambil dengan perbesaran 100X.pada spesimen merek sprint Pengujian tarik harga tegangan tarik maksimal rata-rata merk Sprint: 157.81 MPa, Harga tegangan luluh rata-rata: 92,92 MPa, Harga regangan rata-rata: 12,3 %. Pengujian impak diperoleh harga impak rata-rata merk Sprint: 0,165 J/mm 2. Sedangkan pada spesimen merek mio pada pengujian tarik harga tegangan tarik maksimal rata-rata: 222.12 MPa, Harga tegangan luluh rata-rata: 151,67 MPa, Harga regangan rata-rata: 24,47 %. Pengujian impak diperoleh harga impak rata-rata merk mio: 0.068 J/mm 2. Sedangkan pada spesimen merek Stomp pada pengujian tarik harga tegangan tarik maksimal rata-rata: 170. 44 MPa, Harga tegangan luluh rata-rata: 114.22 MPa, Harga regangan rata-rata: 5.03 %. Pengujian impak diperoleh harga impak rata-rata merk mio: 0.085 J/mm 2. Kata kunci : Velg sprint, Sifat fisis dan mekanis
Pendahuluan Pentingnya penelitian ini di lakukan adalah untuk mengetahui kualitas dari velg racing alumunium, sehingga dapat diketahui ketahanan velg racing standar merek sprint dalam penggunaannya dilapangan. Banyaknya terjadi kecelakaan sepeda motor ada yang diakibatkan oleh velg yang tidak mampu menahan beban karena kondisi velg tersebut tidak stabil, Faktor yang menjadi kendala adalah kondisi jalan yang berlubang dapat mengakibatkan velg mudah pecah Tinjauan Pustaka Anzip A. (2006), melakukan penelitian tentang Paduan Aluminium A356.2. Dengan varian menaikan kandungan unsur Mn yang semula 0.05 %w dinaikkan menjadi; 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4 dan 1.6 %w. Untuk mendapatkan sifat fisis dan mekanis yang diinginkan. Pada paduan ini di beri perlakuan panas dan setelah itu di lakukan pendinginan. Dari pengujian tersebut diperoleh hasil Mn sebesar 1,2%w pada kondisi ini mempunyai nilai Ultimate Tensile Stength 31.58 kg/mm2, elongation 7.54%, kekerasan 90.74 HVN dan kekuatan impak 5.88 J/cm2, dan telah memenuhi standar JIS H 5202 Sumanto (2002), melakukan penelitian tentang penambahan unsur pada Tembaga (Cu) pada Aluminium (Al) terhadap kekuatan tarik dan struktur mikro. Dari hasil penelitian tersebut diperoleh hasil tegangan tarik tertinggi paduan 91,75% Al dan 7,9 Cu dan pada tegangan tarik sebesar 0,16 kg/mm² sedangkan pada hasil pengujian struktur mikro tersebut terdapat unsur paduan lain yaitu CuAl2, dan Mg 2 Si.
Metode peneitian START Studi Pustaka Pengadaan Bahan Pembuatan Spesimen Uji Komposisi Kimia ASM vol Uji Impact ASTM E 23 Uji Tarik ASTM Uji Struktur Mikro ASM vol 9 Data Hasil Penelitian Analisa Data Hasi Pengujian Kesimpula n STOP
Data Hasil Pengujian Komposisi Kimia. Unsur % Si 7.58 Fe 0.2048 Cu 0.2950 Mn 0.2558 Mg 0.2750 Zn 0.0980 Ti 0.0721 Cr 0.0163 Ni 0.0081 Pb 0.0064 Sn 0.0055 Al 91.183 Alumunium murni mempunyai kemurnian hingga 99,96% dan minimal 99%. Zat pengotornya berupa unsur Fe dan Si. Alumunium paduan memiliki berbagai kandungan atom-atom atau unsur-unsur utama (mayor) dan minor. Unsur mayor seperti Mg, Mn, Zn, Cu, dan Si sedangkan unsur minor seperti Cr, Pb, Fe, Ni, Ti, Sn, Dari data hasil komposisi kimia di atas. Material tersebut termasuk jenis aluminium unsur Al-Si-Cu seri F356.0. Karena unsur (Al) 91,183% unsur silicon (Si) mencapai 7,58% dan (Cu) 0,2950%. (ASM Vol.2). Data Hasil Pengujian Struktur Mikro Gambar struktur mikro spesimen velg Sprint pembesaran 100x
Gambar struktur mikro Al Si Alloy 356-F ASM pembesaran.. 100x Dari pengujian struktur mikro ini dapat dicari sifat fisis dan secara fotografis gambar tersebut dapat menunjukan fasa dan memberikan kesimpulan dari komposisi bahan. Dari pengamatan foto mikro diatas dapat dilihat bahwa pada komposisi aluminium eutektik (Al) yang berwarna putih yang berada didasar permukan, untuk silikon (Si) struktur terdiri seperti pasir cor yang berwarna abu-abu tajam. (ASM Vol.9). Data Hasil Pengujian Tarik N o Teg.Luluh (σ Y ) (MPa) 1 99.55 Teg.Luluh (σ Y ) ratarata (MPa) Teg max (σ u ) (MPa) 160.04 Teg max (σ u ) ratarata (MPa) Regang an (ε) (%) 12.9 2 97.68 92.92 155.83 157.81 11 3 81.53 157.57 13 Regang an (ε) rata-rata (%) 12.30 Dari hasil pengujian spesimen tarik diatas didapatkan data bahwa spesimen Sprint tegangan luluh rata rata adalah 92,92 MPa dan tegangan maksimal rata rata adalah157,51 MPa serta harga regangan rata rata adalah 12,3 %. Pada Mio harga tegangan luluh rata rata adalah 151,67 MPa dan tegangan maksimal rata rata adalah
