PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
EFEK ASAM ASKORBAT PADA KOROSI ALUMINIUM PLAT DALAM LINGKUNGAN LARUTAN NaCl DENGAN SUHU 50OC
SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1
Diajukan Oleh: SANTAYANA NIM: 125214097
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA 2017
i
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
THE EFFECT ASCORBIC ACID ON ALUMINIUM PLATE CORROSION IN 50OC NaCl SOLUTION
FINAL PROJECT As partial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering
by : SANTAYANA Student Number : 125214097
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2017
ii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 31 Juli 2017
Santayana
v
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI Korosi didefinisikan sebagai penurunan kualitas suatu material atau logam akibat reaksi elektrolit pada lingkungannya yang mempengaruhi umur dari material tersebut. Proses korosi terjadi pada lingkungan asam, air laut, air hujan, dan tanah merupakan akibat dari reaksi kimia yang juga di akibatkan oleh proses elektrokimia. Salah satu cara untuk meminimalis terjadinya korosi adalah dengan cara memberi inhibitor pada lingkungannya. Tujuan dari penelitian adalah mengetahui nilai kekuatan tarik, regangan, modulus elastisitas, dan laju korosi dari logam yang diberi asam askorbat dan yang tidak diberi asam askorbat dengan suhu 50oC. Penelitian ini menggunakan aluminium plat yang akan direndam selama tiga bulan dengan larutan NaCl dan akan dibandingkan dengan larutan NaCl + asam askorbat. Cara pengambilan data dengan melakukan pengujian tarik pada setiap spesimen aluminium plat yang telah diberi perlakuan korosi dengan variasi pemberian asam askorbat dan yang tidak diberi asam askorbat pada suhu 50 oC. Dari penelitian ini diperoleh nilai rata-rata kekuatan tarik tertinggi terjadi pada spesimen C1 yaitu 10,76 kg/mm2 atau 105,48 MPa yang direndam dengan larutan air + NaCl dan nilai rata-rata kekuatan tarik terendah terjadi pada spesimen A2 yaitu 10,45 kg/mm2 atau 102,44 MPa yang direndam dengan larutan air + NaCl + asam askorbat. Nilai regangan rata-rata tertinggiterjadi pada spesimen C1 yaitu 27,6% dan nilai regangan rata-rata terendah terjadi pada spesimen bulan nol yaitu 8,82%. Nilai rata-rata modulus elastisitas tertinggi terjadi pada spesimen bulan nol yaitu 13,9 MPa dan nilai modulus elastisitas ratarata terendah terjadi pada spesimen C1 yaitu 3,81 Mpa. Nilai laju korosi rata-rata tertinggi terjadi pada spesimen A2 yaitu 0,82 Mpy dan nilai laju korosi rata-rata terendah terjadi pada spesimen C1 yaitu 0,18 Mpy. Kata kunci: Korosi, asam askorbat, NaCl, kekuatan tarik, regangan, modulus elastisitas
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTRACT Corrosion is defined as a decrease in the quality of material caused the reaction of electrolyte in the environment, that affect lifespan of material. The process of corrosion in acid environment, sea water, rain water, and the soils is the result of chemical reaction caused an electrochemical process. A way to at least onset of corrosion is giving an ascorbic acid on environment. The purpose of this study was to determine value of tensile strenght, strain, modulus of elasticity, and corrosion rate of material being treated with variations ascorbic acid and without ascorbic acidin temperature 50o C. This research uses plate aluminium and will be soak as along as three months with NaCl solution will be compared with NaCl solution+ ascorbic acid solution. The method of data collection by doing tensile tests on each plate aluminium that has been treated corrosion with variations of ascorbic acid and without ascorbic acid in temperature 50oC. From this study, the highestaverage value of tensile strenght in specimen C1is 10,76 kg/mm2or 105,48 MPa with NaCl without ascorbic acid and the lowest average value of tensile strenght in specimen A2 is 10,45 kg/mm 2 or 102,44 MPa with NaCl + ascorbic acid. The highest average value of strain in specimen C1 is 27,6% and the lowest average value of strain in specimen without corrosion experiment is 8,82%. The highest average value of modulus of elasticity in specimen without corrosion experiment is 13,9 MPa and the lowest average value of modulus of elasticity in specimen C1 is 3,81 MPa. The highest average value of corrosion rate in specimen A2 is 0,82 Mpy and the lowestaverage value of corrosion rate in specimen C1 is 0,18 Mpy. Keywords : Corrosion, ascorbic acid, NaCl,tensile strenght, strain, modulus of elasticity
vii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma Yogyakarta : Nama : Santayana Nim
: 125214097
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta skripsi saya yang berjudul: EFEK ASAM ASKORBAT PADA KOROSI ALUMINIUM PLAT DALAM LINGKUNGAN LARUTAN NaCl DENGAN SUHU 50OC Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolahnya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta Pada tangggal : 31 Juli 2017 Yang menyatakan,
viii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, atas segala kasih karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Selama melakukan penelitian ini, penulis telah menerima banyak bantuan, masukan, perhatian dari banyak pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini penulis menyampaikan rasa penghargaan dan terima kasih yang dalam kepada : 1.
Sudi Mungkasi, Ph.D, Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2.
Ir. Petrus Kanisius Purwadi, MT., Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3.
Budi Setyahandana, S.T.,M.T., selaku dosen pembimbing, terima kasih buat bimbingan, dukungan, semangat, dan motivasi serta cara berpikir yang dicontohkan selama ini.
4.
Ir. Petrus Kanisius Purwadi, MT., selaku dosen pembimbing akademik.
5.
Orang tua penulis atas doa, dukungan, dan semangat yang telah diberikan.
6.
Albert Pangaribuan, Willi Pangaribuan, Inai Terra Pangaribuan,Memo Noel Pangaribuan, dan Kintani Elisabeth selaku kakak dan adik dari penulis yang selalu memberikan doa, dukungan dan semangat.
7.
Mindo F.G Siahaan, Regina Hutapea, Rayuni Marbun, Emma Simangunsong, Ririen Panjaitan, Cinthya Saragih, Andita Prastiti, Ivana Nydya Clarissa, Coney Fransiska, dan Agatha Simbolon terima kasih atas doa, dukungan dan semangat serta motivasi yang diberikan kepada penulis.
8.
Christianson Erick Apriyanto Sihite selaku orang terkasih penulis.
9.
Laurentius Praba Atmaja terima kasih atas kerjasama selama melakukan penelitian.
10. Teman-teman Teknik Mesin USD angkatan 2012 dan angkatan 2013 yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
ix
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11. Ibu Pdt. Naomi dan teman-teman GMI Yogyakarta terima kasih atas doa dan semangat yang diberikan. 12. Seluruh staff pengajar dan laboran Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis. 13. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki dalam skripsi ini, untuk itu penulis mengharapkan masukkan berupa saran dan kritik dari berbagai pihak untuk menyempurnakannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat baik bagi penulis maupun pembaca. Terima kasih.
Yogyakarta, 31 Juli 2017
Penulis
x
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR ISI
`
Halaman
HALAMAN JUDUL..............................................................................
i
TITLE PAGE.........................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN...................................................................
iii
LEMBAR PERSETUJUAN..................................................................
iv
HALAMAN PERNYATAAN...............................................................
v
INTISARI...............................................................................................
vi
ABSTRACT............................................................................................
vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN.....................................
viii
UCAPAN TERIMA KASIH.................................................................
ix
DAFTAR ISI..........................................................................................
xi
DAFTAR TABEL..................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR..............................................................................
xv
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................
1
1.1 Latar Belakang.....................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah...............................................................
2
1.3 Tujuan Penelitian.................................................................
3
1.4 Manfaat Penelitian...............................................................
3
1.5 Batasan Masalah..................................................................
3
BAB II DASAR TEORI........................................................................
4
2.1 Aluminium dan Paduan.......................................................
4
2.1.1 Aluminium Murni........................................................
4
2.1.2 Paduan Aluminium......................................................
6
2.1.3 Paduan Al Utama.........................................................
6
2.2 Korosi....................................................................................
17
2.3 Korosi Pada Aluminium......................................................
18
2.4 Jenis-jenis Korosi.................................................................
18
2.5 Larutan Natrium Klorid (NaCl).........................................
20
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2.6 Pengaruh Konsentrasi NaCl Terhadap Laju Korosi Aluminium..................................................................................
20
2.7 Asam Askorbat.....................................................................
21
2.8 Laju Korosi...........................................................................
21
2.8.1 Perhitungan Laju Korosi..............................................
22
2.9 Pengujian Tarik....................................................................
22
2.9.1 Definisi Uji Tarik.........................................................
22
2.9.2 Sifat-sifat Uji Tarik......................................................
24
2.10 Tinjauan Pustaka...............................................................
26
BAB III METODE PENELITIAN.......................................................
30
3.1 Metode...................................................................................
30
3.2 Alat dan Bahan.....................................................................
31
3.3 Waktu Penelitian..................................................................
33
3.4 Variabel Penelitian dan Variabel Ukur.............................
33
3.4.1 Variabel Penelitian.......................................................
33
3.4.2. Variabel Ukur..............................................................
33
3.5 Langkah Penelitian..............................................................
34
3.6 Standard Uji dan Ukuran Benda Uji.................................
34
3.7 Uji Tarik................................................................................
35
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN................................................
36
4.1 Hasil Pengujian....................................................................
36
4.1.1 Hasil Pengujian Benda Uji Tarik Aluminium..............
36
4.2 Pembahasan..........................................................................
54
4.3 Aluminium Setelah di Uji Tarik.........................................
56
BAB V PENUTUP.................................................................................
58
5.1 Kesimpulan...........................................................................
58
5.2 Saran.....................................................................................
58
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................
59
LAMPIRAN………………………………...........................................
60
xii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR TABEL
No
Tabel
2.1
Sifat-sifat Fisik Aluminium..............................................................
5
2.2
Sifat-sifat Mekanik Aluminium........................................................
5
2.3
Klasifikasi Paduan Aluminium Tempaan.........................................
7
2.4
Klasifikasi Perlakuan Bahan.............................................................
7
2.5
Sifat-sifat Mekanik Paduan Al-Cu-Mg............................................
9
2.6
Menunjukkan Kekuatan Panas Paduan Al-Si-Ni-Mg.......................
12
2.7
Sifat-sifat Mekanik Paduan Al-Mg..................................................
14
2.8
Sifat-sifat Mekanik Paduan Al-Mg2-Si............................................
15
2.9
Sifat-sifat Mekanik Paduan 7075.....................................................
17
4.1
Aluminium Plat dengan Larutan Air + NaCl Bulan Pertama...........
37
4.2
Aluminium Plat dengan Larutan Air + NaCl Bulan Kedua.............
38
4.3
Aluminium Plat dengan Larutan Air + NaCl Bulan Ketiga.............
38
4.4
Aluminium Plat dengan Larutan Air + NaCl +Asam Askorbat Bulan Pertama..................................................................................
4.5
39
Aluminium Plat Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat Bulan Kedua................................................................................................
4.6
Halaman
39
Aluminium Plat dengan Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat Bulan Ketiga.....................................................................................
40
4.7
Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Nol.....................................
40
4.8
Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Pertama..............................
41
4.9
Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Kedua................................
41
4.10
Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Ketiga................................
42
4.11
Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Pertama..............................
42
4.12
Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Kedua................................
43
4.13
Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Ketiga................................
43
4.14
Regangan Aluminium Plat Bulan Nol..............................................
44
4.15
Regangan Aluminium Plat Bulan Pertama.......................................
45
xiii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4.16
Regangan Aluminium Plat Bulan Kedua.........................................
45
4.17
Regangan Aluminium Plat Bulan Ketiga.........................................
46
4.18
Regangan Aluminium Plat Bulan Pertama.......................................
46
4.19
Regangan Aluminium Plat Bulan Kedua.........................................
47
4.20
Regangan Aluminium Plat Bulan Ketiga.........................................
47
4.21
Modulus Elastisitas Aluminium Plat Bulan Nol, Pertama, Kedua, dan Ketiga.........................................................................................
