perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg) TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN ALUMINIUM
SKRIPSI
Oleh: SETIAWAN NOOR CHOLIS K 2508077
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA April 2013
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Setiawan Noor Cholis
NIM
: K 2508077
Jurusan/Program Studi
: PTK/Pendidikan Teknik Mesin
menyatakan bahwa skripsi saya berjudul UNSUR
MAGNESIUM
(Mg)
PENGARUH PENAMBAHAN
TERHADAP
KEKERASAN
STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN
DAN
ini benar-
benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka. Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.
Surakarta,
April 2013
Penulis,
Setiawan Noor Cholis
commit to user ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg) TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN ALUMINIUM
Oleh : SETIAWAN NOOR CHOLIS K 2508077
Skripsi Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan Gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA April 2013
commit to user iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSETUJUAN Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Surakarta,
April 2013
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Suharno, ST., MT. NIP . 19710603 200604 1 001
Drs. Yadiono, MT. NIP. 19491015 197903 1 001
commit to user iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGESAHAN Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.
Hari
:
Tanggal :
Tim Penguji Skripsi Nama Terang
Tanda Tangan
Ketua
: Yuyun Estriyanto, ST., M. T
Sekretaris
: Budi Harjanto, ST, M. Eng
Anggota I
: Suharno, ST., MT.
Anggota II
: Drs. Yadiono, MT
Disahkan oleh Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Dekan,
Prof. Dr. H. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd. NIP 19600727198702 1 001
commit to user v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK Setiawan Noor Cholis. PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg) TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN ALUMINIUM. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, April 2013. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi penambahan unsur magnesium (Mg) terhadap kekerasan dan struktur mikro pada pengecoran aluminium. Bahan baku pada penelitian ini adalah aluminium. Sebelum melakukan penelitian lebih lanjut terlebih dahulu aluminium mengalami pengujian komposisi kimia untuk mengetahui secara pasti komposisi dari aluminium tersebut. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang menggunakan satu variabel bebas (variasi unsur magnesium sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6%), dua variabel terikat (nilai uji kekerasan dan foto struktur mikro) dan lima variabel kontrol (aluminium, suhu peleburan, suhu tuang, pasir cetak dan ukuran spesimen). Penelitian ini terdiri dari beberapa tahap, di antaranya pemotongan bahan baku, peleburan bahan baku, sampai penambahan unsur magnesium yang dilakukan di Laboratorium Logam Politeknik Manufaktur Ceper yang beralamat di Batur, Tegalrejo, Ceper, Klaten. Pengujian struktur mikro dan pengujian kekerasan dilakukan di Laboratorium Bahan Teknik, Program Diploma Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada (UGM) yang beralamat di Jl. Grafika No. 2 Yogyakarta. Data hasil penelitian dan pengujian diuraikan dengan menggunakan metode diskriptif analitis. Hasil dari penelitian menunjukkan nilai kekerasan dari aluminium meningkat seiring dengan banyaknya unsur magnesium (Mg) yang ditambahkan. Semakin banyak unsur magnesium (Mg) yang dimasukkan ke dalam aluminium cor mengakibatkan ukuran butir menurun. Kata kunci: aluminium cor, magnesium (Mg), kekerasan, struktur mikro.
commit to user vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT Setiawan Noor Cholis. THE EFFECT OF THE ADDED MAGNESIUM (Mg) ELEMENT ON THE HARDNESS AND MICRO STRUCTURE OF CAST ALUMINUM. Skripsi: The Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas Maret University, Surakarta February 2013. The objective of this research is to investigate the effect of the variations of the added magnesium (Mg) element on the hardness and micro structure of aluminum. Material for the research was aluminum. Prior to further study, aluminum was exposed to chemical composition testing to find out its composition definitely. This research used the experimental research method with one independent variable (variations of magnesium element of 0.2%, 0.4% and 0.6%), two independent variables (hardness test value, micro structure photograph), and five control variables (aluminum, smelting temperature, casting temperature, molding sands, and specimen size). It consisted of several phases, namely: cutting the material, smelting the material, adding the magnesium element at the Metal Laboratory, Ceper Polytechnics of Manufacture residing in Batur, Tegalrejo, Klaten. The micro structure testing and the hardness testing were conducted at the Engineering Material Laboratory, Gadjah Mada University residing at Jl. Grafika No. 2 Yogyakarta. The data of the research were analyzed by using the descriptive analytical methods. The results of the research show that the hardness value of the aluminum increases along with the quantity of the added magnesium element. The increasing amount of magnesium element added into the cast aluminum causes grain size of the aluminum to get smaller. Keywords: cast aluminum, magnesium (Mg), hardness, micro structure.
