PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si) TERHADAP SIFAT …

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

i

PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si) TERHADAP SIFAT MEKANIK

BAHAN GAMELAN PADUAN PERUNGGU TIMAH PUTIH (CuSn)

DENGAN VARIASI KOMPOSISI

SKRIPSI

Oleh:

KHOTIM MAHFUD

K2514040

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Agustus 2018



ii



iii

PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si) TERHADAP SIFAT MEKANIK

BAHAN GAMELAN PADUAN PERUNGGU TIMAH PUTIH (CuSn)

DENGAN VARIASI KOMPOSISI

Oleh:

KHOTIM MAHFUD

K2514040

Skripsi

diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana

Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Agustus 2018



iv



v



vi

ABSTRAK

Khotim Mahfud, K2514040. PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si)

TERHADAP SIFAT MEKANIK BAHAN GAMELAN PADUAN PERUNGGU

TIMAH PUTIH (CuSn) DENGAN VARIASI KOMPOSISI. Skripsi, Surakarta :

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta,

Agustus 2018.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui : (1) pengaruh penambahan silikon

pada paduan perunggu timah putih terhadap sifat elastis; (2) pengaruh penambahan

silikon pada paduan perunggu timah putih terhadap kekuatan impact; (3) pengaruh

penambahan silikon pada paduan perunggu timah putih terhadap struktur mikro.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan analisis data

deskriptif. Sampel penelitian adalah hasil dari paduan perunggu timah putih ditambah

silikon. Variabel bebas penelitian ini adalah variasi penambahan silikon 1,5%, 3%,

dan 4,5%. Variabel terikat penelitian ini adalah paduan perunggu timah putih.

Hasil penelitian ini menunjukan bahwa sifat elastis meningkat dipengaruhi

oleh penambahan silikon yang diketahui dari perhitungan modulus elastisitas

tertinggi yaitu variasi silikon 4,5% mengalami peningkatan sebesar 21,218% dari

perunggu timah putih. Ketangguhan patah melalui uji impact terbesar pada

penambahan silikon 4,5% mengalami peningkatan nilai impact sebesar 53,793%.

Penambahan silikon berpengaruh terhadap sifat mekanik paduan dimana sifat elastis

dan kekuatan impact mengalami peningkatan. Struktur mikro yang dihasilkan

menjelaskan bahwa variasi penambahan silikon berpengaruh pada fasa yang

terbentuk terhadap sifat mekanik paduan. Dengan penambahan silikon sebesar (4,5%)

pada paduan perunggu timah putih dapat direkomendasikan sebagai pengganti untuk

bahan instrumen musik gamelan.

Kata Kunci : Sifat elastis, ketangguhan patah, struktur mikro, perunggu timah putih,

variasi penambahan silikon



vii

ABSTRACT

Khotim Mahfud, K2514040. THE EFFECT OF SILICON (Si) ADDITION TO

THE MECHANICAL PROPERTIES OF WHITE TIN BROUGHT (CuSn)

GAMELAN’s MATERIALS WITH COMPOSITION VARIATION. Thesis,

Surakarta: Teacher Training and Education Faculity, Sebelas Maret University

Surakarta, August 2018.

This research has an objective to describe : (1) the effect of silicon addition to

tin bronze alloy at an elastic properties; (2) the effect of silicon addition to tin bronze

alloy at an impact power; (3) the effect of silicon addition to tin bronze alloy at a

micro structure level.

The research uses an experimental method with descriptive data analysis. The

research sample is the result of tin bronze alloy plus silicon. The independent

variables of this research are variations in the addition of silicon 1.5%, 3%, and

4.5%. The dependent variable of this research is tin bronze alloy.

The results of this research indicate that the increased elastic properties are

influenced by the addition of silicon which is known from the calculation of elastic

modulus that the highest is 4.5% silicon variation has increased by 21.218% from tin

bronze alloy. Broken toughness through the biggest impact test on the addition of

4.5% silicon has an impact value increase of 53.793%. The addition of silicon has an

effect on the mechanical properties of the alloy where the elastic properties and

impact strength have increased. The resulting microstructure explains that variations

in the addition of silicon have an effect on the phase formed on the mechanical

properties of the alloy. With the addition of silicon to tin bronze alloy can be

recommended as a substitute for gamelan musical instruments.