4.22
48
Modulus Elastisitas Aluminium Plat Bulan Nol, Pertama, Kedua, dan Ketiga.........................................................................................
49
4.23
Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Pertama....................................
50
4.24
Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Kedua......................................
50
4.25
Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Ketiga......................................
51
4.26
Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Pertama....................................
51
4.27
Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Kedua......................................
52
4.28
Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Ketiga......................................
52
xiv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
No
Gambar
Halaman
2.1
Diagram Fasa Al-Si..............................................................................
10
2.2
Diagram Fasa Biner Semu dari Paduan Al-MgZn2.............................
2.3
Diagram Tafel Korosi Aluminium dalam Larutan Asam Sitrat 2%-b pada 40 0C............................................................................................
2.4
16
21
Spesimen Uji Tarik dan Kurva Gaya Tarik dan Pertambahan Panjang.................................................................................................
23
2.5
Kurva σ-ε Elastis-Plastis......................................................................
25
2.6
Struktur Asam askorbat........................................................................
27
2.7
Terbentuknya Lapisan Pelindung pada Permukaan Logam.................
27
3.1
Diagram Alir Penelitian Efek Asam Askorbat pada Korosi Aluminium Plat dalam Lingkungan NaCl dengan Suhu 500C............
30
3.2
Alat dan Bahan yang Digunakan..........................................................
32
3.3
Standar Uji............................................................................................
34
4.1
Grafik Kekuatan Tarik Rata-rata dari Setiap Spesimen Aluminium didalam Larutan air + NaCl, dan Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat dengan Suhu 50oC. Tanpa Perlakuan, Bulan Pertama, Bulan Kedua,dan Bulan Ketiga............................................................
4.2
44
Grafik Regangan Rata-Rata dari Setiap Spesimen Aluminium didalam Larutan Air + Nacl, dan Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat dengan Suhu 50oC. Tanpa Perlakuan, Bulan Pertama, Bulan Kedua, dan Bulan Ketiga...........................................................
4.3
48
Grafik Modulus Elasitas dari Setiap Spesimen Aluminium dengan Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat pada Suhu 500C Bulan Pertama, Bulan Kedua, dan Bulan Ketiga............................................
xv
49
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4.4
Grafik Rata-Rata Laju Korosi dari Setiap Spesimen Aluminium dengan Larutan Air + NaCl, dan Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat Pada Suhu 50oC Bulan Pertama, Bulan Kedua, dan Bulan Ketiga...................................................................................................
53
4.5
Spesimen A1 dan Spesimen B1 Setelah Diuji Tarik............................
56
4.6
Spesimen C1 dan Spesimen A2 setelah Diuji Tarik.............................
56
4.7
Spesimen B2 dan Spesimen C2 Setelah Diuji Tarik............................
57
xvi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Dalam dunia perindustrian banyak mesin-mesin industri, dan alat tranportasi umum yang seperlima bagiannya menggunakan aluminium sebagai material, karena strukturnya yang mudah dibentuk berwarna putih kebirubiruan yang menambah nilai keindahannya. Selain itu dibutuhkan karakteristik material yang kuat, ulet, dan tahan terhadap segala kondisi cuaca. Dengan harapan agar benda tersebut dapat bertahan dalam jangka waktu yang lama. Salah satu faktor yang mempengaruhi ketahanan dari suatu material tersebut adalah kondisi lingkungan dimana material tersebut ditempatkan. Berdasarkan hal tersebut, maka perlu dilakukan pengujian terhadap material mengenai nilai kekuatan tarik dan laju korosi. Sifat-sifat khas bahan industri perlu dikenal secara baik karena bahan tersebut dipergunakan untuk berbagai macam keperluan dan dalam berbagai kondisi maupun keadaan. Sifatsifat bahan yang diinginkan sangat banyak, yaitu; Sifat-sifat mekanik (Kekuatan, kekerasan, kekakuan, keliatan, keuletan, kepekaan takikan atau kekuatan impak dsb), sifat-sifat listrik (hantaran listrik dielektrisitas,dsb) sifatsifat magnet (permeabilitas,dsb), sifat-sifat kimia (reaksi kimia, kombinasi, segregasi, ketahanan korosi,dsb), sifat-siat fisik (ukuran,masa jenis,struktur, dsb). Sifat-sifat teknologi (mampu ditentukan oleh jenis dan perbandingan atom yang membentuk bahan, yaitu unsur dalam suatu ketakmurnian bahan memberikan pengaruh terhadap sifat-sifatnya. Sifat-sifat mekanik yaitu kekuatannya. Demikian juga sifat ketahanan korosi termasuk sifat kimianya, dipengaruhi oleh adanya sedikit ketidakmurnian, inklusi atau cacat mikro. Sifat tersebut dinamakan struktur. Pembahasan yaang didahulukan mengenai metode dan evaluasi pengujian sifat-sifat mekanik.
1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Trethewey K.R dan Chamberlain, J (1991:64) menyatakan bahwa “korosi merupakan penurunan mutu logam akibat reaksi elektrolit terhadap lingkungannya. Proses korosi terjadi pada lingkungan asam, udara, embun, air tawar, air laut, air hujan dan tanah merupakan akibat dari reaksi kimia yang juga di akibatkan oleh proses elektrokimia”. Aluminium juga telah digunakan pada mesin-mesin industri yang tidak menutup kemungkinan akan mengalami korosi. Hal ini menarik perhatian pada bidang industri yang tentunya melakukan berbagai cara untuk menghindari terjadinya korosi dini pada material yang akan mereka gunakan pada mesin milik mereka. Untuk memperlambat terjadinya korosi yang menyerang material, pada umumnya industri menyarankan untuk melakukan pelapisan (coating), menambahkan inhibitor tertentu pada lingkungan material, atau menghindari untuk melakukan pengelasan pada material. Namun, pada kesempatan ini, material yang akan digunakan oleh penulis adalah aluminium plat dan melakukan penambahan asam askorbat pada lingkungan elektrolit NaCl dengan suhu 50OC. Hal ini berguna untuk mengetahui bagaimana pengaruh asam askorbat + NaCl terhadap kekuatan tarik, dan laju korosi pada aluminium plat.
1.2 Perumusan Masalah Masalah yang akan di rumuskan dalam penelitian ini adalah : 1. Dalam hal ini akan diteliti bagaimana jika larutan NaCl dan asam askorbat bersentuhan langsung dengan logam. 2. Bagaimana fenomena penghambatan laju korosi pada suhu yang tinggi? 3. Untuk mengetahui hal tersebut, diperlukan pengujian material dalam hal kekuatan tarik, dan laju korosi sebelum dan sesudah diberikan inhibitor.
2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian tersebut adalah : 1. Mengetahui nilai kekuatan tarik, nilai regangan, dan nilai modulus elastisitas aluminium plat terkorosi dalam lingkungan larutan air + NaCl + asam askorbat. 2. Mengetahui nilai laju korosi aluminium plat di lingkungan larutan air + Nacl dan larutan air + NaCl + asam askorbat pada suhu 50oC.
1.4 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ialah : 1. Untuk mengetahui ketahanan material aluminium plat terhadap laju korosi pada kondisi lingkungan tertentu. Hal ini
berguna
bagi
masyarakat
yang
menggunakan
aluminium sebagai wujud penerapan ilmu yang telah diterima oleh penulis selama berkuliah kepada masyarakat. 1.5 Batasan Masalah Batasan Masalah yang ada pada penelitian ini adalah : 1. Penelitian
serta
pengambilan
data
dilakukan
di
Laboratorium Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. 2. Memberi variasi suhu terhadap NaCl untuk mengetahui persentase korosi dengan merendam material secara langsung di dalam larutan yang mengandung elektrolit NaCl dan asam askorbat. 3. Menghitung laju korosi benda uji sebelum dan sesudah menerima perlakuan dengan cara menimbangnya, serta melakukan uji tarik untuk mengetahui kekuatan material tersebut.
3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II DASAR TEORI 2.1 Aluminium dan Paduan Aluminium ditemukan oleh Sir Humphrey Davy dalam tahun 1809 sebagai suatu unsur, dan pertama kali di reduksi sebagai logam oleh H. C. Oersted, tahun 1825. Secara industri tahun 1886, Paul Heroult di Perancis dan C. M. Hall di Amerika serikat secara terpisah telah memperoleh logam aluminium dari alumina dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi. Sampai sekarang proes Heroult Hall masih dipakai untuk memproduksi aluminium. Penggunaan aluminium sebagai logam setiap tahunnya adalah pada urutan yang kedua setelah besi dan baja, yang tertinggi diantara logam non-fero. Produksi aluminium tahunan di dunia mencapi 15 juta ton pertahun pada tahun 1981. Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi yang baik dan hantaran listrik yang baik dan sifat-sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam. Sebagai tambahan kekuatan mekaniknya yang sangat meningkat dengan menambahkan Cu, Mg, Si, Zn, Ni, dsb secara satu persatu atau bersamasama. Hal ini juga berdampak memberi hal yang baik lainnya seperti ketahanan korosi, ketahanan lelah (aus), dan koefisien pemuaiannya rendah. Material ini dipergunakan di dalam bidang yang luas bukan saja untuk peralatan rumah tangga tapi juga dipakai untuk keperluan material pesawat terbang, mobil, kapal laut, konstruksi bangunan, dan lain sebagainya.
2.1.1 Aluminium Murni Al didapat dalam keadaan cair dengan elektrolisa, umumnya untuk mencapai kemurniaan 99,85 % berat. Dengan mengelektrolisa kembali dapat dicapai kemurniaan 99,99 % yaitu dicapai dengan angka sembilannya empat.
4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisik Aluminium. Kemurnian Al (%)
Sifat-sifat
99,996
99,0
Massa jenis (20oC)
2,6989
2,71
Titik Cair
660,2
653-657
Panas Jenis (cal/g.oC) (100oC)
0,2226
0,2297
Hantaran listrik (%)
64,94
59 (dianil)
0,00429
0,0115
Koefisien pemuaian (20-100oC)
23,86 X 10-6
23,5 X 10-6
Jenis kristal, konstanta kisi
fcc, α=4,013kX
fcc, α=4,04 kX
Tahanan listrik koefisien temperatur (/oC)
Catatan: fcc: face centered cubic=kubus berpusat muka Sumber : Surdia dan Saito,1995. Tabel 2.2 Sifat-sifat Mekanik Aluminium. Kemurnian Al (%) Sifat-sifat
99,996
>99,0
Dianil
75% dirol dingin
Dianil
H18
Kekuatan tarik (kg/mm2)
4,9
11,6
9,3
16,9
Kekuatan mulur (0,2%)(kg/mm2)
1,3
11,0
3,5
14,8
Perpanjangan (%)
48,8
5,5
35
5
Kekerasan Brinell
17
27
23
44
Sumber : Surdia dan Saito,1995. Tabel 2.1 menunjukkan sifat-sifat Al dan Tabel 2.2 menunjukkan sifat-sifat mekaniknya. Ketahanan korosi berubah menurut kemurnian, pada umumnya untuk kemurnian 99,0 % atau di atasnya dapat dipergunakan di udara tahan dalam waktu bertahun-tahun. Hantaran listrik Al, kira-kira 65% dari hantaran listrik tembaga, tetapi massa jenisnya kira-kira sepertiganya sehingga memungkinkan untuk memperluas penampangnya. Oleh karena itu dapat dipergunakan untuk kabel tenaga dan dalam berbagai bentuk umpamanya sebagai lembaran tipis (foil).
5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Dalam hal ini dapat dipergunakan Al dengan kemurniaan 99,0 %. Untuk reflektor yang memerlukan reflektifitas yang tinggi juga untuk kondensor elektrolitik dipergunakan Al dengan angka sembilan empat.
