repository.untag-sby.ac.idrepository.untag-sby.ac.id/631/1/ABSTRAK.pdf · perubahan bentuk dan...
18
Transcript of repository.untag-sby.ac.idrepository.untag-sby.ac.id/631/1/ABSTRAK.pdf · perubahan bentuk dan...
TUGAS AKHIR
ANALISA PENGARUH VARIASI MEDIA PENDINGIN DAN
VARIASI TEMPERATUR MEDIA PENDINGIN PADA SOLUTION
TREATMENT PROSES T6 TERHADAP PERUBAHAN BENTUK
DAN DIMENSI PROPELER DARI BAHAN KOMPOSIT
ALUMINIUM-ABU DASAR BATUBARA
Disusun oleh:
ABDUL JALIL
421204250
MUHAMMAD NIZAR
421204135
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
2018
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
NAMA : ABDUL JALIL
NBI : 421204250
PROGRAM STUDI : TEKNIK MESIN FAKULTAS : TEKNIK
JUDUL : ANALISA PENGARUH VARIASI MEDIA
PENDINGIN DAN VARIASI TEMPERATUR
MEDIA PENDINGIN PADA SOLUTION TREATMENT PROSES T6 TERHADAP
PERUBAHAN BENTUK DAN DIMENSI
PROPELLER DARI BAHAN KOMPOSIT ALUMINIUM-ABU DASAR BATUBARA
Mengetahui / Menyetujui
Dosen Pembimbing
Harjo Seputro ST, MT.
NPP. 20420960471
Dekan Fakultas Teknik
Dr. Ir. Sajiyo, M.Kes.
Ketua Program Studi Teknik Mesin
Ir. Ichlas Wahid, M.T.
NPP. 20420900207
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya iv
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir
dengan Judul :
“ANALISA PENGARUH VARIASI MEDIA PENDINGIN PADA SOLUTION
TREATMENT PROSES T6 TERHADAP PERUBAHAN BENTUK DAN DI
MENSI PROPELLER DARI BAHAN KOMPOSIT ALUMINIUM-ABU
DASAR BATUBARA”
Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik Mesin pada Program Studi Teknik Mesin – Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya . Sejauh
yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari Tugas Akhir (TA)
yang sudah pernah di publikasikan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik di lingkungan Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya maupun di
perguruan tinggi atau instansi manapun kecuali bagian bersumber informasinya
dicantumkan sebagaimana mestinya.
Surabaya 07 Februari 2018
ABDUL JALIL
421204250
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin
Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya iii
MOTTO
“BERJUANGLAH, TEKAD DAN SEMANGATMU
ADALAH TITISAN PARA PEJUANG”
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya v
ABSTRAK
Perkembangan teknologi material telah melahirkan suatu material jenis baru yang dibangun secara bertumpuk dari beberapa lapisan. Material inilah yang disebut
material komposit. Material komposit terdiri dari lebih dari satu material dan
dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen
penyusunnya. Proses perlakuan panas merupakan tahap akhir dari suatu rangkaian proses dalam
pengerjaan logam sebelum dipergunakan sesuai kebutuhannya. Pada proses
perlakuan panas, hambatan yang selalu dihadapi adalah timbulnya distorsi perubahan bentuk dan ukuran (dimensi). Pada penelitian ini menggunakan
perlakuan panas T6 dengan media pendingi air, air garam dan SAE 40 dan variasi
suhu quenching pada suhu ruang, 50ᵒC dan 100ᵒC.
Untuk mengetahui perubahan bentuk yang terjadi dilakukan pengujian CMM (Coordinate Measuring Machine) dan dial indikator untuk mengetahui perubahan
dimensi yang terjadi, dari uji CMM didapat perubahan ukuran terbesar terjadi
pada SAE 40 diikuti dengan air garam kemudian air. Pada pengujian dengan menggunakan dial indikator terlihat perubahan terbesar pada nilai Z terjadi pada
air diikuti dengan air garam kemudian SAE 40
Kata kunci : MMC, Komposit, Al-Mg-Si Perubahan Bentuk, Tegangan Termal
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya vi
ABSTRACK
The development of material technology has spawned a new type of material built in
stacked from several layers. This material is called composite material. Composite
materials consist of more than one material and are designed to obtain the best combination of characteristics of each constituent component.