Keywords: elastic properties, impact power, micro structure, tin bronze, variations in

silicon addition



viii

MOTTO

“Sesungguhnya urusan-Nya apabila Dia menghendaki sesuatu hanyalah berkata

kepadaNya, Jadilah! Maka jadilah ia”

(Q.S. Yasin : 82)

“Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada keringanan. Karena itu bila kau

sudah selesai (mengerjakan yang lain). dan berharaplah kepada Tuhanmu”

(Q.S. Al insyiroh : 6-8)

“Bahwa tiada yang orang dapatkan, kecuali yang ia usahakan, Dan bahwa

usahanya akan kelihatan nantinya

(Q.S. An Najm ayat 39-40)

“Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnya yang boleh direbut

oleh manusia ialah menundukan diri sendiri”

(R.A. Kartini)

“Tidak ada yang dapat menolong selain Yang Disana, dan tidak ada yang dapat

membantu selain Yang Disana”

(Ebiet G. Ade)

“YAKIN, IKHLAS, ISTIQOMAH”

(TGKH. Muhammad Zainuddin Abdul Majid)

“Setiap perjalanan hidup harus diambil makna berharga dan langkah perbaikan

yang berarti, maka maknailah hidupmu semakin tinggi”

(Khotim Mahfud)



ix

PERSEMBAHAN

Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, karena atas karunia-Nya penulis

dapat menyelesaikan skripsi ini. Teriring doa penulis mempersembahkan skripsi ini

untuk:

Ibu dan Almarhum Bapak

“Semua jerih payah, doa yang tiada henti darimu, pengorbanan yang belum bisa

sedikitpun aku balas sampai saat ini, kasih sayang yang tiada henti. Bahagia rasanya

bisa dipertemukan dengan kalian yang begitu membuatku bangga memiliki sebuah

ikatan. Pesanmu yang selalu kuingat ayah”.

Nur Rahmat Khamim dan Almarhum Adikku Ummi Umayah

“Kalian saudara tercintaku, tak banyak harapku semoga kalian juga bisa mencapai

apa yang kalian inginkan”.

Keluarga Besar Pondok Pesantren Salafiyyah Nurush Shobah Boyolali

“Kebanggaan tersendiri pernah ada diantara kalian, Terima kasih Romo Kyai beserta

Keluarga, penduduk kamar 1, dan seluruh santri yang selalu hangat disaat

perjumpaan kita”.

Keluarga Besar Pendidikan Teknik Mesin 2014

“Terima kasih untuk semua cerita masa kuliah yang indah ini, kebersamaan,

dukungan, canda tawa, sukses untuk semua dan jangan lupakan kenangan selama ini

kawan”.

Keluarga Besar Brahmahardhika Mapala FKIP UNS

“Tempat menempa diri, tempat berkumpul, tempat berpetualang, dan semua

kebersamaan yang menjadikan kita semua keluarga. Terima kasih untuk ilmu yang

begitu berharga”.



x

KATA PENGANTAR

Puji Syukur peneliti panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan limpahan

rahmat, hidayah, dan inayahnya berupa ilmu, inspirasi, kesehatan, keselamatan, dan

nikmat yang luar biasa. Atas Kehendak-Nya peneliti dapat menyelesaikan skripsi

dengan judul “PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si) TERHADAP

SIFAT MEKANIK BAHAN GAMELAN PADUAN PERUNGGU TIMAH

PUTIH (CuSn) DENGAN VARIASI KOMPOSISI”.

