PENGARUH PENAMBAHAN KADAR MAGNESIUM PADA ...

PENGARUH PENAMBAHAN KADAR MAGNESIUM PADA ALUMINIUM TERHADAP KEKUATAN

TARIK DAN STRUKTUR MIKRO

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

MUHAMMAD SYAHREZA NASUTION NIM. 070401022

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2012

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Aluminium banyak digunakan di dalam aplikasi bidang teknik yang mensyaratkan sifat mekanis yang memadai seperti pengujian tarik dan foto mikro. Sifat mekanis yang disyaratkan untuk aplikasi bidang teknik sangatlah penting sehingga perlu dilakukan penelitian mengenai sifat mekanis Aluminium dengan paduannya. Pada penelitian ini dilakukan penambahan Magnesium kedalam Aluminium sesuai variasi yang dikerjakan yaitu 2%, 4% dan 6% unsur Magnesium, kemudian dilakukan pengujian tarik dan foto mikro. Hasil pengujian menunjukkan sifat mekanis Aluminium dengan penambahan unsur Magnesium. Nilai dari kekuatan tarik dapat dilihat perbedaannya pada setiap spesimen uji. Pada hasil mikrostruktur berwarna hitam yang menunjukkan Magnesium dan warna putih keperakan merupakan Aluminium. Dengan bertambahnya unsur persen Magnesium pada pengujian tarik, maka kekuatan tarik akan menurun. Dan pada foto mikro terlihat bahwa semakin besar unsur Magnesiumnya, maka cacat yang terjadi pada specimen akan semakin banyak.

Kata kunci : Aluminium, Magnesium, sifat mekanis, uji tarik, foto mikro.


ABSTRACT

Aluminium is widely used in engineering applications that require adequate mechanical properties such as tensile test and micro-photographs. Mechanical properties required for engineering applicationsis very important so need to do research on the mechanical properties of Aluminum alloys. In this study the addition of Magnesium into Aluminum alloya ccording to the variation of work that is 2%, 4% and 6% of the elements Magnesium, tensile testing was then performed and the micropicture. Test results show the mechanical properties of Aluminum with the addition of Magnesium element. The value of tensile strength can be seen the difference on each test specimen. On the microstructure shows a black Magnesium and Aluminum is a silvery white color. With increasing Magnesium element percent in tensile testing, the tensile strength decreases. And the microphoto element is seen that the greater the Magnesium, the defects that occurin the specimens will be more and more. Keywords: Aluminium, Magnesium, mechanical properties, tensile test, the micropicture.


KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusunan skripsi ini dapat di selesaikan. Skripsi ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa Teknik Mesin dalam menyelesaikan studi di Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul dari skripsi ini adalah “Pengaruh Penambahan Kadar Magnesium Pada Aluminium Terhadap Kekuatan Tarik Dan Struktur Mikro”.

Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Kedua orang tua, yang telah banyak memberikan materi dan moril serta

dukungan kepada penulis hingga dapat menyelesaikan tugas sarjana ini.

2. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri sebagai ketua Departemen Teknik

Mesin FT-USU dan selaku dosen pembimbing penulis dalam penyelesaian

tugas sarjana ini.

3. Bapak Suprianto ST. MT yang telah banyak meluangkan waktu untuk

berdiskusi dalam menyelesaikan tugas sarjana ini.

4. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin USU.

5. Bang Sarjana dan Bang lilik yang telah banyak memberi dukungan dan

membantu dalam menyelesaikan tugas sarjana ini.

6. Teman Satu team (Bang Fadli, Andus, Ifan, Ari) yang telah memberikan

kesempatan kepada penulis untuk bergabung dalam penyelesaian tugas

sarjana ini.

7. Teman-teman seperjuangan Teknik Mesin khususnya (Defriandry Dinata

Siregar, Wicahya Indra Agustian dan Van Ryzal Purba) yang banyak

memberi motivasi serta teman-teman angkatan 2007.

8. Rindi Restuti Siregar yang selalu memberi semangat untuk menyelesaikan

tugas sarjana ini.

9. Abang, adik-adik dan keluarga besar penulis yang banyak memberi

dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan kuliah dan hingga tugas

sarjana ini selesai.

Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua dan dapat digunakan

sebagai pengembangan ilmu yang didapat selama dibangku kuliah. Apabila

terdapat kesalahan dalam penyusunan serta bahasa yang tidak tepat dalam skripsi

ini sebagai manusia yang tak luput dari kesalahan penulis mengharapkan masukan


dan kritikan yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini. Akhir

kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi

seluruh kalangan yang membacanya.

Medan, Februari 2012

Penulis,

NIM : 070401022 MUHAMMAD SYAHREZA NASUTION


DAFTAR ISI

ABSTRAK .......................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. ix

DAFTAR NOTASI ............................................................................................. x

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................................ 2

1.3 Tujuan Penilitian ................................................................................ 2

1.3.1 Tujuan Umum .......................................................................... 2

1.3.2 Tujuan Khusus .......................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ................................................................................. 3

1.5 Sistematika Penulisan ......................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Aluminium ....................................................................................... 4

2.1.1 Sejarah Aluminium ................................................................ 4

2.1.2 Sifat-Sifat Aluminium ............................................................ 5

2.2 Magnesium ....................................................................................... 7

2.2.1 Sejarah Magnesium ................................................................ 7

2.2.2 Sifat-Sifat Magnesium ........................................................... 8

2.3 Paduan Aluminium-Magnesium ...................................................... 9

2.4 Pengecoran ....................................................................................... 10

2.4.1 Sejarah Pengecoran ................................................................ 10

2.4.2 Teori Pengecoran ................................................................... 10

2.4.3 Proses Pengecoran ................................................................. 11

2.4.4 Pembuatan Cetakan ................................................................ 14

2.5 Uji Tarik ........................................................................................... 15


2.6 Metallography .................................................................................. 22

2.7 Variabel Riset dan Analisis .............................................................. 26

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat ......................................................................... 28

3.2 Bahan dan Alat Peneilitian ............................................................ 28

3.2.1 Bahan Penelitian .................................................................. 28

3.2.2 Alat Penelitian ..................................................................... 30

3.3 Proses Peleburan ............................................................................ 34

3.4 Pengujian Tarik ............................................................................. 36

3.4.1 Set Up Pengujian Tarik ........................................................ 36

3.4.2 Prosedur Pengujian .............................................................. 37

3.5 Pengujian Metallography .............................................................. 38

3.5.1 Set Up Pengujian Metallography ......................................... 38

3.5.2 Prosedur Pengujian .............................................................. 39

3.6 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 40

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pembuatan Spesimen dari Proses Peleburan ........................ 41

4.2 Hasil Pengujian .............................................................................. 41

4.2.1 Hasil Pengujian Tarik .......................................................... 41

4.2.2 Hasil Uji Metallography ...................................................... 59

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 65

5.2 Saran ................................................................................................ 65

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Fasa Magnesium, Suhu(°C) Vs Mg(%) .................... 8

Gambar 2.2 DiagramFasa Al-Mg Temperatur (°C) Vs % Mg ................... 9

Gambar 2.3 Saluran Masuk ......................................................................... 13

Gambar 2.4 Mesin Uji Tarik ........................................................................ 15

Gambar 2.5 Hasil dan Kurva Pengujian Tarik ............................................ 16

Gambar 2.6 Sampel Standar Uji Tarik E8 ASTM volume 3 ....................... 16

Gambar 2.7 Profil Data Hasil Uji Tarik ...................................................... 17

Gambar 2.8 Diagram Tegangan-Regangan Aluminium .............................. 19

Gambar 2.9 Diagram Tegangan-Regangan Linier ...................................... 20

Gambar 2.10 Patahan Hasil Uji Tarik dari Aluminium ................................. 21

Gambar 2.11 Alat Uji Foto Mikro ................................................................. 22

Gambar 3.1 (a) Aluminium Dalam Bentuk Batangan ....................................... 28

Gambar 3.1 (b) Aluminium Yang Sudah Dipotong .......................................... 29

Gambar 3.2 (a) Magnesium Dalam Bentuk Batangan ...................................... 29

Gambar 3.2 (a) Magnesium Yang Sudah Dipotong .......................................... 29

Gambar 3.3 Bahan Bakar (kayu) ................................................................. 30

Gambar 3.4 Mesin Potong ........................................................................... 30