commit to user vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
commit to user viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk:
Doamu yang tiada terputus, kerja keras tiada henti, pengorbanan yang tak terbatas pula. Semuanya membuatku bangga memiliki kalian. Tiada kasih sayang yang seindah dan seabadi kasih sayangmu. Kakak dan Adiku Terima kasih telah mendukung dan mendorong langkahku, membantu di saat aku kesusahan dan kekurangan dan mengarahkan di saat aku salah jalan. Yunita Hispana Suiza Terima kasih karena senantiasa mendorong langkahku dengan perhatian dan semangat dan selalu ada di sampingku baik di saat kutegar berdiri maupun saat kujatuh dan terluka. Keluarga besar PTK Terima kasih atas kerja samanya dalam membantu penulisan skripsi ini. Sahabat-sahabatku Sahabat cost Dewi Muning (Santoso, Irawan, Teguh, Andi, Wega, Sirus dkk), sahabat seperjuangan (Hepy, Kokok, Dwi, Joko, Momox, Sidiq, Ampx,Yudi, Aziz, Kating, Tri Ujan, Dika, Fuad, Prisma, Aziz, Desy dkk) dan sahabat PTK terima kasih atas dukungan, hiburan canda tawa yang menghilangkan stres dalam perjalanan penulisan skripsi ini . Almamaterku tercinta
commit to user ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rohmat, taufik, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR
MAGNESIUM
(Mg)
TERHADAP
KEKERASAN
STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN
DAN
.
Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Skripsi ini dapat diselesaikan tidak lepas dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat: 1.
Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.
2.
Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah memberikan persetujuan atas permohonan penulisan skripsi.
3.
Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah memberikan persetujuan atas permohonan penulisan skripsi.
4.
Drs. H. Wardoyo selaku Pembimbing Akademik.
5.
Suharno, ST., MT selaku Dosen Pembimbing I, yang selalu memberikan pengarahan dan bimbingan dengan penuh kesabaran dalam penulisan skripsi ini.
6.
Drs. Yadiono, MT selaku Dosen Pembimbing II, yang selalu memberikan motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran dalam penulisan skripsi ini.
7.
Pak Kosa dan Pak Basuki selaku instruktur Politeknik Manufaktur Ceper yang telah memberikan waktu dan tempat dalam proses pengecoran pada penelitian ini.
8.
Pak Wiyadi, ST selaku staff Laboratorium Bahan Teknik, Program Diploma Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada (UGM) yang telah
commit to user x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
mendampingi dalam pengujian kekerasan dan struktur mikro pada penelitian ini. 9.
Teman-teman seperjuangan PTM 2008 terima kasih atas kerja sama dan bantuannya. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak
kekurangan. Sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari semua pihak. Apabila dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi ini terdapat kesalahan dan hal yang tidak berkenan, penulis sampaikan mohon maaf yang sebesar-besarnya.
Surakarta, April 2013
Penulis
commit to user xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ........................................................................................
i
HALAMAN PERNYATAAN .........................................................................
ii
HALAMAN PENGAJUAN .............................................................................
iii
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................
iv
HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................
v
HALAMAN ABSTRAK ..................................................................................
vi
HALAMAN MOTTO ......................................................................................
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................
ix
KATA PENGANTAR .....................................................................................
x
DAFTAR ISI ...................................................................................................
xii
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
xv
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xvi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xviii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang .................................................................................
