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

SIDANG TUGAS AKHIR

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

Niska Alistikha (2707 100 002)

Dosen Pembimbing : Ir. Rochman Rochiem M.Sc Hariyati Purwaningsih, S.Si, M.Si

LOGO

Add your company slogan

Latar Belakang  Aluminium Al AA.319 ini digunakan pada master cylinder dan body caliper sebagai salah satu komponen rem cakram pada kendaraan bermotor.  Sebelum diaplikasikan, paduan ini mengalami proses laku panas T6 untuk meningkatkan sifat mekanik agar sesuai dengan standar yang diinginkan (standar aplikasi nilai kekerasan 65±7HRB, kekuatan tarik 275 MPa dan elongation 2%). (Sumber : PT Akebono Brake Astra Indonesia)

Master Cylinder

Body Caliper

www.themegallery.com

LOGO


Perumusan Masalah Bagaimana karakterisasi perubahan sifat mekanik paduan Aluminium AA.319-T6 yang telah mengalami proses precipitation hardening dengan berbagai variasi temperatur


LOGO


Batasan Masalah 1

Material dianggap sesuai standard dan tidak ada impuritas

2

Temperatur proses terkontrol

3

Pengaruh Lingkungan diabaikan

4


LOGO


Tujuan Penelitian Untuk mengetahui perubahan sifat mekanik paduan aluminium AA.319-T6 yang telah mengalami proses precipitation hardening dengan berbagai variasi temperatur


LOGO


Manfaat Penelitian Manfaat Penelitian ini :

Penelitian ini diharapkan dapat diaplikasikan dalam dunia industri untuk perkembangan rekayasa material yang berkaitan dengan proses precipitation hardening tersebut

Sebagai referensi untuk pengembangan material aluminium AA.319-T6 selanjutnya


LOGO


BAB II Aluminium AA.319-T6 Percipitation hardening

TINJAUAN PUSTAKA Penuaan (aging) Solution Treatment


LOGO


Aluminium AA.319 Komposisi Kimia AA.319 • Ingot Aluminium AA.319

Parameter Komposisi

Si

Cu

Mg

Fe

Mn

Cr

Zn

Ti

Ni

Sn

Al

Target Komposisi (%)

6.6 ± 0.1

2.7 ± 0.1

0.22 ± 0.02

Max 0.3

Max 0.1

Max 0.1

Max 0.1

Max 0.2

Max 0.1

Max 0.05

Balance


LOGO


Aluminium AA.319-T6

Paduan aluminium AA.319-T6 adalah suatu paduan aluminium dengan silicon dan tembaga sebagai paduan utamanya, dengan kadar tiap unsur Al 90.48 % - 94.5 %, Cu 2.7%, Si 6.6%, Mg 0.22±0.02 %

Gambar Diagram Fasa Aluminium AA.319


LOGO


Precipitation Hardening

Solution Treatment

Penuaan (aging)


LOGO


Precipitation Hardening Holding Temperature

Heating

TIME

Siklus Thermal proses precipitation hardening


LOGO


Skema tiga langkah Presipitation hardening dan struktur mikro yang dihasilkan(Askeland 1994)


LOGO


Gambar a

Gambar b

Gambar Skema struktur presipitat (a) koheren. (b) inkoheren. (Askeland, 1994)


LOGO


Skema tahap-tahap proses pembekuan paduan aluminium 319 (Samuel et al. 1996c)

1.Pembentukan α –Al dendrit

2. Pembentukan fasa eutektik Si

3. Proses presipitasi Al2Cu blok dan eutektik


LOGO

BAB III Metodologi Penelitian


Start

Preparasi Sampel (Al AA.319)

Solution heat treatment; T = 495oC dan 520oC selama 3 jam Quenching pada 40 -50oC selama 60 detik

Artificial Aging Temperatur : 150 oC, 175 oC, 200 oC Waktu : 5 jam

Uji Tarik

Uji Kekerasan

Uji SEM/EDX

Uji XRD

Metallography

Analisa Data dan Pembahasan

Kesimpulan www.themegallery.com End

LOGO


BAB IV ANALISA DATA dan PEMBAHASAN

Metallography

Pengujian Kekerasan

Pengujian Tarik

SEM-EDX

XRD


LOGO


Hasil Metallography Senyawa Al-Si

Matriks α

dendrit

Gambar 4.1. Strukturmikro as received menunjukkan dendrit matriks α yang terang dan daerah lempeng gelap fasa intermetalik, perbesaran 100x etsa keller’s reagent


LOGO


. Temperatur solution treatment 495OC aging..

(a) As received

Matriks α

(b) 150OC

Senyawa Al-Si

(c) 175OC

(d) 200OC


LOGO


Temperatur solution treatment 520OC aging..

(a) As received

Matriks α

(b) 150OC

Senyawa Al-Si

(c) 175OC

(d) 200OC


LOGO


Temperatur solution treatment 495oC dan 520oC aging 200oC

(a) As received

(b) TEMPERATUR SOLUTION TREATMENT 495 DAN AGING 200

Senyawa Al-Si

(b) TEMPERATUR SOLUTION TREATMENT 520 DAN AGING 200

Matriks α


LOGO


Hasil Pengujian Difraksi sinar-X 6000

2500

♦

♠

5000

2000 Intensity

3000 2000

1500

♠

1000

♠

1000

♣

♥

20

30

40

♥ ♥

♥

0 50

60

♥

70

♣

500

♠

♠

♥

♦

♠ ♠

♣

♥

♠ ♥

♥

0 80

90

20

30

40

50

2 Theta

60

70

80

90

2 thetea

T solution treatment 495 aging 150

As received 4500

2500

♦

4000

♠ 2000

3500

♠

2500

Intensity

3000 Intensity

Intensity

4000

♠

2000 1500

♣

1000

♠

♣

♣

♣

500

1500

♠

♣

500

♦

♥

0

♠

1000

♣

♠

♥

♥

♣

0

20

30

40

50

60

70

80

90

20

30

40

50

2 Theta

60

70

80

90

2 Theta


T solution treatment 495 aging 200 www.themegallery.com

♠ = Al, ♣ = Si, ♥ = AlSi, ♦ = Fe

LOGO


6000

6000 5000

4000

4000

3000 2000

♣

♥

30

40

♥ ♥

♥

0 20

♠

3000

♠

2000

♠

1000

♠

♠

5000

Intensity

Intensity

♦

50

60

♥

♠

70

♦ 80

1000

♥

♥

♥

♥

♥

♥

♠

♥

0 20

90

30

40

50

60

70

80

90

2 Theta

2 Theta

As received

T solution treatment 520 aging 150 9000

3500

♦

3000

♠

8000 7000 6000 Intensity

Intensity

2500 2000

♦

♠

1500

5000 4000 3000

1000

♣

500

♣

♣

0 20

30

40

50

♣ 60

70

♣

♠ ♦

♠

2000

♣

♣

1000

♣

0 80

90

20

30

40

2 Theta

50

♠ ♠ ♥

♠ ♥

♣ 60

70

80

90

2 Theta


T solution treatment 520 aging 200 www.themegallery.com

♠ = Al, ♣ = Si, ♥ = AlSi, ♦ = Fe

LOGO

Hasil Pengujian Difraksi sinar-X


35000

30000

Gambar. Perbandingan tinggi puncak kurva hasil pengujian XRD pada paduan aluminium AA319-T6

SST 520 OC

25000 as received Aging 150 der. Celcius 20000

Aging 175 der. Celcius Aging 200 der. Celcius Aging 150 der. Celcius

15000

Aging 175 der. Celcius

SST 495 OC

Aging 200 der. Celcius 10000

5000 as received

0 0

20

40

60

80

100


LOGO

Hasil Pengujian SEM-EDX pada temperatur solution treatment 520oC dan aging 200oC

(a) 1.00 KX


(b) 3.00 KX Warna gelap menunjukkan matriks, spotspot hitam merupakan indikasi adanya porosity. daerah terang memiliki bilangan oksidasi tinggi,sehingga indikasi spot-spot terang adalah fasa Al2O3

(c) 5.00 KX


LOGO

Mapping pengujian SEM-EDX pada temperatur solution treatment 520 oC dan aging 200 oC



LOGO


Hasil analisa komposisi paduan aluminium AA.319 setelah proses solution treatment 520 oC dan aging 200 oC


LOGO


Hasil Pengujian Tarik

350 296

MPa

300

332.11 321.3

293.24 279.97 274.33

250

Solution Treatment Selama 3 Jam Pada 495 Der. Celcius Solution Treatment Selama 3 Jam Pada 520 Der. Celcius

204.96

200

150 0

50

100

150

200

250

Temperatur Aging (5 jam)

Kurva terhadap kekuatan tarik maksimum (UTS)


LOGO


Spesimen Uji Tarik Uji tarik dilakukan dengan menggunakan standard JIS Z 2201 (No 4. Test Piece).

Gambar Spesimen Uji Tarik


LOGO


6

5.8

Elo ng atio n ( % )

5.6

4

3.8 3.9 Solution Treatment Selama 3 Jam Pada 495 Der. Celcius 2.3 1.98

2

Solution Treatment Selama 3 Jam Pada 520 Der. Celcius

1.42

0 0

50

100

150

200

250

Temperatur Aging ( 5 Jam )

Grafik hubungan temperatur solution treatment serta aging terhadap elongation.


LOGO


Hasil Pengujian Kekerasan

70 65.8 66

65

Solution Treatment Selama 3 Jam Pada 495 Der. Celcius

HRb

60 55

52.2

51.4 Solution Treatment Selama 3 Jam Pada 520 Der. Celcius

50 49.7

45

47.4

40.8

40 35 0

50

100

150

200

250

Temperatur Aging (5 jam)

Kurva pengaruh temperatur aging terhadap kekerasan


LOGO


Kesimpulan 





UTS tertinggi pada temperatur solution treatment 495oC aging 200 oC yakni sebesar 321.3 MPa. Sedangkan solution treatment 520 oC aging 200 oC yakni sebesar 332.1 MPa untuk spesimen yang terendah adalah spesimen dengan temperatur solution treatment 495 oC dan aging 175 oC yakni sebesar 274.3 MPa, sedangkan pada temperatur solution treatment 520 oC dan aging 150 oC yakni sebesar 293.34 MPa. Kekerasan meningkat sebanding dengan lama temperatur proses penuaan. Dari percobaan didapat kekerasan tertinggi dimiliki oleh temperatur solution treatment 495 oC aging 200 oC,sebesar 66HRb. Dari pengujian XRD, diidentifikasi adanya fasa AlSi.

 Dari data hasil percobaan yang telah dilakukan, variasi yang menghasilkan sifat paling optimum adalah pada temperatur solution treatment 520 oC selama 3 jam dan aging pada temperatur 200 oC selama 5 jam


LOGO


Saran  

Jumlah spesimen sebaiknya ditambah untuk lebih mengetahui trend persebaran kekuatan tarik dan kekerasan Perlu pengkajian lebih lanjut tentang proses difusi pembentukan fasa serta senyawa pada paduan aluminium AA.319-T6



Perlu dilakukan percobaan dengan variabel temperatur aging yang lebih tinggi untuk mengetahui sampai dimana peningkatan sifat mekanik akan tetap terjadi.


LOGO

LOGO

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

Recommend Documents