KARAKTERISASI KOMPOSIT MATRIKS LOGAM Al-SiC PADA PRODUK KANVAS REM KERETA API
SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
ALBIN MONIAGO SIMANJUNTAK NIM. 100421038
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
Universitas Sumatera Utara
METALUftGI rISIK I(ARAKTERISASI KOMPOSIT MATRIKS LOGAM AL.SiC PAI}A PRODUK KAI\TVAS REM KERf,TA API
ALBIN MOhIIAG'O SIMANJT]NTAK NIM.100421038
Telah Disetujui Oleh:
Pembimbing/Penguji
fu*t -
Ir. SyahrulAbda. M.Sc. NIP.19570E05 19E811 1 001
FrrP. 19641A24 W9202
I 000
1984111001
Dilretahui OIeh : Departemen Teknik Mesin Kstu?
(g Dr. Ine. Ir. Ikhwanwah Isranuri FuP. 1964t224 t992tl I 00r
Universitas Sumatera Utara
METALURGI rISIK
ffi
KOMPOSIT MATRII$ LOGA}I AT.SiC PAI}A PRODUK KAITTVAS REM KERETA API
ALBIN MOhTIAGO SIMANJT]NTAK IYIM. 1m421038
Diketahui/disyatrkan oleh: Departemen Teknik Mesin Fakultas TeknikUSU
Kettr4
q
Dr.Ine.In Ikhwrnsvah Isranuri NrP. t96dt2?.4 tryztl I 001
Disetujui oleh: Dosen Peabimbing,
[^/1,,[4r" Ir. Sv*hrulAtda. M"Sc. FIIP. 19570805 198811 1 001
Universitas Sumatera Utara
METALURGI FISIK KARAKTUruSASI KOMPOSIT MATRII(S LOGAM AI-SiC PAI'A PRODT'K KANTVAS REM KERETA API
ALBIN MOIrIAGO SIMANJUNTAK nrM.1fi),421038
Telah Disetujui Dari Hasit Seminar S*dpsr Periode ke 189, Pada Tanggal06 April 2013
Pembanding II,
/{
E Dr.Ep&Ir.Indra. MT. ItrP. 19641024 t9p{202 r frm
Dr.Inc.Ir.Ikhwflnsvah Isranuri NIP.l9s4tt A t9yrtl I 001
Universitas Sumatera Utara
KESIMPULAN SEMINAR TUGAS SKRIPSI MAHASISWA DEPARTENIEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENST FAKULTAS TEKNIK USU. KA.NDTDAT:
fuUi* ,o/ srpralieotck
NamaArllM Tugas Sarjana Judul Tugas Sarjana
Zcttbaffu* Kctr:q$*{*t 1<wM Pcd* prolult
*/=ttC pernbimbing
I. a.
EVALUASI PELAKSANAAN SEMINAR
l. 2.
x
b,gq,
kanhd ,<pr% <
fr., Cf.Q/ttl 44d{, rc:. . DosenPembanding t .lr,.gy In** , &7
Dosen
Mot
..
:
:
Judul
Baik/Cukup/Perlu Perbaikan
rt"Q^ lrnfu'
SistematikaPenulisan
*n-
Lo
*
3. Bahasa Tulisan artA,.7 4. Penyampaian . eil^/ 5. Kemampuan Menjawab pertanyaan , C*U*, -Cu 6. Sikap 0.- f b.
KESIMPULAN SEMINAR.: Kandidat dapat mengikuti Sidang Sarjana
L C 3. II. a.
:
Tanpa perlu melakukan Perbaikan
SeElah mernperbaiki Tugas Sarjana, dibirnbing oleh Dosen Pembanding Setelah mernperbaiki Tugas Sar.yana lebih rnendasar, dibirnbing oleh Dosen Pernbimbrng
MATERI YANG PERLU PERBAIKAN
:
1 tubl F,.;,u- h; ll- s'c
2. firLron'iga'g' quh'-' lal" [;t,.t*t Achdt. hht'/ -y,,J,od;;
i
b.