1
B. Identifikasi Masalah ........................................................................
3
C. Pembatasan Masalah........................................................................
3
D. Perumusan Masalah ........................................................................
3
E. Tujuan Penelitian .............................................................................
4
F. Manfaat Penelitian ...........................................................................
4
BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka ............................................................................. 1.
Pengecoran Logam ..................................................................
2.
Perbandingan Cetakan Pasir (Sand Casting) dan Cetakan Logam
5 5
(Die Casting) ...........................................................................
8
3.
Uji Komposisi...........................................................................
15
4.
Sifat Mekanis Logam ...............................................................
16
5.
Uji Kekerasan ...........................................................................
19
commit to user xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
6.
Struktur Mikro ..........................................................................
23
7.
Aluminium (Al) ........................................................................
27
8.
Pengaruh Unsur pada Paduan Aluminium ...............................
29
9.
Magnesium (Mg) ......................................................................
34
10. Paduan Aluminium
Magnesium (Al - Mg) ..........................
35
B. Penelitian yang Relevan ..................................................................
36
C. Kerangka Berpikir ...........................................................................
37
D. Hipotesis
38
....................................................................................
BAB III METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian .........................................................
39
1.
Tempat Penelitian .....................................................................
39
2.
Waktu Penelitian ......................................................................
39
B. Rancangan Penelitian ......................................................................
40
C. Populasi dan Sampel ......................................................................
40
1.
Populasi Penelitian ..................................................................
40
2.
Sampel Penelitian ....................................................................
40
D. Teknik Pemgambilan Sampel .........................................................
41
E. Pengumpulan Data ........................................................................
41
1.
Identifikasi Variabel .................................................................
41
2.
Instrumen Penelitian ................................................................
42
F. Desain Eksperimen ........................................................................
53
G. Pelaksanaan Penelitian ....................................................................
54
1.
Diagram Alir Penelitian ...........................................................
54
2.
Urutan Langkah Penelitian ......................................................
55
H. Analisis Data ..................................................................................
56
1.
Analisis Hasil Pengujian Kekerasan ........................................
56
2.
Analisis Struktur Mikro ............................................................
57
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Deskrisi Data ...................................................................................
58
1.
Raw Material dan Hasil Spesimen yang Dibuat ......................
58
2.
Pengujian Kekerasan ................................................................
59
commit to user xiii
perpustakaan.uns.ac.id
3.
digilib.uns.ac.id
Pengujian Struktur Mikro .........................................................
60
B. Pengujian Hipotesis ........................................................................
61
C. Pembahasan Data ............................................................................
62
1.
Analisa Hasil Pengujian Kekerasan..........................................
62
2.
Analisa Hasil Pengujian Struktur Mikro ..................................
64
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN A. Simpulan ..........................................................................................
67
B. Implikasi .........................................................................................
67
C. Saran ...............................................................................................
68
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
69
LAMPIRAN ....................................................................................................
71
commit to user xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL Tabel
Halaman
2.1 Waktu Pembekuan Aluminium dari Beberapa Proses Pengecoran............
9
2.2 Perbandingan Ukuran Indentor Terhadap Ukuran Meterial.......................
21
2.3 Perbandingan Diameter Indentor (D) Terhadap Konstanta Bahan ............
21
2.4 Sifat Fisis Aluminium Murni .....................................................................
29
2.5 Sifat Mekanis Aluminium Murni ...............................................................
29
3.1 Komposisi Kimia Aluminium yang Digunakan .........................................
43
3.1 Desain Eksperimen Penelitian....................................................................
54
4.1 Hasil Pengujian Kekerasan Brinell ............................................................
60
commit to user xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR Gambar
Halaman
2.1 Proses Pembuatan Benda Coran ................................................................
5
2.2 Contoh Cetakan Pasir Sederhana ...............................................................
6
2.3 Ilustrasi Skematis dari Pembekuan Logam ................................................
7
2.4 Interface Antara Cairan Logam dengan Cetakan Pasir dan Juga dengan Cetakan Logam Drag ................................................................................