2.1.2 Paduan Aluminium Paduan al diklasifikasikan berdasarkan berbagai standard oleh beberapa negara di dunia. Saat ini yang sangat terkenal dan sempurna adalah standard Aluminium Association di Amerika (AA) yang didasarkan atas dasar standard terdahulu dari Alcoa (Aluminium Company Of America). Paduan tempaan dinyatakan dengan satu atau dua angka “S”, sedangkan paduan coran dinyatakan dengan 3 angka. Standar AA menggunakan penandaan sebagai berikut : Angka pertama menyatakan sistim paduan dengan unsur-unsur yang ditambahkan yaitu: 1. Al murni, 2. Al-Cu, 3. Al-Mn, 4. Al-Si, 5. Al-Mg, 6. Al-Mg-Si, 7. Al-Zn, sebagai contoh, paduan Al-Cu. Dinyatakan dengan angka 2000. Angka pada tempat kedua menyatakan kemurnian pada paduan yang dimodifikasi dan Al murni sedangkan angka ketiga dan keempat dimaksudkan untuk tanda Alcoa terdahulu kecuali S, sebagai contoh 3S sebagai 3003 dan 63S sebagai 6063. Al dengan kemurnian 99,0 % atau diatasnya dengan ketakmurnian terbatas (2S) dinyatakan sebagai 1100. Tabel 1.3 menunjukkan hubungan tersebut. Dalam paduan Al perubahan yang berarti dari material disebabkan oleh perlakuan panas telah dikenal, yang dinyatakan pada tabel 1.4, sebagai contoh untuk 7075-T6.
2.1.3 Paduan Al Utama a. Al-Cu dan Al-Cu-Mg Seperti yang telah kita ketahui, terjadi pengerasan dan penuaan. Sebagai paduan coran dipergunakan paduan yang mengandung 4-5% Cu.
6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 2.3 Klasifikasi Paduan Aluminium Tempaan. Standar AA
Alcoa terdahulu
1001
1S
1100
2S
2010-2029
10S-29S
3003-3009
3S-9S
4030-4039
30S-39S
Keterangan Al murni 99,5% atau di atasnya Al murni 90,0% atau di atasnya Cu merupakan unsur paduan utama Mn merupakan unsur paduan utama Si merupakan unsur paduan utama Mg merupakan unsur
5050-5086
paduan utama
50S-69S
Mg2Si merupakan unsur
6061-6069
paduan utama
7070-7079
Zn merupakan unsur
70S-79S
paduan utama
Sumber : Surdia dan Saito,1995. Tabel 2.4 Klasifikasi Perlakuan Bahan. Tanda
Perlakuan
-F
Setelah Pembuatan
-O
Dianil penuh
-H
Pengerasan Regangan
-H 1n
Pengerasan Regangan
-H 2n
Sebagian Dianil seyelah pengerasan regangan Dianil untuk penyetabilan setelah pengerasan regangan. n = 2
-H 3n
(1/4 keras), 4 (1/2 keras), 6 (3/4 keras), 8 (keras), 9 (sangat keras)
-T
Perlakuan panas
7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-T2
Penganilan penuh (hanya untuk coran)
-T3
Pengerasan regangan setelah perlakuan pelarutan.
-T4
Penuaan alamiah penuh setelah perlakuan pelarutan
-T5
Penuaan tiruan (tanpa perlakuan pelarutan)
-T6
Penuaan tiruan setelah perlakuan pelarutan
-T7
Penyetabilan setelah perlakuan pelarutan
-T8
Perlakuan pelarutan, pengerasan regangan, penuaan tiruan.
-T9
Perlakuan pelarutan, penuaan tiruan, pengerasan regangan.
-T10
Pengerasan regangan setelah penuaan tiruan
Sumber : Surdia dan Saito,1995. Dari fasanya paduan ini daerah luas dari pembekuannya, penyusutan yang besar, resiko besar pada kegetasan panas dan mudah terjadi retakan pada coran. Adanya Si sangat berguna untuk mengurangi keadaan itu dan penambahan Ti sangat efektif untuk memperluas butir. Dengan perlakuan panas T6 pada coran dibuat bahan yang mempunyai kekuatan tarik kira-kira 25 kgf/mm2. Sebagai paduan Al-Cu-Mg paduan yang mengandung 4% Cu dan 0,5% Mg dapat mengeras dengan sangat dalam beberapa hari oleh penuaan pada temperatur biasa setelah pelarutan, pelarutan ini ditemukan oleh A. Wilm dalam usaha mengembangkan paduan Al yang kuat yang dinamakan duralumin. Selanjutnya sangat banyak studi yang telah dilakukan, mengenai paduan ini. Khususnya Nishimura menemukan dua senyawa terner berada daalam keseimbangan dengan Al, yang dinamakan senyawa S dan T, dan ternyata bahwa senyawa S (Al2CuMg) memiliki kemampuan penuaan pada temperatur biasa. Duralumin adalah paduan praktis yang sangat terkenal dengan sebutan paduan 2017, komposisi standardnya adalah Al-4% Cu-1,5% Mg-0,5% Mn dinamakan paduan 2024, nama lamanya disebut duralumin super. Paduan yang mengandung Cu mempunyai ketahanan korosi yang khusus diperlukan permukaannya dilapisi dengan Al murni atau paduan Al yang tahan korosi yang disebut pelat alklad.
8
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Paduan dalam sistem itu terutama dipakai sebagai bahan pesawat terbang. Tabel 2.5 akan menunjukkan perlakuan panas dan sifat-sifat mekanik dari paduan khusus tersebut. b. Paduan Al-Mn Mn adalah unsur yang memperkuat Al tanpa mengurangi ketahanan korosi, dan dipakai untuk membuat paduan yang tahan korosi. Dalam diagram fasa Al-Mn yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah Al6Mn (25,3%Mn), sistim ortorombik a=6,498 Å, b= 7,552 , c=8,870 Å, dan kedua fasa mempunyai titik eutektik pada 658,5 o
C, 1,95 % Mn. Kelarutan padat maksimum pada temperatur eutektik
adalah 1,82% dan pada 500oC 0,36%, sedangkan pada temperatur biasa kelarutannya hampir 0. Tabel 2.5 Sifat-sifat Mekanik Paduan Al-Cu-Mg
Paduan
Keadaan
Kekuatan
Kekuatan
tarik
mulur 2
Kekuatan Perpanjangan
geser
Kekerasan
(%)
(kgf/mm2
brinell
2
(kgf/mm )
(kgf/mm )
)
Batas lelah (kgf/mm2)
17S
O
18,3
7,0
-
12,7
45
7,7
(2017)
T4
43,6
28,1
-
26,7
105
12,7
T4
30,2
16,9
27
19,7
70
9,5
42,9
24,6
22
-
100
-
O
18,9
7,7
22
12,7
42
-
T4
47,8
32,3
22
28,8
120
-
T36
51,3
40,1
-
29,5
130
-
O
19,0
9,8
18
12,7
45
-
T4
39,4
28,0
25
23,9
100
-
T4
49,0
42,0
13
29,5
135
-
A 17S (A2017) R317
24S (2024)
14S (2014)
Setelah dianil
Sumber : Surdia dan Saito,1995.
9
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Sebenarnya paduan Al -1,2% Mn dan Al-1,2% Mn-1,0% Mg dinamakan paduan 3003 dan 3004 yang dipergunakan sebagai paduan tahan korosi tanpa perlakuan panas. c. Paduan Al-Si Gambar 2.1 menunjukkan diagram fasa dari sistim ini. Ini adalah tipe eutektik yang sederhana yang mempunyai titik eutektik pada 577oC, 11,7% Si,larutan padat terjadi pada sisi Al. Karena batas kelarutan padat sangat kecil maka pengerasan penuaan sukar diharapkan. Kalau paduan ini didinginkan pada cetakan logam, setelah cairan logam natrium flourida kira-kira 0,05-1,1% kadar logam natrium, tampaknya temperatur eutektik meningkat kira-kira 15oC, dan komposisi eutektik bergeser ke daerah kaya Si kira-kira pada 14%. Hal ini biasa terjadi pada paduan hepereuektik seperti 11,7-14% Si, Si mengkristal sebagai kristal primer, tetapi karena perlakuan yang disebut di atas.
Gambar 2.1 Diagram Fasa Al-Si Sumber : Surdia dan Saito,1995.
10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Al mengkristal sebagai kristal dan struktur eutektiknya menjadi sangat halus. Ini dinamakan struktur yang dimodifikasi. Sifat-sifat mekaniknya sangat diperbaiki. Fenomena ini ditemukan oleh A. Pacz tahun 1921 dan paduan yang telah diadakan perlakuan tersebut dinamakan silumin. Paduan Al-Si sangat
baik kecairannya, yang mempunyai
permukaan bagus sekali, tanpa kegetasan panas, dan sangat baik untuk paduan coran. Sebagai tambahan ia mempunyai ketahanan korosi yang baik, sangat ringan, koefisien pemuaian yang kecil dan sebagai penghantar yang baik untuk listrik dan panas. Karena mempunyai kelebihan yang menyolok, paduan ini sangat banyak dipakai. Paduan Al-12%-Si sangat banyak dipakai untuk paduan cor cetak. Tetapi dalam hal ini modifikasi tidak perlu dilakukan. Sifat-sifat silumin sangat diperbaiki oleh perlakuan panas dan sedikit diperbaiki oleh unsur paduan. Umumnya dipakai paduan dengan 0,15-0,4% Mn dan 0,5% Mg. Paduan yang diberi perlakuan pelarutan dan dituakan dinamakan silumin ᵞ , dan yang hanya ditemper saja dinamakan silumin β. Paduan yang memerlukan perlakuan panas ditambah dengan Mg juga Cu serta Ni untuk memberikan kekerasan pada saat panas, bahan ini biasa dipakai untuk torak motor. Tabel 2.6 menunjukkan kekuatan panas dari contoh bahan tersebut.
11
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 2.6 Menunjukkan Kekuatan Panas Paduan Al-Si-Ni-Mg. Sifat-sifat mekanik Paduan
Perlakuan
Temperatur uji o
( C)
Kekuatan tarik (kgf/mm2)
Alcoa 32S Al-12,5Si1,0Mg-0,9Cu0,9Ni (untuk di bentuk) Alcoa A 132 Al-12Si2,5Ni-1,2Mg0,8Cu (untuk di cor cetak) Alcao D 132 Al-9Si-3,5Cu0,8Mg-0,8Ni (untuk di cor cetak)
T6: 510-521oC,
Kekuatan
Perpanj
mulur
angan
(kgf/mm2)
(%)
24
39,2
32,2
8
204
11,2
7,7
30
316
4,2
2,5
60
371
2,5
1,4
120
174oC, 14-18
24
25,2
19,6
0,5
jam dianil, tanpa
204
16,1
9,5
2,0
perlakuaan
316
7,7
3,5
8,0
T5: 204oC, 7-9
24
25,2
19,6
1,0
jam dianil, tanpa
204
14,4
9,1
5,0
perlakuan
316
6,3
4,2
20,0
pelarutan
371
3,9
2,8
40,0
4 jam dicelup dingin di air, 160-174oC, 6-10 jam penuaan
T551: 168-
pelarutan
Sumber : Surdia dan Saito,1995. Koefisien pemuaian termal dari Si sangat rendah, oleh karena itu paduannya pun mempunyai koefisien yang rendah apabila ditambah Si lebih banyak. Berbagai cara dicoba untuk memperhalus butir primer Si, dan telah dikembangkan paduan hypereutektik Al-Si sampai 29%. Dalam hal ini penghalusan kristal primer Si yang dijelaskan diatas tidaklah efektif tetapi dengan penambahan P oleh paduan Cu-P atau penambahan fosfor klorida (PCl5) untuk mencapai presentasi 0,001%P, dapat tercapai penghalusan kristal primer dan homogenisasi. Paduan Al-Si banyak dipakai sebagai elektro untuk pengelasan yaitu terutama yang mengandung 5% Si.