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk mendapatkan

gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Peneliti menyadari bahwa

terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan pengarahan

dari berbagai pihak. Untuk itu peneliti menyampaikan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Dr. Indah Widiastuti, ST, M.Eng., Kepala Program Studi Pendidikan Teknik

Mesin, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

3. Budi Harjanto, S.T., M.Eng., selaku Pembimbing I, yang selalu memberikan

motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

4. Dr.Eng. Nyeyep Sri Wardani, S.T., M.T., selaku Pembimbing II, yang selalu

memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

5. Dr. Suharno S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik, yang telah memberikan

bimbingan selama kuliah.

6. Keluarga tercinta yang telah memberikan sumbangan besar baik moral maupun

material.

7. Bapak Ripto Mulyono selaku pemilik tempat pengrajin Gamelan Kunto Dewa

Wongso yang telah banyak membantu dalam penelitian skripsi ini.



xi

8. Maruto Adhi Prabowo A. Md., S.T., selaku pembimbing pengujian penelitian,

yang telah memberikan banyak ilmu dan bimbingan dalam penyusunan skripsi

ini.

Peneliti menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna dan hal

ini antara lain karena keterbatasan kemampuan peneliti. Meskipun demikian, peneliti

berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca dan pengemban ilmu.

Surakarta, Agustus 2018

Khotim Mahfud



xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ................................................................... ii

HALAMAN PENGAJUAN ........................................................................................ iii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................................... v

ABSTRAK .................................................................................................................. vi

ABSTRACT ................................................................................................................. vii

MOTTO .................................................................................................................... viii

PERSEMBAHAN ....................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ................................................................................................. x

DAFTAR ISI .............................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xv

DAFTAR TABEL .................................................................................................... xvii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ................................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah .......................................................................................... 4

C. Pembatasan Masalah ........................................................................................ 5

D. Rumusan Masalah ............................................................................................. 5

E. Tujuan Penelitian ............................................................................................. 5

F. Manfaat Penelitian ........................................................................................... 6

BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERFIKIR DAN HIPOTESIS

A. Kajian Pustaka ................................................................................................. 7

1. Pengecoran Logam ..................................................................................... 7



xiii

2. Paduan Perunggu Timah Putih ................................................................... 7

3. Silikon ........................................................................................................ 9

4. Uji Tarik ................................................................................................... 10

5. Uji Impact ................................................................................................ 14

6. Struktur Mikro ......................................................................................... 16

B. Kerangka Berfikir ........................................................................................... 17

C. Hipotesis ........................................................................................................ 18

BAB III METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................................ 19

1. Tempat Penelitian .................................................................................... 19

2. Waktu Penelitian ...................................................................................... 19

B. Desain Penelitian ........................................................................................... 19

C. Populasi dan Sampel ...................................................................................... 20

D. Spesimen Penelitian ....................................................................................... 20

E. Teknik Pengumpulan Data ............................................................................. 22

1. Identifikasi Variabel ................................................................................. 22

2. Metode Pengumpulan Data ...................................................................... 23

3. Instrumen Penelitian ................................................................................ 23

F. Teknik Analisa Data ...................................................................................... 28

G. Prosedur Penelitian ........................................................................................ 29

1. Diagram Alur Penelitian .......................................................................... 29

2. Langkah Urutan Penelitian ....................................................................... 30

3. Analisis Data ............................................................................................ 32

4. Kesimpulan .............................................................................................. 32

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian .............................................................................................. 33

1. Deskripsi Data .......................................................................................... 33

2. Hasil Pengujian Tarik .............................................................................. 34



xiv

3. Hasil Pengujian Impact ............................................................................ 36

4. Hasil Pengujian Struktur Mikro ............................................................... 38

B. Pembahasan Hasil Penelitian .......................................................................... 39

1. Analisis Uji Tarik ..................................................................................... 39

2. Analisis Uji Impact ................................................................................ 43

3. Analisis Struktur Mikro ........................................................................... 44

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN

A. Simpulan ........................................................................................................ 49

B. Implikasi ........................................................................................................ 50

1. Implikasi Teoritis ..................................................................................... 50

2. Implikasi Praktis ....................................................................................... 50

C. Saran ........................................................................................................................ 50

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 52

LAMPIRAN ............................................................................................................... 55



xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Diagram Equilibrium Sistem Biner Paduan CuSn ............................................... 8

2.2. Diagram Paduan Cu-Si ..................................................................................... 10

2.3. Dimensi Ukuran Perhitungan Uji Tarik ............................................................ 13

2.4. Ilustrasi Uji Impact ........................................................................................... 15

2.5. Dimensi Ukuran Perhitungan Uji Impact.......................................................... 15

2.6. Kerangka Berfikir .............................................................................................. 17

3.1. Spesimen Uji Tarik Standart ASTM E8/E8M .................................................. 21

3.2. Spesimen Uji Impact Standart ASTM E23 ....................................................... 21

3.3. Spesimen Struktur Mikro .................................................................................. 22

3.4. Silikon ............................................................................................................... 24

3.5. Tembaga ............................................................................................................ 24

3.6. Timah Putih ....................................................................................................... 25

3.7. Universal Testing Machine ............................................................................... 25

3.8. Impact Tester .................................................................................................... 26

3.9. Metallurgical Microscope ................................................................................. 26

3.10. Jangka Sorong ................................................................................................... 27

3.11. Autosol .............................................................................................................. 27

3.12. Larutan Etsa alkohol dan HNO3 ....................................................................... 27

3.13. Kain Bludru ....................................................................................................... 28

3.14. Diagram Alur Penelitian ................................................................................... 29

4.1. Spesimen Uji Tarik ........................................................................................... 33

4.2. Spesimen Uji Impact ......................................................................................... 34

4.3. Spesimen Pengujian Struktur Mikro ................................................................. 34

4.4. Spesimen Setelah Uji Tarik .............................................................................. 34

4.5. Spesimen Setelah Uji Impact ............................................................................ 36



xvi

4.6. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn dengan Pembesaran 100 Kali ........ 38

4.7. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn Ditambah 1,5%Si dengan

Pembesaran 100 Kali ........................................................................................ 38

4.8. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn Ditambah 3%Si dengan Pembesaran

100 Kali ............................................................................................................. 39


Pembesaran 100 Kali ........................................................................................ 39

4.10. Diagram Batang Hasil Tegangan Pengujian Tarik ........................................... 40

4.11. Diagram Batang Hasil Regangan Pengujian Tarik ............................................ 41

4.12. Diagram Batang Hasil Modulus Elastisitas Pengujian Tarik ............................ 42

4.13. Diagram Garis Kekuatan Impact ....................................................................... 43

4.14. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn dengan Pembesaran 100 Kali ........ 45


Pembesaran 100 Kali ........................................................................................ 46

4.16. Hasil Foto Struktur Mikro 80%Cu-20%Sn Ditambah 3%Si dengan Pembesaran

100 Kali ............................................................................................................. 47


Pembesaran 100 Kali ........................................................................................ 48



xvii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1. Sifat Fisik Silikon ............................................................................................. 10

3.1. Dimensi Spesimen Uji Tarik ............................................................................. 21

3.2. Dimensi Spesimen Uji Impact .......................................................................... 22

4.1. Hasil Tegangan Pengujian Tarik ....................................................................... 35

4.2. Hasil Regangan Pengujian Tarik ...................................................................... 35

4.3. Hasil Modulus Elastisitas Pengujian Tarik ....................................................... 36

4.4. Hasil Perolehan Data Uji Impact ...................................................................... 37

4.5. Hasil Perhitungan Data Uji Impact ................................................................... 37

4.6. Komposisi berat pengecoran .............................................................................. 44



xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Izin Menyusun Skripsi ....................................................................................... 55

2. Permohonan Izin Penelitian ............................................................................... 56

3. Surat Keterangan Penelitian ................................................................................ 57

4. Surat Keterangan Pengecoran ............................................................................ 58

5. Foto Penelitian ................................................................................................... 59

6. Laporan Pengujian Tarik .................................................................................... 63

7. Daftar Peserta Seminar ...................................................................................... 75


PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si) TERHADAP SIFAT …

Documents

Transcript of PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON (Si) TERHADAP SIFAT …