The heat treatment process is the final stage of a series of processes in metalworking
before being used as needed. In the heat treatment process, the constraint always faced is the emergence of distortion changes in shape and size (dimensions). In this
research used T6 heat treatment with quenching media water, salt water and SAE 40
and variation at temperature quenching room temperature, 50ᵒC and 100ᵒC.
To found out the form changes that occur is done CMM testing (Coordinate Measuring Machine) and dial indicators to know the dimensional changes that
occur, from the CMM test, the largest size change occurred in SAE 40 followed by
salt water then water. In the test using the dial indicator seen the biggest change in the value of Z occurs in water followed by salt water then SAE 40.
Key search: MMC, Composite, Al-Mg-Si, Change Dimension, Thermal Stresses
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya vii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Tuhan YME yang telah
memberikan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang
berjudul “ANALISA PENGARUH VARIASI MEDIA PENDINGIN DAN
VARIASI TERPERATUR MEDIA PENDINGIN PADA SOLUTION
TREATMENT PROSES T6 TERHADAP PERUBAHAN BENTUK DAN
DIMENSI PROPELLER DARI BAHAN KOMPOSIT ALUMINIUM-ABU
DASAR BATUBARA”.
Begitu banyak masalah teknis maupun non teknis dalam menyelesaikan
Tuags akhir ini ketika selama melakukan penelitian baik di laboratorium,
peminjaman alat dan material maupun ketika dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan, dan arahan dari banyak pihak. Oleh karena itu pada kesempatan
kali ini penulis menyampaikan rasa suka cita dan terima kasih kepada pihak-pihak
yang terkait: 1. Tuhan Yang Maha Esa, yang telah menyertai dan memberkati
dalam pembuatan Tugas Akhir
2. Bapak Harjo Seputro. ST, MT, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan dan masukan penyusunan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir.Ichlas Wahid. MT, selaku Kaprodi Teknik Mesin
Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya
4. Bapak Dr. Ir. Sajiyo, M.Kes., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya
5. Para dosen Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya,
terutama dari program studi Teknik Mesin yang telah mendidik dan mengajarkan ilmu pengetahuan disaat penulis aktif mengikuti
perkuliahan, sehingga dengan berkat ilmu pengetahuan tersebut,
penulis dapat menyusun Tugas Akhir ini. 6. Bapak, Ibu dan Keluarga tercinta atas segala dukungan, doa dan
bimbingan sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir
ini.
7. Teman-teman Teknik Mesin UNTAG yang telah memberi dukungan dan motivasi dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
8. Serta pihak yang terlibat dalam pembuatan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Proposal Tugas Akhir ini masih belum sempurna, oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran dari calon pembimbing untuk
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya viii
memperbaiki isi proposal ini. Semoga Proposal Tugas Akhir ini dapat bermanfaat
bagi siapapun yang membacanya.
Surabaya 07 Februari 2018
Abdul Jalil
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...................................................................................................... .i
Lembar Pengesahan .............................................................................................. ii
Motto. .................................................................................................................. iii Lembar Keaslian Tugas Akhir. ............................................................................. iv
Abstrak ................................................................................................................. v
Abstrack .............................................................................................................. vi Kata Pengantar...........................................................................................................vii
Daftar Isi.............................................................................................................. ix
Daftar Gambar ..................................................................................................... xi
Daftar Tabel ....................................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah ........................................................................................ 1
1.3 Batasan Masalah ............................................................................................. 1
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 2 1.5 Manfaat Penelitian .......................................................................................... 2
1.6 Sistematika Penulisan. ..................................................................................... 2
BAB II DASAR TEORI 2.1 Definisi Komposit ........................................................................................... 3
2.2 Metal Matrix Composite .................................................................................. 3
2.3 Aluminium ...................................................................................................... 4 2.3.1 Klasifikasi aluminium paduan. ..................................................................... 5
2.3.2 Pengaruh unsur-unsur paduan. ...................................................................... 5
2.3.3 Aluminium paduan. ...................................................................................... 6 2.4 Perlakuan Panas .............................................................................................. 8
2.5 Perlakuan Panas T6 ......................................................................................... 8
2.6 Perubahan Bentuk Setelah Tempering dan Hardening. ..................................... 9
2.6.1 Perubahan bentuk setelah hardening. ............................................................ 9 2.6.2 Tegangan termal. .......................................................................................... 9
2.6.3 Transformasi stres. ..................................................................................... 10
2.6.4 Perubahan dimensi selama tempering. ........................................................ 10 2.6.5 Perubahan volume. ..................................................................................... 11
2.6.6 Perubahan dikondisi tegangan. ................................................................... 11
2.7 Electroless Plating. ....................................................................................... 12
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Rencana Penelitian ........................................................................................ 14