12
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
d. Paduan Al-Mg Dalam paduan biner Al-Mg satu fasa yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah larutan padat yang merupakan senyawa antar logam yaitu Al3Mg2. Sel satuannya merupakan hexagonal susunan rapat (cph) tetapi juga ada dilaporkan bahwa sel satuannya merupakan kubus berpusat muka (fcc) rumit. Titik eutektiknya adalah 450oC, 35% Mg dan batas kelarutan padatnya pada temperatur eutektik adalah 17,4%Mg, yang menurun pada temperatur biasa sampai kira-kira 1,9%Mg, jadi kemampuan penuaan dapat diharapkan. Secara praktis penambahan Mg tidak banyak, pengerasan penuaan yang berarti tidak diharapkan. Senyawa β mempunyai masa jenis yang rendah dan mudah teroksidasi, oleh karena itu biasanya di tambah sedikit flux dari Be, sebagai contoh 0,004%. Paduan Al-Mg mempunyai ketahanan korosi yang sangat baik, sejak lama disebut hidronalium dan dikenal sebagai paduan yang tahan korosi. Cu dan Fe sangat berbahaya bagi ketahanan korosi, terutama Cu sangat memberikan pengaruhnya. Maka perlu perhatian khusus terhadap tercampurnya unsur pengotor. Paduan dengan 2-3% Mg dapat mudah ditempa, dirol dan diekstruksi, dan paduan 5052 adalah paduan yang biasa dipakai sebagai bahan tempaan. Paduan 5056, adalah paduan yang paling kuat dalam sistim ini, dipakai setelah di keraskan oleh pengerasan regangan apabila diperlukan kekerasan tinggi. Paduan 5083 yang dianil adalah paduan antara (4,5%Mg) kuat dan mudah di las, oleh karena itu sekarang di pakai sebagai bahan untuk tangki LNG. Tabel 2.7 mekanis paduan tempaan Al-Mg.
13
menunjukkan sifat-sifat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 2.7 Sifat-sifat Mekanik Paduan Al-Mg. Sifat-sifat mekanik
Paduan
Keadaan
Kekuatan
Kekuatan Mulur
Tarik (kgf/mm2)
(0,2%)(kgf/ mm2)
Perpanjang
Kekuatan
-an
Geser
(%)
(kgf/mm2)
Batas Kekerasan
Lelah
Brinell
5x108 (kgf/mm2)
5052 (Al-
O
21,9
8,4
30
12,7
45
12,0
2,5Mg-
H38
28,8
25,3
8
16,9
85
13,4
O
29,5
15,5
35
18,3
-
14,1
H18
43,6
40,8
6
23,2
-
15,5
0,25Cr) 5056 (Al5,2Mg0,1Mn0,1Cr)
Sumber : Surdia dan Saito,1995. e. Paduan Al-Mg-Si Kalau sedikit Mg ditambahkan kepada al, pengerasan penuaan sangat jarang terjadi. Tetapi, apabila secara simultan mengandung Si maka dapat dikeraskan dengan penuaan panas setelah perlakuan pelarutan. Hal ini disebabkan karena senyawa Mg2Si berkelakuan sebagai komponen murni dan membuat keseimbangan dari sistim biner semu dengan Al yang berasal dari kelarutan yang menurun dari Mg2Si terhadap larutan padat Al dari temperatur tinggi ke temperatur yang lebih rendah. Sebagai paduan praktis dapat diperoleh paduan 5053,6063 dan 6061. Paduan dalam sistim ini mempunyai kekuatan kurang sebagai bahan tempaan dibandingkan dengan paduan-paduan lainnya, tetapi sangat liat, sangat baik mampu bentuknya untuk penempaan, ekstruksi dsb, dan sangat baik untuk mampu bentuk yang tinggi pada temperatur biasa. Mempunyai mampu bentuk yang baik pada ekstrusi dan tahan korosi, dan sebagai
14
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
tambahan dapat diperkuat dengan perlakuan panas setelah pengerjaan. Paduan 6063 dipergunakan banyak untuk rangka-rangka konstruksi. Karena paduan dalam sistim ini mempunyai kekuatan yang baik tanpa mengurangi hantaran listrik, maka dipergunakan untuk kabel tenaga. Dalam hal ini pencampuran dengan Cu, Fe dan Mg perlu dihindari karena unsur-unsur itu menyebabkan tahanan listrik menjadi tinggi. Pada temperatur biasa cukup untuk dapat dikeraskan dengan penuaan akan tetapi pengerasan maksimum dapat dicapai dengan jalan perlakuan pelarutan pada 500oC, pencelupan dingin dan ditemper pada 160oC selama 18 jam. Selanjutnya tabel 2.8 menunjukkan contoh perlakuan panas dan sifat-sifat mekanik untuk paduan sistim ini. Tabel 2.8 Sifat-sifat Mekanik Paduan Al-Mg2-Si Kekuatan Paduan
Keadaan
tarik
mulur 2
6061
6063
Kekuatan
Kekuatan Perpanjangan
2
Batas Kekerasan
geser 2
Brinell
(kgf/mm )
lelah (kgf/mm2)
(kgf/mm )
(kgf/mm )
O
12,6
5,6
30
8,4
30
6,3
T4
24,6
14,8
28
16,9
65
9,5
T6
31,6
28,0
15
21,0
95
9,5
T5
19,0
14,8
12
11,9
60
6,7
T6
24,6
21,8
12
15,5
73
6,7
T83
26,0
24,6
11
15,5
82
-
Sumber : Surdia dan Saito,1995. f. Paduan Al-Mg-Zn Seperti telah ditunjukkan pada Gambar 2.2 aluminium menyebabkan keseimbangan biner semu dengan senyawa antar logam MgZn2, dan kelarutannya menurun apabila temperatur turun. Telah diketahui sejak lama bahwa paduan sistim ini dapat dibuat keras sekali dengan penuaan setelah perlakuan pelarutan. Tetapi sejak lama tidak dipakai sebab mempunyai sifat patah getas oleh korosi tegangan. Di
15
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Jepang pada permulaan tahun 1940 Igarashi dkk mengadakan studi dan berhasil dalam pengembangan suatu paduan dengan penambahan kirakira 0,3%Mn atau Cr, dimana butir kristal padat diperhalus, dan mengubah bentuk prespitasi serta retakan korosi tegangan tidak terjadi. Pada saat itu paduan tersebut dinamakan ESD, duralumin super ekstra. Selama perang dunia ke II di Amerika Serikat dengan maksud yang hampir sama telah dikembangkan pula suatu paduan. Yaitu suatu paduan yang terdiri dari: Al-5,5% Zn-2,5% Mn-1,5% Cu-0,3% Cr0,2%Mn, sekarang dinamakan paduan 7075. Paduan ini mempunyai kekuatan
tertinggi
diantara
paduan-paduan
lainnya,
sifat-sifat
mekaniknya ditunjukkan pada Tabel 2.9 penggunaan paduan ini yang paling besar adalah untuk bahan konstruksi pesawat udara. Disamping itu penggunaanya menjadi lebih penting sebagai bahan konstruksi.
Gambar 2.2 Diagram Fasa Biner Semu dari Paduan Al-MgZn2 Sumber : Surdia dan Saito,1995.
16
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 2.9 Sifat-sifat Mekanik Paduan 7075 Perlakuan Panas
Batas
Kekuatan
Kekuatan
tarik
mulur
geser
(kgf/mm2)
(kgf/mm2)
(kgf/mm2)
Perpanjangan
(a)
(b)
Kekuatan
Kekerasan
Rockwell
Brinell
lelah (kgf/mm 2)
Bukan klad O
23,2
10,5
17
16
E60-70
60
15,5
-
T6
58,4
51,3
11
11
B85-95
150
33,8
16,2
Klad O
22,5
9,8
17
-
-
-
15,5
-
T6
53,4
47,1
11
-
E88-111
-
32,2
-
(a) pelat tipis 1,6mm, (b) Batang bulat ø 12,5 Sumber : Surdia dan Saito,1995
2.2 Korosi Korosi adalah proses penurunan kualitas atau mutu dalam hal kekuatan dan keuletan pada material/logam yang di akibatkan oleh berbagai hal yaitu, reaksi elektrokimia, suhu, kelembapan, kadar garam, dan sebagainya terhadap lingkungan antar logam. Logam banyak ditemukan dalam lingkungan bebas, biasanya masih berbentuk bijih. Dimana, untuk memisahkan logam dari bijih perlu dilakukan pemanasan. Hal ini dilakukan untuk menghindari kembalinya logam energi tinggi kebentuk semula yaitu, logam energi rendah. Hasil atau bentuk dari korosi pada logam biasa disebut sebagai karat. Dari pengertian di atas dapat ditekankan bahwa : a) Korosi berkaitan atau rentan terjadi pada logam b) Korosi atau penurunan mutu suatu logam adalah hal yang paling di hindari oleh instansi, baik produsen maupun konsumen
17
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2.3 Korosi Pada Aluminium Korosi yang terjadi pada logam tentu berkaitan dengan umur material tersebut. Jika suatu bangunan yang menggunakan aluminium sebagai material, hal ini tentu akan menjadi pertimbangan sebelum memulai untuk pembangunan. Seperti yang kita ketahui bahwa pada deret volta, diantara logam-logam struktural lainnya, aluminium merupakan logam yang reaktif. Memiliki ketahanan terhadap korosi yang baik, dikarenakan aluminium memiliki lapisan oksida yang menempel sangat tipis dan kuat pada permukaannya. 2.4 Jenis – Jenis Korosi a. Korosi Pitting Korosi pitting terjadi di sebabkan oleh ion-ion halida seperti ion Cl. Pitting pada Al dalam larutan halida dikarenakan Al terpolarisasi pada pittingnya. Jika tidak ada oksigen pada lingkungan Al, maka korosi pitting tidak akan terjadi. b. Korosi Galvanik Pada umumnya aluminium bersifat anodik terhadap logam-logam lain kecuali magnesium dan Zn (seng). Kontak dengan logam-logam lain yang bersifat katodik harus dihindari, jika kontak tidak dapat dicegah maka luas penampang dari aluminium harus lebih besar daripada luas penampang logam-logam katodik lainnya. Dengan cara axiding agent dari elektrolit arus galvanik dengan logam lain dapat diturunkan, sehingga laju korosi antara aluminium dengan air laut (garam) akan melambat. c. Korosi Batas Butir Korosi batas butir merupakan serangan selektif yang disebabkan karena adanya beda potensial. d. Korosi Tegangan Paduan aluminium yang rentan terhadap korosi tegangan adalah padauan yang banyak mengandung unsur-unsur paduan yang mudah
18
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
membentuk larutan padat seperti : Tembaga, magnesium, silikon dan seng. Pada beberapa jenis paduan aluminium yang menerima perlakuan panas dapat menurunkan kerentanan terhadap korosi tegangan. Karakteristik dari korosi tegangan pada aluminium adalah intergranular. e. Eksfoliasi Eksfoliasi atau korosi yang sejajar permukaan material, sehingga bagian logam yang tidak terkorosi seolah-olah terdorong menuju ke bagian yang terkena korosi. Tak jarang juga korosi eksfoliasi ini disebut sebagai korosi lamelar atau korosi lapis. Korosi ini biasanya terjadi pada logam-logam atau produk yang memiliki ukuran butir tertentu dan sangat pipih. f. Korosi Lelah Korosi lelah terjadi pada lingkungan yang korosif seperti air laut, sehingga ketahanan fatique aluminium menurun. Dan hanya dapat terjadi apabila lingkungannya adalah air, sedangkan karakteristik pertahanannya adalah transganular. g. Korosi Erosi Pada lingkungan yang tidak korosif, misalnya pada lingkungan air dengan kemurniaan yang tinggi aluminium dengan ketahanannya akan semakin meningkat terhadap korosi erosi. Karena ketahanannya di kontrol oleh karakteristik dari mekanik ke sistem. Sedangkan pada lingkungan korosif, komponen korosi menjadi pengontrol sehingga ketahanan terhadap korosi erosi pada aluminium meningkat walaupun kekuatannya berkurang. Dan hal ini dapat di cegah dengan memberikan inhibitor pada lingkungannya. h. Korosi Atmosferik Aluminium
memiliki
ketahanan
atmosferik
yang
sangat
baik,korosivitas yang terjadi disebabkan karena kondisi geografi, besar dan arah tiupan angin, kelembapan, temperatur, dan jenis polusi industri/urban.