t* ff#i;i;::',,t^6eL
PERBAIKAN GAMBAR
Dosen Pembirnbing,
t,&il,
f
Diketahui oleh
:
Deparlerrrerr Teknik Mesin,
War*ut;
Universitas Sumatera Utara
rt
KESIMPULAI\ SEMINAR TUGAS SKRIPSI MAHASISWA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTEI\SI FAKULTAS TEKNIK USU. KANDTDAT
:
4//a
Nama/NIM
9i"a*i.wff"A
Metu/uryr'f
Tugas Sa{ana 'Tudurrugas
/"{
Sa{ana
LryA
' Kankfirttdtr' Ki:rt/psrt fita*tb Kar?da
Dosen Pernbimbing Dosen Pernbanding
I. a.
EVALUASI PELAKSANAAN SF.t,4INAR
1. Judul 3. 4. 5. 6. b.
Barki Cukup/perlu perbaikan
Bahasa Tulisan Penyampaian
Kemampuan Menjarvab pefianvaan Sikap
KESIMPULAN SEM]NAR: Kandidat dapat mengikuti Sidang Sarjana
1. @ 3. II. a.
2. J.
:
Tanpa perlu melakukan perbaikan Setelah memperbaiki Tugas Sarjana, clibirnbing oleh Dosen pembanding Setelah mernperbaiki Tugas Szrrjana lebih rnendasar, dibirnbing oleh Dosen pernbimbing
IVIATERI YANG PERLU PERBAIKAN
l.
b.
:
:
To*0A ?'f,4 *r-i ,bt-t /t- lFl Tdt * /'4*(T
fu;,
PERBAIKAN GAMBAR
Dosen Pe mbimbins
t^il{^ *r r* t Sumatera Utara \t<)ruWor,rtrlqh W Universitas J
,.(
1t
AB SENSI PEMBANDING BEBAS MAHASISWA
PADA SEMINAR TUGAS SARIAN SKRIPSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FT.USU
r
PERIODE
: lBg HARTTTANGGAL : sA6Tu
NAMA NIM. No.
Nama
/ OoAgriL 2Ol7
,Albiq Nloniago SioaojuataK :
lao4zl??l9
MM
I
ZAr*nrn
B€RlDft f$OO
2.
?lchwo
hJ4tlr 6goLa.rr
3.
TTcoal
i.^
Ioorruoro
naosyuu
t{I1l?t0
4.
5.
6.
7.
8.
KA il
f,r[?! t\*NuuuF{, l,vl.iRWL
\0O1tzto9 (
Tanda
\angan
>&ek
eDAzuEl
/g
t$g{7_19 Qtt
08042totx
&-,1
wry k til, u '1,
f
(
I
\
Ketua Semjnar
{ut't*
[. f r"(rri$i.,1.* Nrp.l*1bup lqB?ot tal
Universitas Sumatera Utara
AGENDA . :2991TS lzAn .DITERIMA 227 I l0 l20l2
DEPARTEMEN TEK}{IK MESIN PROGRAM PENDIDIKA}.I EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK USU MEDAI.I
PARAF
:
TUGAS SKRIPSI NAMA
Albin Moniago Simanjuatak
NIM
100421038
MATAPELAJARAN
Metalurgi Fisik
SPESIFIKASI
Kamkterisasi Komposisi Matriks Logam A1-SiC padaProduk Kanvas Rem Kereta Api. Lakukan survsy danpengarnbilan contoh kanvas rem kereta api berbahan baku besi cor di bengkel PT KAI Brayan. Perancangan meliputi
-
:
Perancangan pola kaovas rem dan cetakan
Perhitungan perancangan pengecortm Al-SiC Pengujian sifat mekanis hasil pengecoran
DIBERIKAN TANGGAL
27
SELESAI TANGGAL
0r /04 /2013
/0812012
Ketua Departemen Teknik Mesin
Medan,27 Agustus 2012
Fakultas TeknikUSU,
Dosen Pembimbing,
I /
DR.Ing.k. Ikhwansvah Isranuri NIP. 19641224199211 I 001
NIP. 19560910 198701 r 001
Universitas Sumatera Utara