3.2 Diagram Alir Penelitian ................................................................................. 16 3.3 Uraian/Penjelasan Tahap Penelitian. .............................................................. 17
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya x
3.3.1 Mulai. ........................................................................................................ 17
3.3.2 Studi literatur. ............................................................................................ 17 3.3.3 Studi lapangan. ........................................................................................... 17
3.3.4 Permasalahan. ............................................................................................ 17
3.3.5 Persiapan alat dan bahan. ............................................................................ 17
3.3.5.1 Alat dan bahan electroless plating. .......................................................... 17 3.3.5.2 Alat dan bahan komposit. ........................................................................ 19
3.3.6 Proses electrolessplating abu dasar batubara. .............................................. 19
3.3.7 Menimbang bahan komposit. ...................................................................... 20 3.3.8 Pembuatan komposit dengan metode gravity casting. ................................. 20
3.3.9 Proses pemesinan propeller. ....................................................................... 20
3.3.10 Uji CMM. ................................................................................................ 21
3.3.11 Uji dial indikator. ..................................................................................... 21 3.3.12 Perlakuan panas T6. ................................................................................. 21
3.3.13 Uji CMM. ................................................................................................ 21
3.3.14 Uji dial indikator. ..................................................................................... 21 3.3.15 Uji mikro vickers. ..................................................................................... 22
3.3.16 Pengolahan data. ...................................................................................... 22
3.3.17 Analisa data. ............................................................................................. 22 3.3.18 Kesimpulan. ............................................................................................. 22
3.3.19 Selesai. ..................................................................................................... 22
BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Uji Coordinate Measuring Machine (CMM) ........................................ 23
4.2 Uji Dial Indikator .......................................................................................... 25
4.2.1 Titik koordinat dial indikator (Master). ....................................................... 25 4.2.2 Titik koordinat dial indikator (Pendingin Air). ............................................ 26
4.2.3 Titik koordinat dial indikator (Pendingin Air Garam). ................................. 31
4.2.4 Titik koordinat dial indikator (Pendingin Oli SAE40). ................................ 35 4.3 Nilai Kekerasan Mikro Vickers ..................................................................... 40
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Perubahan Bentuk dan Dimensi ..................................................................... 41 5.2 Kekerasan ..................................................................................................... 41
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 42 LAMPIRAN ...................................................................................................... 43
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya xi
DAFTAR GAMBAR
2.1 Sifat-Sifat Fisik Aluminium ............................................................................ 4
2.2 Klasifikasi aluminium dan paduannya. ............................................................ 5
2.3 Proses perlakuan panas T6 .............................................................................. 9 2.4 Perubahan bentuk plat dari baja karbon rendah (0-10% C), setelah pendinginan
dengan media udara, oli, (after Frehser) .................................................... 10
2.5 Skematik representasi efek dari perubahan struktur konstitusi pada perubahan volume setelah tempering pada baja setelah dihardening ..................................... 11
2.6 Pemulihan selama tempering bal bearing yang sudah dihardening (after Brown
and Cohen). ........................................................................................................ 12
2.7 Pemulihan selama tempering dari induction-hardened roll untuk pengerollan dingin. ................................................................................................................ 12
3.1 Skema proses elektroles. ............................................................................... 14
3.2 Proses perlakuan panas T6 pada komposit Al6061 – abu dasar batubara. ....... 21 4.1 Hasil uji CMM Master Propeller.................................................................... 23
4.2 Hasil uji CMM (warna hitam menunjukkan master dan warna kuning
menunjukkan hasil quenching menggunakan media pendingin air). ..................... 23 4.3 Hasil uji CMM (warna hitam menunjukkan master dan warna hijau
menunjukkan hasil quenching menggunakan media pendingin air garam). ........... 24
4.4 Hasil uji CMM (warna hitam menunjukkan master dan warna merah
menunjukkan hasil quenching menggunakan media pendingin oli). .................... 24 4.5 Titik Dial Indikator (Master). ........................................................................ 25
4.6 Nilai XYZ master dalam kubus. .................................................................... 25
4.7 Titik Dial Indikator (Pendingin Air) temeratur quenching 25ᵒC...................... 26 4.8 Titik Dial Indikator (Pendingin Air) temeratur quenching 50ᵒC...................... 27
4.9 Titik Dial Indikator (Pendingin Air) temeratur quenching 100ᵒC. ................... 27
4.10 Perbedaan nilai Z pada kubus garis hitam menunnjukkan master garis kuning air temperatur quenching 25ᵒC. ........................................................................... 28
4.11 Perbedaan nilai Z pada kubus garis hitam menunnjukkan master garis kuning
air temperatur quenching 50ᵒC. ........................................................................... 28
4.12 Perbedaan nilai Z pada kubus garis hitam menunnjukkan master garis kuning air temperatur quenching 100ᵒC. ......................................................................... 29
4.13 Titik Dial Indikator (Media Pendingin Air Garam) temperatur quenching 25ᵒC.
........................................................................................................................... 31 4.14 Titik Dial Indikator (Media Pendingin Air Garam) temperatur quenching 50ᵒC.
........................................................................................................................... 31
4.15 Titik Dial Indikator (Media Pendingin Air Garam) temperatur quenching
100ᵒC. ................................................................................................................. 31 4.16 Perbedaan nilai Z pada kubus garis hitam menunnjukkan master garis hijau
menunjukkan air garam temperatur quenching 25ᵒC. ........................................... 32
4.17 Perbedaan nilai Z pada kubus garis hitam menunnjukkan master garis hijau menunjukkan air garam temperatur quenching 50ᵒC. ........................................... 32
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya xii
4.18 Perbedaan nilai Z pada kubus garis hitam menunnjukkan master garis hijau
menunjukkan air garam temperatur quenching 100ᵒC. ......................................... 33 4.19 Titik Dial Indikator (Media Pendingin Oli) temperatur quenching 25ᵒC. ...... 35
4.20 Titik Dial Indikator (Media Pendingin Oli) temperatur quenching 50ᵒC. ...... 35
4.21 Titik Dial Indikator (Media Pendingin Oli) temperatur quenching 100ᵒC. .... 35
4.22 Perbedaan nilai Z pada kubus garis hitam menunnjukkan master garis merah menunjukkan oli temperatur quenching 25ᵒC....................................................... 36
4.23 Perbedaan nilai Z pada kubus garis hitam menunnjukkan master garis merah
menunjukkan oli temperatur quenching 50ᵒC....................................................... 36 4.24 Perbedaan nilai Z pada kubus garis hitam menunnjukkan master garis merah
menunjukkan oli temperatur quenching 100ᵒC. .................................................... 37
4.25 Perbandingan quenching pada temperatur 25ᵒ C........................................... 39
4.26 Perbandingan quenching pada temperatur 50ᵒ C........................................... 39 4.27 Perbandingan quenching pada temperatur 100ᵒ C. ........................................ 40
4.28 Hasil Uji Kekerasan Mikro Vickers. ............................................................ 40
Tugas Akhir
Program Studi Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya xiii
DAFTAR TABEL
2.1 Sifat-Sifat Fisik Aluminium ............................................................................ 5
2.2 Komposisi Kimia Al-Mg-Si ............................................................................ 9
2.3 Sifat Aluminium Paduan Al-Mg-Si.................................................................. 9 2.4 Spesifik volume fasa baja karbon. ................................................................. 13
3.1 Keterangan gambar. ...................................................................................... 18
3.2 Bahan-bahan yang digunakan electrolessplating. ........................................... 21 3.3 Alat – alat yang digunakan electroless plating. .............................................. 22
3.4 Bahan-bahan yang di gunakan untuk pengecoran. .......................................... 23
3.5 Alat-alat yang di gunakan untuk pengecoran. ................................................. 23
4.1 Titik Koordinat (Master). .............................................................................. 31 4.2 Titik Koordinat ( Media Pendingin Air). ........................................................ 32
4.3 Titik Koordinat Dial Indikator (Media Pendingin Air Garam). ....................... 34
4.4 Titik Koordinat Dial Indikator (Media Pendingin Oli).................................... 35 5.1 Perbandingan Variasi Temperatur Media Quenching Air. .............................. 42
5.2 Perbandingan Variasi Temperatur Media Quenching Air Garam. ................... 42
5.3 Perbandingan Variasi Temperatur Media Quenching SAE40. ........................ 42