19
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2.5 Larutan Natrium Klorida (NaCl) Larutan Natrium Klorida (NaCl) atau biasa disebut garam dapur adalah suatu kristal yang menggumpal. NaCl dapat larut jika dicampur dengan air dan menerima penurunan suhu. Jika partikel air dan NaCl telah digabung dan tercampur hingga sulit untuk dibedakan dan partikel-partikel ini akan ditarik oleh molekul-molekul yang ada di air, maka ini disebut sebagai larutan. NaCl dalam air akan ditarik oleh molekul air sehingga ion Na+ dan Cl- . Natrium klorida dalam air yang membentuk larutan dapat menghantarkan listrik dikarenakan air memiliki daya mengion terhadap molekul Natrium Klorida. NaCl = Na+ + Clion-ion yang terbentuk dari peristiwa teruainya Na+ dan Cl- disebut disosiali elektrolisis. Ion-ion yang terbentuk dapat bergerak bebas dalam larutan dan dapat menghantarkan listrik. Banyaknya molekul yang bereaksi dengan air menghasilkan ion dan memenuhi syarat untuk menjadi elektrolit ( penghantar listrik ). NaCl + H2O HCl+ + Na(OH)Peristiwa ionisasi ini disebabkan oleh kelarutan yang besar dari Natrium Klorida dalam air. Sehingga ionisasi natrium klorida dalam air dapat berjalan dengan sempurna. Adapun derajat ionisasi yang dimiliki natrium klorida sebesar 0,89. Dengan angka derajat ionisasi yang cukup besar tersebut maka, natrium klorida tergolong elektrolit yang kuat karena mempunyai kelarutan yang besar dan molekul-molekulnya dapat terionisasi dengan sempurna.
2.6 Pengaruh Konsentrasi NaCl Terhadap Laju Korosi Aluminium Larutan NaCl atau garam menjadi salah satu faktor penyebab terjadinya korosi pada logam. Jika pada lingkungan bebas, udara, suhu, dan zat asam yang paling banyak ditemukan sebagai faktor penyebab korosi. Laju korosi yang meningkat disebabkan semakin tingginya kadar konsentrasi penyebab korosi tersebut. Pada pembahasan kali ini NaCl sebagai konsentrasi yang digunakan, dan aluminium sebagai logam yang di uji.
20
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2.7 Asam Askorbat Asam askorbat bereaksi dengan permukaan logam yang terekspos pada suatu lingkungan dan akan memberikan proteksi pada permukaan tersebut. Asam askorbat bekerja dengan cara mengadsorpsi ke dalam permukaan logam dan melindunginya dengan membentuk sebuah lapisan.
2.8 Laju Korosi Laju korosi dan potensial korosi dalam penelitian dapat diperoleh dari diagram tafel dengan scan rate 1,67 mV/detik dan sample period 5 detik. Diagram yang diperoleh dapat dilihat pada gambar 2.7. National association of Corrosion Engineers (NACE,1985) menyepakati bahwa laju korosi dapat diabaikan jika bernilai kurang dari 0,0508 mm/tahun ( 2 mpy). Laju korosi ringan dapat dikategorikan dengan 0,508 mm/tahun (20 mpy), laju korosi sedang di antara 0,508-1,270 mm/tahun (20-50 mpy). Dan laju korosi tinggi lebih besar dari 1,270 mm/tahun (>50 mpy).
Gambar 2.3 Diagram Tafel Korosi Aluminium dalam Larutan Asam Sitrat 2%-b pada 40 0C Sumber : Andreas, 2012
21
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2.8.1 Perhitungan Laju Korosi Untuk mengetahui besar laju korosi yang terjadi pada logam, kita dapat menghitungnya dengan menggunakan rumus laju korosi sebagai berikut : 534 x W Mpy = ρxAxt
Sumber : Manurung, Charles 2010 Keterangan : Mpy
= Mils per years
534
= Konstanta jika laju korosi dinyatakan dengan Mpy
W
= Pengurangan berat dalam mg ( W0 – W1, berat awal – berat akhir)
ρ
= Density specimen (gr/cm3)
A
= Luas permukaan (in2)
t
= Waktu (jam)
2.9 Pengujian Tarik 2.9.1 Definisi Uji Tarik Uji tarik adalah cara pengujian bahan yang paling mendasar. Pengujian ini sangat sederhana, tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi di seluruh dunia, misalnya di Amerika dengan ASTM E8 dan Jepang dengan JIS 2241. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi(highly stiff). Brand terkenal untuk alat uji tarik antara lain adalah Shimadzu, Instron dan Dartec.
22
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Salah satunya adalah uji stress-strain pada spesimen (dalam hal ini logam) yang ditarik hingga putus, sehingga kita akan mendapatkan gambaran profil tarikan dalam bentuk kurva yang menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang spesimen. Hal ini sangat diperlukan dalam desain yang menggunakan bahan tersebut.
Gambar 2.4 Spesimen Uji Tarik dan Kurva Gaya Tarik dan Pertambahan Panjang. Sumber : Azhari Sastranegara
Beban tarik yang bekerja pada benda uji akan menimbulkan pertambahan panjang disertai pengecilan penampang benda uji. Dari data yang diperoleh dari pengujian tarik, dapat dilakukan perhitungan untuk mencari nilai dari tegangan maksimum dan regangan dari benda uji tersebut, perhitungan dilakukan dengan menggunakan rumus berikut : 1. Kekuatan Tarik :
σu = Pmax/A (kg/mm2) Dengan Pmax adalah gaya maksimal (kg), A = Luas penampang mula-mula (mm2), σu adalah ultimate tensile strenght atau tegangan tarik maksimum (kg/mm2).
23
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2. Regangan :
ε=(ΔL/Lo) x 100% Dengan ε adalah regangan, L adalah panjang ukur awal (mm), Lo merupakan panjang ukur akhir (mm), dan L merupakan pertambahan panjang (mm). Semakin besar panjang ukur, semakin besar pula nilai regangan karena pertambahan panjang akan semakin besar, dan rumus dari regangan sendiri berbanding lurus dengan pertambahan panjang dan berbanding terbalik dengan panjang ukur awal benda uji. Pengujian tarik akan dilakukan pada setiap benda uji, dan dari pengujian tarik benda tersebut, maka dapat disimpulkan sifat mekanik dari benda uji, yaitu : a. Semakin tinggi kemampuan tegangan tarik suatu bahan maka akan semakin kuat juga benda uji tersebut menerima tegangan tarik, namun semakin rendah kemampuan tegangan tarik suatu bahan maka akan semakin lemah juga benda uji tersebut menerima tegangan tarik. b. Semakin tinggi regangan maka bahan tersebut semakin mudah untuk di bentuk, dan sebaliknya semakin rendah regangan maka bahan tersebut akan sulit untuk di bentuk.
2.9.2 Sifat-sifat Uji Tarik 1) Luluh dan kekuatan luluh Titik luluh terjadi dimana deformasi plastis mudah terjadi pada logam grafik σ-ε berbelok secara bertahap sehingga titik luluh ditentukan dari awal perubahan kurva σ-ε dari linear ke lengkung. Titik ini disebut batas proporsional (elastis plastis) yang pada kenyataannya saat titik tersebut tidak bisa ditentukan secara pasti. Kesepakatan ini dibuat dengan cara menarik garis lurus paralel terhadap kurva σ-εdan harga ε= 0.002. Perpotongan garis dengan kurva σ-ε didefinisikan sebagai kekuatan luluh τy.
24
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 2.5 Kurva σ-ε Elastis-Plastis Sumber : Azhari Sastranegara
2) Kekuatan Tarik Setelah titik luluh, tegangan terus naik dengan berlanjutnya deformasi plastis hingga titik maksimum lalu menurun sampai akhirnya patah. Kekuatan tarik adalah titik maksimum pada kurva σ-ε. Hal ini berhubungan dengan tegangan maksimum yang bisa ditahan struktur pada kondisi tarik. 3) Keuletan Mengukur derajat deformasi plastis pada saat patah. Bahan yang mengalami sedikit atau tidak sama sekali deformasi disebut rapuh. 4) Modulus Elastisitas Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu material, semakin besar modulus elastisitas suatu material maka akan semakin kecil regangan elastisitas yang dihasilkan akibat pemberian tegangan pada material tersebut. Modulus elastisitas suatu bahan ditentukan oleh gaya ikatan antar atom pada material, karena gaya ini tidak dapat diubah tanpa terjadinya perubahan mendasar pada sifat bahannya, maka modulus elastisitas merupakan sifat mekanik yang tidak mudah diubah. Sifat ini hanya akan sedikit berubah oleh adanya penambahan paduan. Perlakuan panas atau pengerjaan dingin.
25
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Modulus elastisitas biasanya diukur pada suhu tinggi dengan metode dinamik. Pada tegangan tarik rendah terdapat hubungan linear antara tegangan dan regangan yang disebut sebagai daerah elastis, pada daerah ini akan berlaku hukum hooke. 5) Batas Proporsional Batas proporsional adalah tegangan maksimum elastis pada suatu material,
sehingga tegangan-tegangan
yang
diberikan tidak melebihi batas proporsional suatu material maka material tersebut tidak akan mengalami deformasi sehingga dapat kembali kebentuk semula. 6) Batas Elastis Batas elastis adalah tegangan terbesar yang masih dapat ditahan oleh suatu material tanpa terjadi tegangan sisa permanen yang terukur, pada saat beban ditiadakan material mampu kembali pada kemampuan awal lagi. 7) Tegangan Maksimum Tegangan maksimum merupakan beban maksimal yang mampu diterima oleh material hingga material tersebut sebelum patah.
2.10 Tinjauan Pustaka Menurut Ervan Harry Prasetya, Ranto dan Suharno melalui jurnalnya yang berjudul “Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Asam Askorbat dan Konsentrasi Larutan Natrium Klorida Terhadap Laju Korosi Baja Karbon Rendah Pasca Pelapisan Cat Epoxy” inhibitor adalah suatu zat yang bila ditambahkan dengan konsentrasi tertentu akan mengurangi laju korosi dan teradsorpsi membentuk suatu lapisan pelindung di permukaan logam untuk menghindari reaksi langsung dengan lingkungan. Inhitor terdiri dari anion ganda yang dapat masuk ke permukaan logam dan akan menghasilkan selaput lapisan tunggal yang kaya akan oksigen. Salah satu inhibitor organik adalah asam askorbat dengan struktur seperti gambar.
26
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 2.10 Struktur Asam askorbat Sumber : Ervan Harry Prasetya Asam askorbat merupakan senyawa organik yang mempunyai rumus kimia C6H8O6 berbentuk kristal putih, tidak berbau, memiliki massa molar 176,12 gram mol-1, memiliki titik didih 190-192oC, kerapatan sebesar 1,65 g/cm3. Mekanisme inhibisi asam askorbat yaitu, teradsorpsi pada permukaan logam membentuk suatu bentangan dengan ikatan rangkap. Permukaan logam yang bereaksi dengan inhibitor asam askorbat ini akan terlindungi oleh lapisan pelindung tipis pada permukaannya.
Gambar 2.11 Terbentuknya Lapisan Pelindung pada Permukaan Logam. Sumber : Ervan Harry Prasetya
27
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Ketika konsentrasi lebih dari 200 ppm, akan terbentuk suatu senyawa kompleks yang disebut kelat (chelate). Ion-ion logam seperti ion besi, ion tembaga dalam larutan akan mengikat gugus-gugus asam askorbat yang bersifat negatif, kemudian membentuk senyawa kelat tersebut. Semakin banyak pembentukan senyawa kelat ini akan mengurangi efisiensi inhibisinya. Menurut Heri Hariyono melalui penelitian yang berjudul “Pengaruh Lingkungan Terhadap Efisiensi Inhibisi Asam Askorbat (Vitamin C) pada Laju Korosi Tembaga”. Lingkungan yang digunakan adalah lingkungan air dengan variasi konsentrasi unsur-unsur sebagai berikut : Natrium Klorida (NaCl)
: 200 mg/l, 300 mg/l, 400 mg/l.
Kalsium sulfat (CaSO4)
: 200 mg/l, 300 mg/l, 400 mg/l.
Kalsium karbonat (CaCO3)
: 75 mg/l, 150 mg/l, 200 mg/l.
Dan masing-masing lingkungan tersebut diberi variasi penambahan inhibitor asam askorbat dengan konsentrasi 50 ppm, 100 ppm, dan 200 ppm serta variasi temperatur lingkungan, yaitu temperatur 30oC, 60oC, 80oC. Pada penelitian ini, telah dilakukan analisa terhadap laju lingkungan NaCl sehingga dapat disimpulkan bahwa pengamatan pada perubahan temperatur lingkungan memiliki kecenderungan yang sama dengan perubahan konsentrasi. Dengan meningkatnya temperatur menyebabkan laju korosi semakin besar pada semua peningkatan konsentrasi NaCl tanpa asam askorbat. Hal ini disebabkan karena dengan meningkatnya temperatur mengakibatkan laju oksigen ke permukaan logam meningkat dan kekuatan oksidasi lingkungan akan semakin tinggi. Akan tetapi pada kondisi temperatur yang sama, penambahan asam askorbat 50 ppm pada lingkungan NaCl laju korosinya mengalami penurunan dibandingkan dengan lingkungan NaCl tanpa asam askorbat. Sedangkan penambahan asam askorbat di atas 50 ppm, laju korosinya naik. Hal ini diperkirakan berkaitan dengan kestabilan asam askorbat dimana jenis asam ini di atas 20oC akan cepat berdekomposisi menjadi Dehydroascorbic acid (DAA). DAA ini nantinya akan berdekomposisi lanjut menjadi beberapa asam. Kehadiran DAA akan semakin banyak sesuai dengan bertambahnya konsentrasi asam askorbat dan selanjutnya akan berdekomposisi lanjut menjadi asam-asam lain sehingga tidak terjadi adsorpsi
28
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
yang maksimum dan akibatnya PH lingkungan mengalami penurunan. Efisensi inhibisi yang paling baik untuk semua konsentrasi NaCl dan semua kondisi temperatur adalah penambahan asam askorbat 50 ppm. Karena jumlah asam askorbat teradsorpsi pada permukaan logam sebagai lapisan pelindung lebih besar dibandingkan dengan jumlah asam askorbat yang berdekomposisi menjadi asam lain. Menurut Rochim Suratman melalui jurnal yang berjudul “Karakteristik Korosi Aluminium dan Baja Tahan Karat” dapat disimpulkan bahwa aluminium merupakan salah satu material yang memiliki ketahanan korosi sangat baik. Hal ini dikarenakan aluminium memiliki lapisan oksida sebagai pelindung yang menempel sangat kuat pada permukaannya. Pada berbagai lingkungan, jika lapisan ini rusak misalnya tergores maka dengan seketika lapisan tersebut akan dapat diperbaiki kembali. Meskipun lapisan ini sangat tipis (1 nm atau 10 Å), namun lapisan ini sangat efektif dalam melindungi aluminium dari proses korosi. Pada lingkungan tertentu, tebal lapisan oksida dapat lebih tebal dari 1 nm. Lapisan tersebut terdiri dari dua bagian. Lapisan oksida bagian dalam yang bersentuhan langsung dengan permukaan logam merupakan lapisan yang kompak dan amorf, ketebalannya hanya di pengaruhi oleh temperatur lingkungan. Lapisan sebelah luar relatif lebih tebal, permeabel dan terdiri dari oksida yang terhidrasi. Karakteristik korosi dari logam aluminium biasanya dikaitkan dengan sifat-sifat kimia dari lapisan-lapisan tersebut. Karena memiliki lapisan oksida yang sangat baik, maka aluminium memiliki laju korosi yang sangat rendah. Saat dilakukan penelitian tentang ketahanan korosi aluminium di dalam air dengan temperatur kamar sangat baik. Ketahanan korosi dari aluminium tidak mengalami penurunan yang berarti dikarenakan lapisan oksida yang menempel pada permukaan menempel dengan sangat kuat.
29
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Langkah kerja yang akan dilakukan dalam penelitian mengenai efek penggunaan asam askorbat pada korosi aluminium plat dalam lingkungan NaCl dengan suhu 50oC akan di jelaskan pada diagram flowchart berikut ini :
Pembelian Bahan
Aluminium Plat
Ember dan bohlam
NaCl dan asam askorbat
Pembuatan Benda Uji Perendaman aluminium plat dengan variasi larutan dan suhu tertentu
Pengujian : 1. Uji Tarik Hasil Penelitian Pembahasan
Kesimpulan Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Penggunaan Asam Askorbat pada Korosi Aluminium Plat dalam Lingkungan Larutan NaCl dengan Suhu 500C
30
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3.2 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan untuk penelitian aluminium plat dengan larutan NaCl dan Asam askorbat pada suhu 50oC.
(a) Mesin Uji Tarik
(b) Ember Sebagai Wadah
(c) Timbangan Digital
(d) Lampu dopp 60 watt
31
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
(e) Termometer Digital
(f) Kertas Amplas
(g) Aluminium Plat
(h) NaCl 500gr
(i) Asam Askorbat 1gr
(j) Asam Nitrat 200ml
Gambar 3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan
32
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3.3 Waktu Penelitian Proses penelitian efek penggunaan asam askorbat pada korosi aluminium plat dalam lingkungan NaCl dengan suhu 50oC dilakukan pada semester genap tahun ajaran 2015/2016 hingga pertengahan semester ganjil tahun ajaran 2016/2017. Sedangkan proses pengambilan data, pengolahan hasil, dan pembuatan analisis beserta pembahasan dilakukan pada pertengahan semester ganjil tahun ajaran 2016/2017. Penelitian dan pengambilan data dilakukan di Laboratorium Ilmu Logam Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 3.4 Variabel Penelitian dan Variabel Ukur 3.4.1 Variabel Penelitian Variabel yang diteliti pada penelitian efek penggunaan asam askorbat pada korosi aluminium plat dalam lingkungan NaCl dengan suhu 50oC adalah perbandingan antara aluminium plat yang dimasukkan ke dalam larutan air + NaCl dan aluminum plat yang dimasukkan kedalam larutan air + NaCl + asam askorbat. 3.4.2 Variabel Ukur Variabel yang akan diukur pada efek penggunaan asam askorbat pada korosi aluminium plat dalam lingkungan NaCl dengan suhu 50oC adalah : a)
Laju Korosi
b)
Kekuatan tarik dan regangan material sesuai variasi pengujian
33
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3.5 Langkah Penelitian Pada penelitian kali ini akan dilakukan percobaan dengan langkah sebagai berikut : 1. Memproses Aluminium plat dengan menggunakan mesin bubut dan milling lalu ukurannya di sesuaikan dengan standarisasi pengujian tarik. 2. Benda uji setelah dimasukkan pada larutan Nacl dan asam askorbat 3. Proses ini berlangsung hingga 3 bulan 4. Pada bulan pertama ambil 5 benda uji, menimbang berat mula-mula, berat setelah di rendam, sebelum dan setelah dibersihkan asam nitrat dan di amplas, melakukan pengujian tarik. Demikian seterusnya hingga bulan ke-3 5. Pengolahan data 3.6 Standard Uji dan Ukuran Benda Uji Ukuran benda uji aluminium yang digunakan menurut standar ASTM A370 adalah sebagai berikut :
Gambar 3.3 Standar Uji
34
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3.7 Uji Tarik Langkah-langkah untuk pengujian uji tari pada aluminium adalah sebagai berikut : 1. Mempersiapkan benda uji yang sudah direndam, ditimbang, diamplas dan ditimbang lagi. 2. Letakkan kertas milimeter block pada printer mesin uji tarik. 3. Nyalakan mesin uji tarik lalu letakkan benda uji pada grip. 4. Kencangkan grip secukupnya agar tidak merusak benda uji. 5. Pemasangan extensometer pada benda uji dan nilai elongationnya di atur menjadi nol. 6. Nilai beban di atur juga menjadi nol. 7. Mengatur kecepatan uji, area start di tekan sebanyak dua kali lalu tekan tombol down. 8. Setelah memperoleh data uji tarik berupa grafik, proses pengujian tarik di ulang kembali untuk benda uji aluminium selanjutnya sampai selesai.
35
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian Dari hasil pengujian tarik yang telah dilakukan pada aluminium plat lingkungan larutan NaCl pada suhu 50oC yang menggunakan asam
dengan
askorbat maka, diperoleh grafik hubungan beban dan pertambahan panjang. Datadata tersebut kemudian diolah untuk memperoleh grafik kekuatan tarik, dan regangan. 4.1.1 Hasil Pengujian Benda Uji Tarik Aluminium Pengujian tarik pada aluminium dilakukan pada spesimen aluminium plat yang telah menerima proses machining. Kemudian aluminium tersebut direndam didalam ember berisi air dan larutan NaCl, serta menggunakan asam askorbat dengan suhu 50oC selama 90 hari (3 bulan). Dari hasil pengujian diperoleh print out grafik hubungan beban dengan pertambahan panjang. Maka dari data tersebut diperoleh nilai tegangan dan regangan dari setiap variasi larutan. Berikut ini adalah langkah-langkah pengujian tarik benda uji aluminium : a. Benda uji aluminium di bentuk sesuai dengan standard ASTM A370. b. Benda uji dipasang di grip mesin uji tarik. c. Setelah mendapat nilai beban dan pertambahan panjang, maka kekuatan tarik dari setiap spesimen dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
σ= σ= σ = 10,62 kg/mm2atau 104,076 MPa.
36
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
d. Nilai regangan juga dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
ε = (ΔL/Lo) x 100% ε= (21,17/34) x 100% ε= 62,05 % e. Nilai dari modulus dalam keadaan elastis dapat dihitung dengan menggunakan rumus : E= E= E = 9,35 MPa Data hasil pengujian benda uji aluminium plat dengan menggunakan air dan NaCl sebagai larutan tanpa asam askorbat pada suhu 50oC : Tabel 4.1 Aluminium Plat dengan Larutan Air + NaCl Bulan Pertama. Massa
Massa setelah
Massa
Mula-mula
direndam
Setelah
(gr)
(gr)
HNO3
A.1.1
13,65
13,7
13,6
13,5
A.1.2
14,01
14,1
14,1
14
A.1.3
14,25
14,3
14,2
13,9
A.1.4
14,3
14,4
14,3
14,1
A.1.5
14,14
14,3
14,2
14
Rata-Rata
14,026
14,042
14,04
13,94
Spesimen
37
Massa setelah diamplas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.2 Aluminium Plat dengan Larutan Air + NaCl Bulan Kedua. Massa
Massa setelah
Massa
Mula-mula
direndam
Setelah
(gr)
(gr)
HNO3
B.1.1
13,95
14
14
13,8
B.1.2
14,07
14,1
14,1
14
B.1.3
14,12
14,2
14,2
14
B.1.4
13,69
13,7
13,7
13,5
B.1.5
14,25
14,3
14,3
14,1
Rata-Rata
14,016
14,06
14,06
13,92
Spesimen
Massa setelah diamplas
Tabel 4.3 Aluminium Plat dengan Larutan Air + NaCl Bulan Ketiga. Massa
Massa setelah
Massa
Mula-mula
direndam
Setelah
(gr)
(gr)
HNO3
C.1.1
14,03
14,1
14
13,9
C.1.2
14,02
14,1
14
14
C.1.3
14
14
14
13,9
C.1.4
13,9
13,9
13,8
13,7
C.1.5
14,3
14,3
14,3
14,2
Rata-Rata
14,05
14,08
14,02
13,94
Spesimen
38
Massa setelah diamplas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Data hasil pengujian benda uji aluminium plat dengan menggunakan air, NaCl dan asam askorbat pada suhu 50oC : Tabel 4.4 Aluminium Plat dengan Larutan Air + NaCl +Asam Askorbat Bulan Pertama. Massa
Massa setelah
Massa
Mula-mula
direndam
Setelah
(gr)
(gr)
HNO3
A.2.1
13,98
14,2
13,9
13,8
A.2.2
14,2
14,5
14,2
14
A.2.3
14,15
14,3
14,2
14
A.2.4
14,01
14,2
14
13,9
A.2.5
14,2
14,5
14,2
14
Rata-Rata
14,108
14,34
14,1
13,94
Spesimen
Massa setelah diamplas
Tabel 4.5 Aluminium Plat Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat Bulan Kedua. Massa
Massa setelah
Massa
Mula-mula
direndam
Setelah
(gr)
(gr)
HNO3
B.2.1
14,06
14,2
14
13,9
B.2.2
14,19
14,3
14,2
14,1
B.2.3
14,25
14,3
14,3
14,2
B.2.4
14,04
14,1
14
13,9
B.2.5
13,83
14
13,8
13,7
Rata-Rata
14,074
14,18
14,06
13,96
Spesimen
39
Massa setelah diamplas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.6 Aluminium Plat dengan Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat Bulan Ketiga. Massa
Massa setelah
Massa
Mula-mula
direndam
Setelah
(gr)
(gr)
HNO3
C.2.1
14,24
14,3
14,2
14,1
C.2.2
13,82
14
13,9
13,7
C.2.3
13,79
13,9
13,8
13,7
C.2.4
14,25
14,4
14,3
14,1
C.2.5
13,95
14,2
14
13,8
Rata-Rata
14,01
14,16
14,04
13,88
Spesimen
Massa setelah diamplas
Nilai kekuatan tarik aluminium dengan larutan air + NaCl pada suhu 50 oC tanpa asam askorbat : Tabel 4.7 Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Nol. Beban Tarik Spesimen
Kekuatan A (mm2)
(kg)
Kekuatan Tarik
Tarik 2
(MPa)
(kg/mm )
O1
456,1
36
12,66
124,16
O2
448,9
36
12,46
122,20
O3
454
36
12,61
123,58
O4
454,5
36
12,62
123,72
O5
450
36
12,5
122,50
Rata-rata
452,7
36
12,57
123,23
40
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.8 Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Pertama. Kekuatan Spesimen
Beban Tarik (kg)
2
A (mm )
Tarik (kg/mm2)
Kekuatan Tarik (MPa)
A.1.1
378
36
10,5
102,9
A.1.2
388
36
10,77
105,62
A.1.3
378,5
36
10,51
103,03
A.1.4
386,2
36
10,72
105,13
A.1.5
389,9
36
10,83
106,13
Rata-rata
384,12
36
10,67
104,56
Tabel 4.9 Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Kedua. Kekuatan
Beban Tarik Spesimen
2
A (mm ) (kg)
Tarik (kg/mm2)
Kekuatan Tarik (MPa)
B.1.1
390
36
10,83
106,16
B.1.2
380
36
10,55
103,44
B.1.3
386
36
10,72
105,07
B.1.4
365
36
10,13
99,36
B.1.5
395,8
36
10,99
107,74
Rata-rata
383,36
36
10,64
104,35
41
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.10 Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Ketiga. Kekuatan
Beban Tarik Spesimen
2
A (mm ) (kg)
Tarik (kg/mm2)
Kekuatan Tarik (MPa)
C.1.1
387,3
36
10,75
105,43
C.1.2
383,1
36
10,64
104,28
C.1.3
388,3
36
10,78
105,70
C.1.4
390
36
10,83
106,16
C.1.5
388,8
36
10,8
105,84
Rata-rata
387,5
36
10,76
105,48
Nilai kekuatan tarik aluminium dengan larutan air + NaCl dan asam askorbat pada suhu 500C : Tabel 4.11 Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Pertama. Beban Tarik Spesimen
Kekuatan A (mm2)
(kg)
Tarik (kg/mm2)
Kekuatan Tarik (MPa)
A.2.1
367,9
36
10,21
100,15
A.2.2
373
36
10,36
101,53
A.2.3
381,6
36
10,6
103,88
A.2.4
372,7
36
10,35
101,45
A.2.5
386,4
36
10,73
105,18
Rata-rata
376,32
36
10,45
102,44
42
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.12 Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Kedua. Beban Tarik Spesimen
Kekuatan A (mm2)
(kg)
Kekuatan Tarik
Tarik 2
(MPa)
(kg/mm )
B.2.1
371,4
36
10,31
101,10
B.2.2
387,4
36
10,76
105,45
B.2.3
392,5
36
10,90
106,84
B.2.4
376
36
10,44
102,35
B.2.5
363,7
36
10,10
99,00
Rata-rata
378,2
36
10,50
102,95
Tabel 4.13 Kekuatan Tarik Aluminium Plat Bulan Ketiga.
Spesimen
Beban Tarik (kg)
Kekuatan A (mm2)
Tarik (kg/mm2)
Kekuatan Tarik (MPa)
C.2.1
395,2
36
10,97
107,58
C.2.2
379,7
36
10,54
103,36
C.2.3
378,4
36
10,51
103
C.2.4
384,1
36
10,66
104,56
C.2.5
359
36
9,97
97,72
Rata-rata
379,28
36
10,53
103,24
43
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Grafik kekuatan tarik rata-rata dari setiap spesimen aluminium dapat dilihat pada Gambar 4.1 140
Kekuatan Tarik (MPa)
123,2
A1 B1 B2 A2 104,5 102,4 104,3 102,9
120
C1 105,4
C2 103,2
100 80 NaCl 60
NaCl + Asam askorbat
40
Tanpa Perlakuan
20 0 Bulan Nol
1
2
3
Waktu (Bulan)
Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tarik Rata-rata dari Setiap Spesimen Aluminium didalam Larutan air + NaCl, dan Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat dengan Suhu 50oC. Tanpa Perlakuan, Bulan Pertama, Bulan Kedua,dan Bulan Ketiga. Nilai regangan aluminium dengan larutan air + NaCl pada suhu 50oC tanpa asam askorbat : Tabel 4.14 Regangan Aluminium Plat Bulan Nol. Spesimen
L (mm)
Lo (mm)
L-Lo (mm)
ε(%)
O1
37
34
3
8,82
O2
37
34
3
8,82
O3
37
34
3
8,82
O4
37
34
3
8,82
O5
37
34
3
8,82
Rata-Rata
37
34
3
8,82
44
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.15 Regangan Aluminium Plat Bulan Pertama. Spesimen
L (mm)
Lo (mm)
L-Lo (mm)
ε(%)
A.1.1
44
34
10
29,4
A.1.2
41
34
7
20,5
A.1.3
44
34
10
29,4
A.1.4
42
34
8
23,5
A.1.5
41
34
7
20,5
Rata-Rata
42,4
34
8,4
24,7
Tabel 4.16 Regangan Aluminium Plat Bulan Kedua. Spesimen
L (mm)
Lo (mm)
L-Lo (mm)
ε(%)
B.1.1
42
34
8
23,5
B.1.2
37
34
3
8,82
B.1.3
43
34
9
26,4
B.1.4
45
34
11
32,3
B.1.5
42
34
8
23,5
Rata-Rata
41,8
34
7,8
22,9
45
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.17 Regangan Aluminium Plat Bulan Ketiga. Spesimen
L (mm)
Lo (mm)
L-Lo (mm)
ε(%)
C.1.1
44
34
10
29,4
C.1.2
44
34
10
29,4
C.1.3
43
34
9
26,4
C.1.4
44
34
10
29,4
C.1.5
42
34
8
23,5
Rata-Rata
43,4
34
9,4
27,6
Nilai regangan aluminium dengan larutan air + NaCl dan asam askorbat pada suhu 50oC : Tabel 4.18 Regangan Aluminium Plat Bulan Pertama. Spesimen
L (mm)
Lo (mm)
L-Lo (mm)
ε(%)
A.2.1
41
34
7
20,5
A.2.2
40
34
6
17,6
A.2.3
43
34
9
26,4
A.2.4
40
34
6
17,6
A.2.5
41
34
7
20,5
Rata-Rata
41
34
7
20,5
46
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.19 Regangan Aluminium Plat Bulan Kedua. Spesimen
L (mm)
Lo (mm)
L-Lo (mm)
ε (%)
B.2.1
42
34
8
23,5
B.2.2
42
34
8
23,5
B.2.3
43
34
9
26,4
B.2.4
41
34
7
20,5
B.2.5
42
34
8
23,5
Rata-Rata
42
34
8
23,5
Tabel 4.20 Regangan Aluminium Plat Bulan Ketiga. Spesimen
L (mm)
Lo (mm)
L-Lo (mm)
ε(%)
C.2.1
40
34
6
17,6
C.2.2
43
34
9
26,4
C.2.3
40
34
6
17,6
C.2.4
41
34
7
20,5
C.2.5
40
34
6
17,6
Rata-Rata
40,8
34
6,8
20
47
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Grafik regangan rata-rata dari setiap spesimen aluminium dapat dilihat pada Gambar 4.2 30 25 Regangan (%)
C1 27,6
A1 24,7 A2 20,5
B1 22,9
B2 23,5 C2 20
20
NaCl
15 10
NaCl + Asam askorbat
8,82
Tanpa Perlakuan
5 0 Bulan Nol
1
2
3
Waktu (Bulan)
Gambar 4.2 Grafik Regangan Rata-Rata dari Setiap Spesimen Aluminium dengan Larutan Air + Nacl, dan Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat dengan Suhu 50oC. Tanpa Perlakuan, Bulan Pertama, Bulan Kedua, dan Bulan Ketiga. Modulus elastisitas rata-rata aluminium dengan larutan air + NaCl pada suhu 50oC tanpa asam askorbat : Tabel 4.21 Modulus Elastisitas Aluminium Plat Bulan Nol, Pertama, Kedua, dan Ketiga. Spesimen
Kekuatan Tarik (MPa)
Regangan (%)
E (MPa)
O
123,3
8,82
13,9
A.1
104,5
24,7
4,23
B.1
104,3
22,94
4,54
C.1
105,4
27,64
3,81
48
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Modulus elastisitas rata-rata aluminium dengan larutan air + NaCl dan asam askorbat pada suhu 50oC : Tabel 4.22 Modulus Elastisitas Aluminium Plat Bulan Nol, Pertama, Kedua, dan Ketiga. Spesimen
Kekuatan Tarik (MPa)
Regangan (%)
E (MPa)
O
123,3
8,82
13,9
A.2
102,4
20,58
4,97
B.2
102,9
23,52
4,37
C.2
103,2
20
5,16
Grafik modulus elastisitas rata-rata dari setiap spesimen Aluminium dapat dilihat pada Gambar 4.3 16
Modulus Elastisitas (MPa)
14
13,9
12 10 NaCl
8 A2 A1 4,97 4,23
6
B1 B2 4,54 4,37
4
C2 C1 5,16 3,81
NaCl + Asam askorbat Tanpa Perlakuan
2 0 Bulan Nol
1
2
3
Waktu (Bulan)
Gambar 4.3 Grafik Modulus Elastisitas Rata-Rata dari Setiap Spesimen Aluminium dengan Larutan Air + NaCl, dan Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat pada Suhu 50oC Bulan Pertama, Bulan Kedua, dan Bulan Ketiga.