M ,\) DEPARTEMEN TEKMKMESIN PROGRAM PENDIDIKANI SARIANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK T.JNT\TERSITAS SUMATERA UTARA MEDA}.I
KARTU BIMBINGAhI
TUGAS SKRIPSI MAIIASISWA TeknikMesin
Sub Program Bidang Tugas Judul Tugas
Diberikan Tgl Dosen Pembimbing
N
Metalurgi Fisik KARAKTERISASI KOMPOSIT MATRIKS LOGAM Al.SiC PADA PRODUK KANVAS REM KERETA API 27 Agustus Selesai : 01 April2013 k Syarul Abda Narna : Albin Moniago S :100421038
2012 M.sc
Tanggal
o
Tgl Ms NIM
fqll
I
27 Agustus 2012
Pemberiantugas
2
O3 September2Al2
Asistensi Bab I
3
l0
Asisitemi perbaikan Bab
4
01 Oktober2012
Asisteirsi Bab 2
5
08 Oktober 2012
Asistffiiperbaikan Bab2
6
05 November 2012
Asistensi Bab 3
7
l9November2012
Asistensi perbaikan Bab 3
8
l0 Desember 2012
Asistensi Bab 4
9
07 Januari 2013
Asistensi perbaikan Bab 4
10
14 Januari 2013
Asistensi perbaikan Bab 4
l1
It
Febuari2013
Asistensi daftar gambar, tabel dan simbol
t2
27
Muet2073
Melengkapi power poin presentasi
September 2012
t3 0l April2013
,tl1
Iol,l"
filt
fill '
{,ll
asistensi
rapi
2. Katu ini harus dijaga bersih dan 3. Kartu iri harus dikembalikan ke departemen, bila Asistensi telah
selesai
{ldt
frtl
fi//- '
'
&aU-
't41-
Karil ini harus diperlihatkan kepada Dosen Pembimbing Setiap
#r{,1
ACC seminar
Catatan: 1.
Tandatangan DosenPembimbins
Kegiatan Asistensi Bimbingan
fill-
Diketahui,
y'
K"t* O"nurte*.o Teknik Mesin,
/
F'T'U'S'U
./
In
ttq ' Dr. Ing. Ir. Ikhwansv?h Isranuri
kegiatan
NIP.19641224
t992tt I
001
Universitas Sumatera Utara
pENJffifAl[E$trfif iiPffiHfrT,['r,NDusr* u^*^.r^,r.. ^ll [elfleruffEfl slr.ar RrsET DAI{ srAI{DARDrsAsr rNr}usrRr MEDAFI fi ) BADAN
relp. (061) 7*y71,236s37e, Fax. (ffi1) 2362s30 \h I I'en||[U!ma|| Jl. sisirqamansaraja No.24, eman:
[email protected] rHOOn,fSm MEDAN -20217 "{ IABORATORIUM UJI BIDANG MEKANIS DAN INSPEKSI TEIfiII( R['UBL,K
SURAT PERI\TYATAA]\I MELAKUKAIT KEGIATAI\I PENELITIAN
Yang bertanda tangan di bawah
ini
:
Nama
Jimmy Gifson Simaqiuntak
NIP
197507082002121008
Pangkat/golongan ruang
Penata,IIVc
Jabatan
Perekayasa Muda
Unit kerja
Balai Riset dan Standardisasi lndusfti Medan
Menyatakan bahwa Nama
Albin Moniago Simanjuntak
NIM
100421038
Jabatan
Mahasiswa FT. Universitas Sumatera Utara
Telah ikut membantu saya melahrkan kegiatan penelitian dan pengembangan indusfri Tahun Anggaran 2012 pada Balai Riset dan Standaxdisasi Industi Medan. Dengan judul penelitian "Pengembongan Material Blok Rem Menggunakan Komposit Matrik Ingam,
KML
(Metal
Matrix Composite, MMCr) tmtuk Kereta Api'. Demikian pemyataan ini diperbuat untuk dapat dipergrrnakan semestinya.