222,12 MPa serta harga regangan rata rata adalah 24,47 %. Pada Stomp harga tegangan luluh rata rata adalah 114,22 MPa dan tegangan maksimal rata rata adalah 170,44 MPa serta harga regangan rata rata adalah 5,03 %. Data Hasil pengujian Impact Energi Sudut Sudut No α ( 0 Terpasang ) β ( 0 ) (J) Energi Terserap (J) Luas (mm²) Harga Impak (J/mm²) 1 151 300 147.0 5.8 31.3 0.184 2 151 300 147.5 5.0 31.5 0.159 3 151 300 147.5 5.0 32.2 0.155 Harga Impact ratarata (J/mm²) 0.165 Pada data hasil pengujian impact, Di dapatkan harga impact rata rata pada specimen sprint lebih tinggi 0.165 dari pada specimen mio 0.068. Dan Stomp 0,085. Pada specimen sprint lebih tangguh dari pada specimen mio dan Stomp. Maka bila spesimen sprint di aplikasikan ke spesimen mio dan Stomp harga impact rata ratanya sudah mencukupi. Sifat dari spesimen sprint lebih tangguh dari spesimen mio dan Stomp. Kesimpulan Dari data hasil penelitian dan analisa pengujian serta pembahasan yang di dapat setelah melakukan pengujian, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : a. Pada pengujian komposisi kimia didapatkan material yang digunakan dalam penelitian merk sprint adalah paduan Al-Si-Cu dengan seri F356.0. b. Hasil pengujian spesimen tarik diatas didapatkan data bahwa spesimen Sprint tegangan luluh rata rata adalah 92,92 MPa dan tegangan maksimal rata rata adalah157,51 MPa serta harga regangan rata rata adalah 12,3 %. c. Hasil pengujian impact didapatkan harga impact rata rata pada specimen sprint 0.165 J/mm 2.
d. Pada pengujian struktur mikro dari spesimen sprint terbuat dari bahan dasar alumiinium dan mempunyai unsur paduan yang didominasi unsur alumunium (Al) dan silikon (Si). Saran Dari hasil proses penelitian penulis mempunyai beberapa saran yang mungkin suatu saat dapat berguna dalam proses pembuatan atau pengembangan penelitian-penelitian yang akan datang, beberapa saran tersebut yaitu : 1. Perlu dilakukan waktu dalam proses pengecoran agar hasil lebih bagus. 2. Jumah ruji bisa di tambah agar lebih kuat pada velg sepeda motor.
DAFTAR PUSTAKA Annual Hand Book ASTM E23 02.Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials 1. Annual Hand Book ASTM B557.Standard Tension Testing Wought And Cast Auminium And Magnesium-Alloy Poducts. Annual Hand Book ASM 2123 Vol.2. Microstructure of Aluminum Alloys. Annual Hand Book ASM 2123 Vol.9. Microstructure of Aluminum Alloys. Anzip A., 2006. Analisis Sifat Mekanik Paduan Aluminium A356.2 Material Velg- Racing Mobil. Tugas Akhir S-1, Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta. Askeland., 1985. The Science And Engineering Of Materias. Dany I. B., Study Penelitian Merk Stomp Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Sebelum Dan Sesudah Di Treatment Dengan Metode Standart ASTM Tugas Akhir S-1, Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta. Groenendijk. G Van der Linde.J Sachri.S,1985, Pengujian Materi, Bina Cipta,IKAPI. http://repository.usu.ac.id/bistream. Di akses selasa,12 Juni 2012.10.00am. Suherman W., 1987. Pengetahuan Bahan. Tehnik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya. Sumanto., 2002. Penambahan Unsur Tembaga (Cu) Pada Aluminium (Al) Terhadap Kekuatan Tarik dan Struktur Mikro. Tugas Akhir S-1, Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta. Surdia, T., Saito,S. 2000. Pengetahuan Bahan Teknik. Cetakan ke-5, PT.Pradnya Paramita. Jakarta. Surdia, T., Chijiwa,K., 2000. Teknik Pengecoran Logam. PT.Pradnya Paramita. Jakarta. Wahyu N. H., Penelitian Velg Aluminium Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis. Tugas Akhir S-1, Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta.