Laporan Tugas Akhir
PENGARUH PENAMBAHAN TEMBAGA (Cu) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PADUAN ALUMINIUM-SILIKON (Al-Si) MELALUI PROSES PENGECORAN
Nama Mahasiswa : I Made Pasek Kimiartha NRP : 2710 100 006 Dosen Pembimbing : Dr. Eng. Hosta Ardhyananta, S.T., M.Sc.
Ihr Logo
PENDAHULUAN
Your Logo
LATAR BELAKANG Pemakaian aluminium untuk berbagai aplikasi kehidupan manusia semakin diminati, sering disebut logam masa depan (the future metal). Banyak komponen otomotif terbuat dari paduan aluminium khusus nya paduan al-si karena sangat ringan, koefisien pemuaian yang kecil dan ketahanan korosi yang baik. Penambahan tembaga (Cu) pada paduan al-si dapat memberikan kekerasan yang baik pada temperatur tinggi, sehingga cocok dipakai untuk bahan piston motor. Your Logo
RUMUSAN MASALAH Bagaimana pengaruh penambahan kadar Tembaga (Cu) terhadap kekerasan paduan AluminumSilikon (Al-Si)?
Bagaimana pengaruh penambahan kadar Tembaga (Cu) terhadap struktur mikro paduan AluminumSilikon (Al-Si)?
Your Logo
BATASAN MASALAH
Temperatur peleburan homogen
Pemaduan dianggap homogen
Tidak ada reaksi antara cetakan dengan logam
Your Logo
TUJUAN PENELITIAN
Menganalisis pengaruh penambahan Tembaga (Cu) terhadap kekerasan paduan Al-Si
Menganalisis pengaruh penambahan Tembaga (Cu) terhadap struktur mikro paduan Al-Si
Your Logo
MANFAAT PENELITIAN
Dapat menghasilkan paduan logam melalui proses pengecoran yang diharapkan mempunyai sifat mekanik yang baik sehingga dapat meningkatkan daya guna paduan aluminium dengan mengatur komposisi berat Tembaga (Cu) sehingga bermanfaat untuk pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.
Your Logo
TINJAUAN PUSTAKA
Your Logo
ALUMINIUM Sifat mekanik aluminium (ASM Handbook Vol. 2, 1990) Kemurnian, % 99,99 99,8
Kekuatan Tarik Yield, ±0,2% Mpa ksi 10 20
Kekuatan Tarik
1,4 2,9
MPa
ksi
45 60
6,5 8,7
Pemanjanga n dalam 50 mm, % 50 45
Sifat termal aluminium (ASM Handbook Vol. 2, 1990) Temperatur lebur
Temperatur didih
Konduktivitas termal
660,4 C
2494 C
247 W/m.K pada 25 C 90 W/m.K pada 660,4 C
Your Logo
ALUMINIUM Sifat-sifat aluminium menurut Leighou (1953) : Ringan, 1/3 dari bobot besi dan baja. Tahan terhadap korosi Mudah dibentuk Konduktor listrik dan panas yang baik
Non magnetic
Your Logo
ALUMINIUM Klasifikasi aluminium tuang sesuai standar AA Kelas
Unsur paduan utama
1xx.x 2xx.x 3xx.x 4xx.x 5xx.x 6xx.x 7xx.x 8xx.x 9xx.x
Aluminium murni (99,00% atau lebih) Al-Cu alloy Al-Si-Cu dan atau Mg Al-Si Al-Mg Nomor yang tidak digunakan Al-Zn Al-Sn Al dengan unsur-unsur lain
Your Logo
SILIKON Sifat fisik dan mekanik silikon (William C. O’Mara, 1990)
Si Properties
Pengaruh sebagai paduan : 1. Mampu cor yang baik 2. Meningkatkan ketahanan korosi
Density
2,3291 g/cm3
Melting point
1420 C
Molecular weight
28.086
Thermal conductivity
1,63 W/(cm K); 1,4 W/(cm K)
Thermal expansion
4,05 x 10-6 / K
Young’s modulus
131 GPa
Bulk modulus
102 GPa
Shear modulus
79,9 GPa
Your Logo
PADUAN ALUMINIUM-SILIKON Mampu cor (fluiditas) yang baik Ketahanan aus dan korosi yang baik Koef. Ekspansi thermal yang rendah
Your Logo
PADUAN ALUMINIUM-SILIKON
Hypoeutektik
Eutektik
Hypereutektik Your Logo
TEMBAGA Sifat fisik dan mekanik tembaga Cu Properties Melting point Density Thermal conductivity Elastic modulus Tensile strenght
1083 C 8,95 g/cm3 391 W/m.K 117 Gpa 150 N/mm2
Thermal dan elecrical conductivity yang baik Memberikan kekuatan dan kekerasan yang tahan terhadap temperatur tinggi
Your Logo
PENGECORAN (FOUNDRY) Proses pembentukan objek logam Melelehkan atau melebur logam
Produk sesuai bentuk yang diinginkan