49
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Nilai laju korosi aluminium dengan larutan air + NaCl pada suhu 50oC tanpa menggunakan asam askorbat. Tabel 4.23 Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Pertama. Massa Spesimen
Mulamula (gr)
Miles Massa
ρ
akhir (gr)
(gr/cm3)
A (in2)
W0-W1 (gr)
t (jam)
per years (Mpy)
A.1.1
13,65
13,6
2,7
0,0558
0,05
720
0,24
A.1.2
14,01
13,9
2,7
0,0558
0,11
720
0,54
A.1.3
14,25
14,2
2,7
0,0558
0,05
720
0,24
A.1.4
14,08
14
2,7
0,0558
0,08
720
0,39
A.1.5
14,14
14
2,7
0,0558
0,14
720
0,68
Rata-rata
14,02
13,9
2,7
0,0558
0,08
720
0,42
Tabel 4.24 Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Kedua. Massa Spesimen
Mulamula (gr)
Miles Massa akhir (gr)
ρ 3
(gr/cm )
A (in2)
W0-W1 (gr)
t (jam)
per years (Mpy)
B.1.1
13,95
13,8
2,7
0,0558
0,15
1440
0,36
B.1.2
14,07
14
2,7
0,0558
0,07
1440
0,17
B.1.3
14,12
14,1
2,7
0,0558
0,02
1440
0,04
B.1.4
13,69
13,6
2,7
0,0558
0,09
1440
0,22
B.1.5
14,25
14,1
2,7
0,0558
0,15
1440
0,36
Rata-rata
14,016
13,92
2,7
0,0558
0,09
1440
0,23
50
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.25 Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Ketiga. Miles
Massa
Massa
Mula-
akhir
mula (gr)
(gr)
C.1.1
14,03
13,9
2,7
0,0558
0,13
2160
0,21
C.1.2
14,02
14
2,7
0,0558
0,02
2160
0,03
C.1.3
14
13,9
2,7
0,0558
0,1
2160
0,16
C.1.4
13,9
13,7
2,7
0,0558
0,2
2160
0,32
C.1.5
14,3
14,2
2,7
0,0558
0,1
2160
0,16
Rata-rata
14,05
13,9
2,7
0,0558
0,11
2160
0,18
Spesimen
ρ (gr/cm3)
A (in2)
W0-W1 (gr)
t (jam)
per years (Mpy)
Nilai laju korosi aluminium dengan larutan air + NaCl dan asam askorbat pada suhu 50oC : Tabel 4.26 Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Pertama. Massa Spesimen
Mulamula (gr)
Miles Massa
ρ
akhir (gr)
(gr/cm3)
A (in2)
W0-W1 (gr)
t (jam)
per years (Mpy)
A.2.1
13,98
13,8
2,7
0,0558
0,18
720
0,88
A.2.2
14,2
14
2,7
0,0558
0,2
720
0,98
A.2.3
14,15
14
2,7
0,0558
0,15
720
0,73
A.2.4
14,01
13,9
2,7
0,0558
0,11
720
0,54
A.2.5
14,2
14
2,7
0,0558
0,2
720
0,98
Rata-rata
14,10
13,9
2,7
0,0558
0,16
720
0,82
51
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.27 Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Kedua. Miles
Massa
Massa
Mula-
akhir
mula (gr)
(gr)
B.2.1
14,06
13,9
2,7
0,0558
0,16
1440
0,39
B.2.2
14,19
14,1
2,7
0,0558
0,09
1440
0,22
B.2.3
14,25
14,2
2,7
0,0558
0,05
1440
0,12
B.2.4
14,04
13,9
2,7
0,0558
0,14
1440
0,34
B.2.5
13,83
13,7
2,7
0,0558
0,13
1440
0,31
Rata-rata
14,07
13,9
2,7
0,0558
0,11
1440
0,28
Spesimen
ρ (gr/cm3)
A (in2)
W0-W1
t
per
(gr)
(jam)
years (Mpy)
Tabel 4.28 Laju Korosi Aluminium Plat Bulan Ketiga. Miles
Massa
Massa
Mula-
akhir
mula (gr)
(gr)
C.2.1
14,24
14,1
2,7
0,0558
0,14
2160
0,22
C.2.2
13,82
13,7
2,7
0,0558
0,12
2160
0,19
C.2.3
13,79
13,7
2,7
0,0558
0,09
2160
0,14
C.2.4
14,25
14,1
2,7
0,0558
0,15
2160
0,24
C.2.5
13,95
13,8
2,7
0,0558
0,15
2160
0,24
Rata-rata
14,01
13,88
2,7
0,0558
0,13
2160
0,21
Spesimen
ρ (gr/cm3)
A (in2)
W0-W1 (gr)
t (jam)
per years (Mpy)
52
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Grafik laju korosi rata-rata dari setiap spesimen aluminium dapat dilihat pada Gambar 4.4 : A2 0,82
0,9 0,8 Laju Korosi (Mpy)
0,7 0,6 0,5
A1 0,42
0,4
NaCl
B2 B1 0,28 0,23
0,3
C2 C1 0,21 0,18
0,2
NaCl + Asam askorbat
0,1 0 1
2
3
Waktu (Bulan)
Gambar 4.4 Grafik Rata-Rata Laju Korosi dari Setiap Spesimen Aluminium dengan Larutan Air + NaCl, dan Larutan Air + NaCl + Asam Askorbat pada Suhu 50oC Bulan Pertama, Bulan Kedua, dan Bulan Ketiga.
53
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4.2 Pembahasan Dari Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa kekuatan tarik rata-rata pada aluminium dengan larutan air + NaCl terbesar terjadi pada spesimen C1 yaitu 10,76 kg/mm2 atau 105,48 MPa. Sedangkan dengan nilai kekuatan tarik rata-rata yang menggunakan larutan air + NaCl + asam askorbat, kekuatan tarik terbesar terjadi pada spesimen C2 yaitu 10,53 kg/mm2 atau 103,24 MPa. Dari Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa regangan rata-rata pada aluminium dengan larutan air + NaCl terbesar terjadi pada spesimen C1 yaitu 27,6 %. Sedangkan dengan nilai regangan rata-rata yang menggunakan larutan air + NaCl + asam askorbat, regangan terbesar terjadi pada spesimen B2 yaitu 23,5 %. Dari Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa modulus elastisitas rata-rata pada aluminium terbesar terjadi pada spesimen bulan nol yaitu 13,9 MPa. Sedangkan modulus elastisitas rata-rata pada aluminium dengan larutan air + NaCl tanpa asam askorbat terbesar terjadi pada spesimen B1 yaitu 4,54 MPa. Dan modulus elastisitas rata-rata pada aluminium dengan larutan air + NaCl dan asam askorbat terbesar terjadi pada spesimen C2 yaitu 5,16 MPa. Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa laju korosi rata-rata pada aluminium dengan larutan air + NaCl tercepat terjadi pada spesimen A1 yaitu 0,42 Mpy. Sedangkan laju korosi rata-rata pada aluminium dengan larutan air + NaCl dan asam askorbat tercepat terjadi pada spesimen A2 yaitu 0,82 Mpy. Dari keseluruhan gambar dapat disimpulkan bahwa adanya pengaruh larutan yang menggunakan asam askorbat dan yang tidak menggunakan asam askorbat. Hal ini membuktikan bahwa telah terjadi perubahan sifat mekanik terhadap benda uji. Semakin tinggi nilai kekuatan tarik suatu benda, maka semakin besar tegangan tarik benda tersebut untuk menerima beban tarik. Semakin rendah nilai kekuatan tarik suatu benda, maka semakin rendah tegangan tarik benda tersebut untuk menerima beban tarik.
54
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 4.2 grafik nilai regangan rata-rata tertinggi pada spesimen aluminium B2 dengan larutan air + NaCl, sedangkan nilai regangan terendah terjadi pada spesimen bulan nol yang tanpa perlakuan apapun. Nilai ke-elastisan tidak ditentukan oleh nilai kekuatan tarik melainkan pada nilai regangan. Semakin besar nilai regangan maka semakin kecil nilai modulus elastisitasnya. Sebaliknya, semakin kecil nilai regangan maka semakin besar nilai modulus elastisitasnya. Karena nilai regangan berbanding terbalik dengan nilai modulus elastisitas. Gambar 4.1 dan Gambar 4.2 grafik nilai kekuatan tarik rata-rata tertinggi terjadi pada spesimen C1 dan nilai regangan rata-rata terendah pada spesimen bulan nol. Dengan demikian dapat dipastikan bahwa nilai modulus elastisitas terbesar terjadi pada spesimen bulan nol. Semakin tinggi nilai regangan suatu benda, maka akan semakin mudah benda tersebut untuk dibentuk. Sebaliknya, semakin rendah nilai regangan suatu benda, maka akan semakin sulit benda tersebut untuk dibentuk. Gambar 4.3 grafik menunjukkan laju korosi rata-rata pada aluminium yang menggunakan asam askorbat dan laju korosi rata-rata pada aluminium yang tidak menggunakan asam askorbat. Nilai laju korosi tertinggi terjadi pada aluminium dengan larutan air + NaCl dan asam askorbat ditunjukkan pada spesimen A2. Dan nilai laju korosi rata-rata terendah terjadi pada aluminium dengan larutan air + NaCl ditunjukkan pada spesimen C1. Dari perbandingan grafik diatas maka dapat disimpulkan bahwa laju korosi aluminium yang diberi asam askorbat menjadi sangat tinggi. Mengapa? Hal ini disebabkan karena asam askorbat hanya akan bekerja secara efektif sebagai inhibitor pada suhu 20oC. Jika lebih dari itu, maka asam askorbat akan mengalami dekomposisi menjadi dehydroascorbic acid (DAA). Saat terlarut, asam askorbat memiliki ion-ion logam seperti ion besi, ion tembaga yang akan mengikat gugusgusus negatif asam askorbat dan membentuk senyawa kompleks yang dinamakan senyawa kelat. Semakin banyak pembentukan senyawa kelat, akan mengurangi
55
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
efisiensi inhibisinya sehingga tidak terjadi adsorpsi atau penyerapan yang maksimum dan mengakibatkan pH lingkungan mengalami penurunan. Dapat dilihat dari bentuk patahnya bahwa aluminium dengan larutan air + NaCl memiliki lebih sedikit cacat atau crack pada permukaannya daripada cacat atau crack pada aluminium dengan larutan air + NaCl + asam askorbat. Korosi yang dialami aluminium adalah korosi merata. 4.3 Aluminium Setelah di Uji Tarik
Gambar 4.5 Spesimen A1 dan Spesimen B1 Setelah Diuji Tarik.
Gambar 4.6 Spesimen C1 dan Spesimen A2 setelah Diuji Tarik.
56
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 4.7 Spesimen B2 dan Spesimen C2 Setelah Diuji Tarik. Dari Gambar 4.5, 4.6, dan 4.7 dapat dilihat bahwa ada perbedaan bentuk patah dari setiap spesimen. Spesimen yang tidak diberi asam askorbat mengalami patah pada bagian bawah sedangkan spesimen yaang diberi asam askorbat mengalami patah pada bagian tengah.
57
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis data yang telah diuraikan di atas, maka diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Hasil perhitungan rata-rata kekuatan tarik terbesar dengan larutan air + NaCl + asam askorbat terjadi pada spesimen C2 yaitu 103,24 MPa. Rata-rata regangan terbesar dengan larutan air + NaCl + asam askorbat terjadi pada spesimen B2 yaitu 23,5 %. Rata-rata modulus elastisitas terbesar dengan larutan air + NaCl + asam askorbat terjadi pada spesimen C2 yaitu 5,16 MPa. 2. Dari grafik laju korosi dapat dilihat rata-rata laju korosi terbesar dengan larutan air + NaCl + asam askorbat terjadi pada spesimen A2 yaitu 0,82 Mpy. 5.2 Saran Berdasarkan dari hasil penelitian maka peneliti memberi beberapa saran kepada pembaca jika ingin melakukan penelitian ini lebih lanjut : 1. Diharapkan untuk eksperimen mengenai korosi selanjutnya di lakukan pada berbagai logam lainnya. Agar masyarakat yang menggunakan logam sebagai material akan semakin aman dan nyaman dalam penggunaannya. 2. Diharapkan untuk eksperimen mengenai korosi menggunakan asam askorbat selanjutnya dilakukan pada suhu yang berbeda misalnya 30oC.
58
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR PUSTAKA Bandriana, Bernardus; Nyoman Udhi; dan Bagus Jihad., 2004, Ketahanan Korosi Baja Anti Karat Pada Operasi Suhu Tinggi, 2-3. Hariyono, Heri. 1999. Pengaruh Lingkungan Terhadap Efisiensi Inhibisi Asam Askorbat (Vitamin C) pada Laju Korosi Tembaga, Universitas Kristen Petra, 100107S. MT, Mulyati. 2014, Bahan Ajar Mekanika Bahan, 1-6 Prasetya, E.H; Ranto; dan Suharno, Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Asam Askorbat dan Konsentrasi Larutan Natrium Klorida Terhadap Laju Korosi Baja Karbon Rendah Pasca Pelapisan Cat Epoxy, 1-11S. Suratman. Rochim. 2013. Karakteristik Korosi Aluminium dan Baja Tahan Karat, 1-12S. Surdia, Tata, dan Saito, S. 1985. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: Pradnya Paramitha.
59