Gambar 3.5 Dapur Peleburan ...................................................................... 31

Gambar 3.6 Ladle Peleburan ....................................................................... 31

Gambar 3.7 Crucible ................................................................................... 32

Gambar 3.8 Blower ...................................................................................... 32

Gambar 3.9 Mesin Bubut ............................................................................. 33

Gambar 3.10 Cetakan Logam ........................................................................ 33

Gambar 3.11 Mesin Polish ............................................................................ 34

Gambar 3.12 Proses Peleburan Aluminium-Magnesium .............................. 35

Gambar 3.13 Proses Pengadukan Aluminium-Magnesium ........................... 35

Gambar 3.14 Proses Penuangan Aluminium-Magnesium

kedalam Cetakan ...................................................................... 35

Gambar 3.15 Bentuk Spesimen Hasil Coran ................................................. 36

Gambar 3.16 Set Up Pengujian Tarik ............................................................ 37


Gambar 3.17 Set Up Pengujian Metallography ............................................. 38

Gambar 3.18 Diagram Alir Penelitian ........................................................... 40

Gambar 4.1 Bentuk Spesimen Uji Tarik ..................................................... 41

Gambar 4.2 Kurva Hasil Pengujian Tarik, P (kgf) vs L (mm)

Al 98% - Mg 2% spesimen I .................................................... 42


Al 98% - Mg 2% spesimen II .................................................. 42


Al 98% - Mg 2% spesimen III ................................................. 43


Al 96% - Mg 4% spesimen I ................................................... 43


Al 96% - Mg 4% spesimen II .................................................. 44




Al 94% - Mg 6% spesimen I .................................................... 45


Al 94% - Mg 6% spesimen II .................................................. 45



Gambar 4.11 Daerah Patahan Spesimen Aluminium Coran

Setelah Uji Tarik ...................................................................... 46

Gambar 4.12 Grafik Nilai Tegangan,

Tegangan Tarik (MPa) Vs Spesimen ....................................... 49

Gambar 4.13 Grafik Nilai Tegangan Rata-Rata,

Tegangan Rata-Rata (MPa) Vs Kadar Mg (%) ........................ 50

Gambar 4.14 Grafik Nilai Regangan,

Regangan (%) Vs Spesimen .................................................... 53

Gambar 4.15 Grafik Nilai Regangan Rata-Rata,

Regangan Rata-Rata (%) Vs Kadar Magnesium (%) .............. 54


Gambar 4.16 Grafik Nilai Modulus Elastisitas,

Modulus Elastisitas (MPa) Vs Spesimen ................................. 57

Gambar 4.17 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Rata-Rata, Modulus

Elastisitas Rata-Rata (MPa) Vs Kadar Magnesium (%) .......... 58

Gambar 4.18 Bentuk Patahan dari Aluminium Coran Setelah Uji

Kekuatan Tarik ........................................................................ 59

Gambar 4.19 Spesimen Foto Mikro .............................................................. 60

Gambar 4.20 Foto Mikro Mg 2% Pada 200× Pembesaran ............................ 60

Gambar 4.21 Foto Mikro Mg 4% Pada 200× Pembesaran ............................ 61

Gambar 4.22 Foto Mikro Mg 6% Pada 200× Pembesaran ........................... 62

Gambar 4.23 Diagram Fasa Aluminium-Magnesium ................................... 63


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Mekanis Bahan ................................................................ 21

Tabel 4.1 Nilai Tegangan ......................................................................... 49

Tabel 4.2 Nilai Regangan ........................................................................ 53

Tabel 4.3 Nilai Modulus Elastisitas ......................................................... 57

Tabel 4.4 Nilai Fasa Aluminium-Magnesium ......................................... 63


DAFTAR NOTASI

Simbol Arti Satuan

P Beban kgf

D Diameter cm

σ Tegangan MPa

ε Regangan %

E Modulus Elastisitas MPa

Lf Panjang Akhir cm

Lo Panjang Awal cm

∆L Pertambahan Panjang cm

A Luas Penampang cm2


PENGARUH PENAMBAHAN KADAR MAGNESIUM PADA ...

Documents

Transcript of PENGARUH PENAMBAHAN KADAR MAGNESIUM PADA ...