Logam cair mengalami solidifikasi
Your Logo
Dituangkan ke dalam cetakan
PENGECORAN (FOUNDRY) Temperatur mulai cair (oC)
Temperatur berakhir cair (oC)
Temperatur Penuangan (oC)
Al–4,5Cu
521
644
700–780
Al–4Cu–3Si
521
627
700–780
Al–4,5Cu–5Si
521
613
700–780
Al–12Si
574
582
670–750
Al–9,5Si–0,5Mg
557
596
670–740
Al–3,5Cu–8,5Si
538
593
670–740
Al–7Si–0,3Mg
557
613
670–740
Al–4Cu–1,5Mg– 2Ni
532
635
700–760
Al–3,8Mg
599
641
700–760
Al–10Mg
499
604
700–760
Al–12Si–0,8Cu– 1,7Mg–2,5Ni
538
566
670–740
Al–9Si–3,5Cu– 0,8Mg–0,8Ni
520
582
670–740
Paduan dan komposisi
Your Logo
METODOLOGI PENELITIAN
Your Logo
Diagram Alir Penelitian
Your Logo
BAHAN PENELITIAN
Paduan Al-Si Batangan
Tembaga Batangan
Your Logo
PERALATAN PENELITIAN
Furnace (Tungku)
Crucible (Krus)
Timbangan Digital
Your Logo
PERALATAN PENELITIAN
Kikir
Kertas Amplas
Pyrometer
Gergaji Tangan
Your Logo
RANCANGAN PENELITIAN Material
Al-Si
Pengujian
Tembaga (wt%)
Sample
0
1
1
2
2
3
3
4
4
5
Uji Komposisi
Uji Metalografi
Uji XRD
V
V
V
Your Logo
Uji Uji TMA Kekerasan
V
V
PROSES PENGUJIAN Pengujian XRF & EDX
Pengujian XRF digunakan untuk mengidentifikasi komposisi kimia dan konsentrasi unsur – unsur yang terkandung di dalam material.
Pengujian Metalografi
Metalografi adalah suatu metode untuk menyelidiki struktur logam dengan menggunakan mikroskop optik dan mikroskop elektron.
Pengujian XRD
XRD (X-ray Difractometer) merupakan salah satu alat pengujian material yang biasanya digunakan untuk identifikasi unsur atau senyawa (analisis kualitatif) dan penentuan komposisi (analisis kuantitatif).
Your Logo
PROSE PENGUJIAN
Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan untuk mengetahui kekerasan dari suatu material dengan cara pemberian beban.
Pengujian TMA
TMA (Thermomechanical Analysis) pada dasarnya adalah teknik yang digunakan untuk mengamati perubahan dimensi material akibat prubahan temperature (ekspansi termal).
Your Logo
Hasil dan Pembahasan
Your Logo
Uji Komposisi Hasil EDX
Hasil XRF
Your Logo
Uji Komposisi Faktor-faktor yang dapat menjadi penyebab hasil pengujian yang tidak sesuai tersebut dikarenakan antara lain preparasi sampel uji, konfigurasi alat, dan sensivitas alat yang digunakan dalam pengujian sampel. Ketiga hal tersebut berpengaruh pada hasil pengujian dimana sampel yang diujikan dapat bermacam-macam seperti padatan hingga gas. Konfigurasi dan sensitivitas alat yang bersifat terbatas. Preparasi sampel paduan telah dilakukan dengan meratakan permukaan sampel sehingga faktor yang tersisa yakni alat. Kemungkinan yang dapat terjadi adalah kesalahan dalam pengaturan atau konfigurasi alat, dan sensitivitas alat yang menurun.
Your Logo
Pengamatan Hasil XRD Coran Al-Si-Cu
Your Logo
Pengamatan Hasil XRD Coran Al-Si-Cu
Your Logo
Pengamatan Struktur Mikro Coran Pengujian Metalografi dilakukan sesuai standar ASTM E407. Larutan etsa yang digunakan adalah campuran antara Aquades 200 mL dan HF (Hydrofluoric Acid) 1 mL.
Your Logo
Pengamatan Struktur Mikro Coran
0 wt% Cu (a) Perbesaran 200x (b) Perbesaran 500x
Your Logo
Pengamatan Struktur Mikro Coran
1 wt% Cu (a) Perbesaran 200x (b) Perbesaran 500x
Your Logo
Pengamatan Struktur Mikro Coran
2 wt% Cu (a) Perbesaran 200x (b) Perbesaran 500x
Your Logo
Pengamatan Struktur Mikro Coran
3 wt% Cu (a) Perbesaran 200x (b) Perbesaran 500x
Your Logo
Pengamatan Struktur Mikro Coran
4 wt% Cu (a) Perbesaran 200x (b) Perbesaran 500x
Your Logo
Hasil Uji Kekerasan
Your Logo
Hasil Uji Kekerasan
Your Logo
Pengujian Ekspansi Termal
Your Logo
Pengujian Ekspansi Termal
Your Logo
Terima Kasih
Your Logo