uedar-
o$ Mei zot3
Yang menyatakan,
(JTMMY GIFSON STMANJUNTAK) NrP 197507082002121008 Universitas Sumatera Utara lndustrialisasi Menuju Kehidupan Yang Lebih Baik
KATA PENGANTAR
Pertama-tama penulis panjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi ini. Skripsi yang berjudul Karakterisasi Komposit Matriks Logam Al-SiC Pada Produk Kanvas Rem Kereta Api ini dimaksudkan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan tingkat sarjana strata satu (S1) pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan dorongan kepada penulis selama penyusunan skripsi ini, antara lain: 1. Jimmi G. Simanjuntak, ST selaku kepala Laboratorium Pengujian Mekanik dan Material Teknik Baristand Industri Medan (Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan) yang mengizinkan saya untuk kerja sama melakukan penelitian di laboratorium tersebut. 2. Ir. Syarul Abda, Msc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dalam menyusun skripsi ini 3. Dr.Eng.Indra, MT. selaku dosen pembanding satu 4. DR.Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku dosen pembanding dua di seminar skripsi dan Ketua Departemen Teknik Mesin 5. Ir. Jaya Arjuna, Msc selaku dosen pembanding dua di sidang skripsi. 6. Ir. Tugiman, MT selaku koordinator skripsi 7. Rekan-rekan yang telah membantu dalam penyusunan laporan skripsi ini 8. Semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis berharap semoga laporan skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya, serta ada kelanjutan dari penelitian ini untuk penyempurnaan dari apa yang telah diperoleh demi kemajuan di masa mendatang.
Medan,
Mei 2013 Penulis,
Albin Moniago Simanjuntak
i Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Salah satu komponen yang termasuk penting pada kereta api sebagai kendaraan rel adalah rem. Rem berfungsi sebagai alat untuk mengatur laju kendaraan, khususnya mengurangi dan menghentikan kendaraan. Komposit Matriks Logam Al-SiC (KML Al-SiC) menggunakan aluminium sebagai matriks dan partikel SiC sebagai penguat. Alumunium dipanaskan sampai ke titik leleh, lalu dicampur dengan serbuk SiC, selanjutnya dituang ke dalam cetakan. Material komposit matrik aluminium dengan penguat keramik SiC yang juga disebut komposit isotropik Al-SiC merupakan kombinasi yang sangat sesuai dalam peningkatan performansi mekanik dan ketahanan dalam kerusakan korosif. Adapun pemilihan logam Al sebagai matrik dikarenakan logam ini memiliki berat jenis yang ringan sehingga dapat digunakan sebagai substitusi komponen pembuatan kampas rem kereta api. Penelitian ini hanya di batasi dengan jumlah pencampuran Al 82 % dengan SiC 18 %, yang bertujuan untuk mencari dan memperoleh alternatif bahan kanvas rem kereta api yang lebih baik dari bahan besi cor yang digunakan saat ini. Pengujian yang di lakukan adalah uji kekerasan, keausan, dan uji tarik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kondisi optimum yang diperoleh pada komposisi 18% SiC dan suhu sintering 600 oC dengan karakteristik sebagai berikut: kekerasan 88,96 HRB, keausan 2,575 x 10-5 gram/mm2.s, kuat tarik 19,77 Kgf/mm2. Dari segi kualitas, dengan MMC Al-SiC 18% dimungkinkan dapat menjadi bahan alternatif sebagai pengganti Besi Cor pada bahan kanvas rem kereta api.
ii Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
One of the vital components included on a train as the vehicle is brake. Brake serves as a tool to adjust the vehicle speed control, especially to reduce and stop the vehicle. Metal matrix composites of Al-SiC (Al-SiC MMC) using aluminum as the matrix and SiC particles as a reinforcement. Aluminum is heated to the melting point, and then mixed with SiC powder, then poured into a mold. Aluminum matrix composite materials with SiC ceramic amplifier or called isotropic Al-SiC composite is a combination that fits in improving mechanical performance and durability in corrosive damage. As for the selection of metal Al as matrix metal because it has a specific gravity that light so it can be used as a substitute for the manufacture of brake components train. This study only in limiting the amount of mixing of Al-82% by 18% SiC, which aims to seek and obtain alternative materials train brake better than cast iron materials in use today. Tests done is test hardness, wear, and tensile test in lieu of cast iron railway brake materials. From the test results showed that the optimum conditions obtained at the composition of 18% SiC and sintering temperature of 600 °C with the following characteristics: violence 88.96 HRB, wear 2.575 x 10 -5 gram/mm2.s, tensile strength 19.77 kgf/mm2. To obtain the synthesis of metal matrix composite Al-SiC more research needs to be developed further with the composition of AlSiC is more variable again.
iii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ................................................................................. i ABSTRAK ................................................................................................. ii ABSTRACT ............................................................................................... iii DAFTAR ISI .............................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR .................................................................................. vii DAFTAR TABEL ...................................................................................... x DAFTAR SIMBOL .................................................................................... xi BAB I
PENDAHULUAN ..................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ..................................................................... 1 1.2 Batasan Masalah .................................................................... 3 1.3 Tujuan Penelitian ................................................................... 3 1.4 Metodologi Penulisan ........................................................... 3 1.5 Manfaat Penelitian ................................................................ 4 1.6 Sistematika Penulisan ........................................................... 4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA ............................................................ 5 2.1 Material Rem Kereta Api ...................................................... 5 2.1.2 Aluminium ................................................................... 7 2.1.3 Material Keramik SiC .................................................. 12 2.2 Material Komposit ................................................................ 15 2.2.1 Komposit Matriks Logam ............................................ 16 2.2.2 Komposit Matriks Logam Al-SiC ................................. 18 2.2.3 Perkembangan Pemakaian Komposit Matriks Logam Pada Rem Kereta Api ................................................... 20 2.3 Pengecoran Logam ............................................................... 21
iv Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Pembuatan Coran ......................................................... 23 2.3.2 Cetakan Pasir ............................................................... 24 2.3.3 Pola .............................................................................. 27 2.4 Sifat Mekanik Material Uji ................................................... 28 2.4.1 Konsep Dasar Pengereman ........................................... 28 2.4.2 Kekerasan ..................................................................... 30 2.4.2.1 Brinell (HB / BH) ............................................ 30 2.4.2.2 Rockwell (HR / RHN) ........................................ 32 2.4.2.3 Vickers (HV / VHN) ........................................... 34 2.4.2.4 Micro Hardness (Knoop Hardness) ................... 36 2.4.3 Keausan ........................................................................ 36 2.4.3.1 Keausan Abrasif ................................................ 37 2.4.3.2 Keausan Adhesi ................................................. 38 2.4.3.3 Keausan Oksidasi .............................................. 38 2.4.3.4 Keausan Erosi ................................................... 38 2.4.3.5 Keausan Friting ................................................ 38 2.4.4 Kuat tarik ...................................................................... 41 2.5 Hubungan Antara Kekerasan, Kekuatan dan Keausan ............ 47 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN .............................................. 48 3.1 Metodologi ........................................................................... 48 3.2 Alat dan Bahan ..................................................................... 50 3.3 Prosedur Pembuatan ............................................................. 61 3.3.1 Pembuatan Cetakan ....................................................... 61 3.3.1.1 Cetakan Kanvas Rem......................................... 63 3.3.1.2 Cetakan Sampel Uji ........................................... 63 3.3.2 Pembuatan Kanvas Rem dan Sampel Pengujian Al-SiC .......................................................................... 64 3.3.2.1 Kanvas Rem ...................................................... 65
v Universitas Sumatera Utara
3.3.2.2 Sampel Uji......................................................... 66 3.3.2.3 Pekerjaan Permesinan....................................... 67 3.3.2.4 Perlakuan Panas ............................................... 68 3.3.3 Pengujian Material....................................................... 71 3.3.3.1 Pengujian Kekerasan ........................................ 71 3.3.3.2 Pengujian Keausan ........................................... 72 3.3.3.3 Pengujian Tarik ................................................ 74 3.4 Waktu dan Tempat Pembuatan .............................................. 76 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................. 77 4.1 Kekerasan (Rockwell Hardness Test) .................................... 78 4.2 Keausan (Pin On Disk) ......................................................... 80 4.3 Kekuatan Tarik (Tensile Test) ............................................... 82
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 86 5.1 Kesimpulan .......................................................................... 86 5.2 Saran .................................................................................... 86
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 87 LAMPIRAN.
vi Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Aplikasi material gesek pada rem kereta api ............................. 6 Gambar 2.2. Diagram fasa aluminium .......................................................... 9 Gambar 2.3. Pengaruh suhu pada kelarutan hidrogen dalam aluminium ....... 11 Gambar 2.4. (a) Struktur β-SiC (b) Struktur heksagonal α-SiC ..................... 13 Gambar 2.5. Pembagian komposit berdasarkan jenis penguat ....................... 15 Gambar 2.6. Ilustrasi komposit berdasarkan penguatnya ............................... 17 Gambar 2.7. Kanvas rem kereta api berbahan besi cor ................................. 21 Gambar 2.8. Diagram alir proses pengecoran ................................................ 22 Gambar 2.9. Proses pembuatan cetakan ........................................................ 26 Gambar 2.10 . Ilustrasi Pengereman ............................................................. 29 Gambar 2.11. Pengujian brinell ................................................................... 31 Gambar 2.12. Perumusan pengujian brinell ................................................... 31 Gambar 2.13. Pengujian Rockwell .............................................................. 32 Gambar 2.14. Prinsip kerja metode pengukuran kekerasan Rockwell .......... 32 Gambar 2.15. Pengujian Vickers ................................................................... 35 Gambar 2.16. Bentuk indentor Vickers ......................................................... 35 Gambar 2.17. Bentuk indentor Knoop ........................................................... 36 Gambar 2.18. Ilustrasi uji keausan metode ogoshi ......................................... 39 Gambar 2.19. Skema uji keausan metode pin on disk .................................... 40 Gambar 2.20. Kurva uji tarik ....................................................................... 42 Gambar 2.21. Kurva tegangan-regangan ....................................................... 43 Gambar.2.22. Dimensi spesimen uji tarik batang........................................... 44 Gambar 2.23. Dimensi spesimen uji tarik plat ............................................... 44 Gambar 2.24. Profil data hasil uji tarik .......................................................... 45 Gambar 2.25. Grafik hubungan kekerasan, kekuatan dan keausan ................ 47 Gambar 3.1. (a) Peleburan aluminium velg mobil bekas, (b) Billet aluminium hasil coran ........................................................................... 48 vii Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2. Tanur krusibel .......................................................................... 50 Gambar 3.3. Blower .................................................................................... 50 Gambar 3.4. Stirr casting .............................................................................. 51 Gambar 3.5. Ladel ....................................................................................... 51 Gambar 3.6. Pola kanvas rem ....................................................................... 52 Gambar 3.7. Cetakan kanvas rem ................................................................. 52 Gambar 3.8. Cetakan sampel ........................................................................ 53 Gambar 3.9. Tungku pemanas ...................................................................... 53 Gambar 3.10. Timbangan digital ................................................................... 54 Gambar 3.11. Jangka sorong ......................................................................... 54 Gambar 3.12. Pengukur suhu ........................................................................ 55 Gambar 3.13. Alat uji kekerasan ................................................................... 55 Gambar 3.14. Alat uji keausan ...................................................................... 57 Gambar 3.15. Mesin uji tarik ........................................................................ 57 Gambar 3.16. Aluminium bekas ................................................................... 58 Gambar 3.17. Partikel silikon karbida ........................................................... 58 Gambar 3.18. Pasir silika ............................................................................. 59 Gambar 3.19. Bahan bakar minyak ............................................................... 59 Gambar 3.20. Cover flux 770 ....................................................................... 60 Gambar 3.21. Degasser ................................................................................ 60 Gambar 3.22. Water glass ............................................................................. 61 Gambar 3.23. Proses pencampuran pasir dan water glass .............................. 62 Gambar 3.24. Cope dan drag ........................................................................ 63 Gambar 3.25. (a) Pembentukan cetakan sampel, (b) Hasil pembentukan cetakan sampel ................................................................. 64 Gambar 3.26. Peleburan aluminium billet ..................................................... 64 Gambar 3.27. Proses pengadukan ................................................................. 65 Gambar 3.28. Proses penuangan pada cetakan kanvas rem ............................ 65 Gambar 3.29. Sket kanvas rem ..................................................................... 66 viii Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.30. Proses penuangan pada cetakan sampel uji.............................. 66 Gambar 3.31. Sampel uji .............................................................................. 67 Gambar 3.32. Sampel uji kekerasan .............................................................. 67 Gambar 3.33. Sampel uji keausan ................................................................ 67 Gambar 3.34. Sampel uji tarik ..................................................................... 68 Gambar 3.35. Proses pembubutan sampel uji ................................................ 68 Gamabr 3.36. Skema proses perlakuan panas T6 standar ............................... 69 Gambar 3.37. Diagram alir pengecoran kanvas rem al-sic dan sampel pengujian ................................................................................ 70 Gambar 3.38. Pengujian kekerasan ............................................................... 72 Gambar 3.39. Pengujian keausan .................................................................. 73 Gambar 3.40. Pengujian tarik ........................................................................ 75 Gambar 4.1. Kanvas rem kereta api berbahan Al-Sic 18% ............................ 77 Gambar 4.2. Spesimen benda uji Al-Sic 18 % ............................................... 77 Gambar 4.3 Grafik perbandinga Al-SiC 18% dengan besi cor terhadap nilai Kekerasan ................................................................................ 79 Gambar 4.4. Grafik pengaruh %SiC terhadap nilai kekerasan ...................... 79 Gambar 4.5. Grafik perbandingan Al-SiC18% dengan besi cor terhadap nilai keausan ............................................................................ 82 Gambar 4.6. Grafik pengaruh %SiC terhadap nilai kuat tarik ....................... 85
ix Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat-sifat Aluminium ................................................................... 10 Tabel 2.2 Sifat-sifat Keramik SiC ................................................................ 14 Tabel 2.3. Hasil penelitian kekerasan KML Al-SiC ...................................... 17 Tabel 2.4. Skala kekerasan rockwell ............................................................. 34 Tabel 3.1. Komposisi kimia billet aluminium ................................................ 49 Tabel 3.2 Spesifikasi digital rockwell hardness tester FR-3e ......................... 56 Tabel 4.1. Data hasil pengujian kekerasan Al-SiC 18% dan Besi cor............. 78 Tabel 4.2. Data hasil pengujian laku keausan Al-SiC 18% ........................... 81 Tabel 4.3. Data hasil pengujian laju keausan Besi cor .................................. 81 Tabel 4.4. Data hasil pengujian tarik Al-SiC 18% ....................................... 84 Tabel 4.5. Data hasil perbandingan uji tarik Al-SiC 18% dan Besi cor ......... 84
x Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
SIMBOL
KETERANAGN
SATUAN
A
Luas spesimen uji
mm2
b
Lebar celah material yang terabrasi
mm
B
Tebal revolving disc
mm
d
Impression diameter
mm
d
Diagonal
mm
D
Diameter bola
mm
Do
Diameter mula
mm
Dp
Diameter putus
mm
e
Jarak antara beban
mm
E
Jarak antara indentor
mm
E
Modulus elastisitas
kgf/mm2
F
Load (beban)
kgf
F
Total beban
kgf
F0
Beban Minor(Minor Load)
kgf
F1
Beban Mayor(Major Load)
kgf
Fm
Beban maksimum
kgf
HB
Hardness Brinell
kgf/mm2
HK
Hardness Knoop
kgf/mm2
HR
Rockwell Hardness
HRB
HV
Hardnes Vickers
kgf/mm2
l
Jarak tempuh proses pengausan
mm
l
Panjang indentor
mm
Lo
Panjang mula
mm
Lp
Panjang putus
mm
P
Beban tekan saat pengausan
kg
P
Beban ulur
kgf
r
Jari-jari revolving disc
mm
Rm
Kuat tarik
kgf/mm2
So
Luas penampang mula
mm2
xi Universitas Sumatera Utara
SIMBOL
KETERANAGN
SATUAN
Sp
Luas penampang putus
mm2
t
Waktu/lama pengausan
detik
V
Laju keausan
mm3/m
V
Laju keausan
gr/mm2.detik
W0
Berat awal spesimen sebelum diuji
gram
W1
Berat setelah dilakukan pengujian
gram
Ws
Keausan spesifik
mm2/kg
x
Jarak luncur (setting pada mesin uji)
m
Z
Susut penampang
%
Ѡ
Kecepatan putar
rpm
σ
Tegangan/Kuat ulur
kgf/mm2
σE
Batas elastic
kgf/mm2
σp
Batas proporsional
kgf/mm2
σuy
Tegangan luluh atas
kgf/mm2
σly
Tegangan luluh bawah
kgf/mm2
ε
Regangan
%
εy
Regangan luluh
%
εe
Regangan elastis
%
εp
Regangan plastis
%
xii Universitas Sumatera Utara