9
2.5 Cope dan Drag ...........................................................................................
13
2.6 Cetakan yang Telah Siap Diisi Cairan Logam ...........................................
14
2.7 Rangka Cetakan dari Kayu ........................................................................
14
2.8 Rangka Cetakan dari Baja ..........................................................................
14
2.9 Macam-macam Ladle .................................................................................
15
2.10 Alat Uji Komposisi ..................................................................................
16
2.11 Mesin Uji Kekerasan Brinell....................................................................
20
2.12 Posisi Indentor Terhadap Benda Uji ........................................................
22
2.13 Mikroskop ...............................................................................................
26
2.14 Diagram Fasa Al-Mg................................................................................
35
2.15 Kerangka Berfikir.....................................................................................
37
3.1 Aluminium .................................................................................................
42
3.2 Serbuk Magnesium (Mg) ...........................................................................
43
3. 3 Pasir Cetak ................................................................................................
44
3.4 Pola.............................................................................................................
44
3.5 Penumbuk...................................................................................................
45
3.6 Thermocouple .............................................................................................
45
3.7 Tunggku Peleburan ....................................................................................
46
3.8 Panci Tuangan (Ladle) ...............................................................................
46
3.9 Kompresor ..................................................................................................
47
3.10 Timbangan................................................................................................
48
3.11 Cangkul ....................................................................................................
48
3.12 Rangka Cetak ...........................................................................................
48
3.13 Ampelas ..................................................................................................
49
commit to user xvi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.14 Autosol .....................................................................................................
49
3.15 Jangka Sorong ..........................................................................................
50
3.16 Larutan Etsa .............................................................................................
50
3.17 Peralatan Keselamatan Kerja ...................................................................
50
3.18 Spectrometer Metal Scan Merk Arun Technologi Type 2500 Series Tahun 2005 ..............................................................................................
51
3.19 Universal Hardness Tester .......................................................................
52
3.20 Metallurgical Microscop With Inverted (Olympus PME) ......................
52
3.21 Bentuk dan Ukuran Spesimen ..................................................................
53
3.22 Diagram Alir Penelitian ...........................................................................
54
4.1 Raw Material dan Hasil Spesimen yang Dibuat ........................................
58
4.2 Histogram Hasil Uji Kekerasan Brinell dari Hasil Pengecoran Aluminium dengan Penambahan Unsur Magnesium (Mg) Sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6% dan Raw Material yang Digunakkan. ..........................................................
62
4.3 Grafik Tingkat Kekerasan dari Hasil Pengecoran Aluminium dengan Penambahan Unsur Magnesium (Mg) Sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6% dan Raw Material yang Digunakkan..................................................................
63
4.4 Hasil Pengujian Struktur Mikro ................................................................
64
commit to user xvii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran
Halaman
1. Perhitungan Nilai Kekerasan Brinell pada Masing-masing Spesimen .....
72
2. Table of Brinell Hardness Numbers .........................................................
81
3. Laporan Pengujian Komposisi Kimia Aluminium dari Politeknik Manufaktur Ceper ....................................................................................
89
4. Hasil Uji Kekerasan Brinell dari Laboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada ...................................
91
5. Daftar Kegiatan Seminar Proposal Skripsi ...............................................
92
6. Surat Permohonan Ijin Penulisan Skripsi .................................................
94
7. Surat Keputusan Dekan FKIP Tentang Ijin Penyusunan Skripsi..............
95
8. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Rektor UNS ................
96
9. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Kepala Laboratorium Bahan Teknik UGM .................................................................................
97
10. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Kepala Akademik Politeknik Manufaktur Ceper ...................................................................
98
11. Surat Keterangan Pengujian Analisis Struktur Mikro Dan Uji Kekerasan Brinell di Laboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada ..........................................................................
99
12. Foto Pelaksanaan Penelitian...................................................................... 100
commit to user xviii
