BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kajian · PDF fileJIS H5302 Brinell hardness JIS Tensile strength...

Click here to load reader

  • date post

    30-Apr-2018
  • Category

    Documents

  • view

    226
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kajian · PDF fileJIS H5302 Brinell hardness JIS Tensile strength...

  • 5

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    2.1. Kajian Pustaka

    Penelitian terhadap pengecoran ulang (remelting) telah dilakukan oleh

    peneliti lain diantaranya purnomo (2004) Meneliti material yang telah diteliti

    adalah Aluminium paduan 320 (72,37% Al, 11,39% Si, 6,82% Mg, 2,77% Cu)

    (Purnomo, 2004 ), dengan melebur paduan aluminium 320 dan menuangnya

    kedalam cetakan logam. Pengecoran diulang sampai tiga kali, dan hasil coran

    kemudian dibuat spesimen uji tarik dan uji impak. Hasil pengujian yang dilakukan

    menerangkan bahwa pengecoran ulang akan menurunkan kekuatan tarik, dan

    kekuatan impak dari bahan.

    Djatmiko (2008) mengatakan bahwa bahan paduan Al-Si-Mg merupakan

    salah satu paduan aluminium yang cocok dipakai untuk material piston motor.

    Paduan ini mempunyai kelebihan seperti ringan,tahan korosi dan warnanya

    menarik, tetapi sifat mekaniknya belum memenuhi standart JIS H 5201 oleh

    karena itu sifat mekaniknya perlu ditingkatkan. Sifat mekanik paduan Al-Si-Mg

    dapat ditingkatkan dengan salah satunya perlakuan panas T6 dengan waktu tahan

    40 jam dengan suhu bervariasi antara 30oC, 150oC, 180oC, 210oC, dan 240oC.

    kemudian dilakukan uji kekerasan, kekuatan impak, identifikasi fasa dan

    pengamatan struktur mikro. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sifat mekanik

    paduan Al-Si-Mg naik akibat adanya perlakuan panas T6. Sifat mekanik optimum

    diperoleh pada suhu 210oC. mempunyai nilai kekerasan 93,30 HVN, kekuatan

    impak 5,13 j/cm2 dan telah memenuhi standart JIS H 5201.

    M. Arif (2005) telah melebur torak bekas dengan paduan SiO2 0,07%, Al

    98,09 %, dan Fe 1,27 % yang dicor kembali, kemudian dilanjutkan dengan proses

    aging pada suhu 150oC dan 220oC dengan holding time bervariasi. Pengujian

    tarik, kekerasan dan struktur mikro dilakukan setelah dilaksanakan proses aging.

    (Arif 2005). Hasil penelitian menunjukkan kekuatan tarik pada suhu aging 150oC

    dan 220oC dengan holding time berturut-turut 45 menit, 120 menit, 240 menit,

    420 menit dan 540 menit adalah 67,19 kg/mm2, 68,01 kg/mm2, 68,63 kg/mm2,

    98,59 kg/mm2, 60,81 kg/mm2 dan 87,01 kg/mm2, 93 kg/mm2, 70,91 kg/mm2,

    5

  • 6

    68,58 kg/mm2, 66,58 kg/mm2. Kekuatan tarik tertinggi sebesar 98,59 kg/mm2 naik

    sebesar 26,38 % dari raw materials (78,01 kg/mm2) (M. Arif, 2005).

    Harsono (2006) Aluminium dalam penelitian ini termasuk dalam paduan

    Al-Si, karena 92,60% adalah aluminium, 6,73% Si dan sisanya adalah paduan

    unsur lain. Setelah dilakukan foto mikro ternyata paduan aluminium yang telah di

    remelting mempunyai porositas yang lebih besar dibandingkan dengan raw

    material, Proses remelting mempengaruhi sifat mekanis pada paduan aluminium,

    yaitu terdapat penurunan kekerasan kekuatan fatik.

    2.2. Landasan Teori

    2.2.1. Aluminium

    Aluminium merupakan logam non ferro yang memiliki sifat ringan

    dan tahan karat. Aluminium dipakai sebagai paduan berbagai logam murni,

    sebab tidak kehilangan sifat ringan dan sifatsifat mekanisnya dan mampu

    cornya diperbaiki dengan menambah unsurunsur lain. Unsur-unsur paduan

    itu adalah tembaga, silikon, magnesium, mangan, nikel, dan sebagainya

    yang dapat merubah sifat paduan aluminium (Surdia, 1991). Seperti terlihat

    pada Tabel 2.1.

    Tabel 2.1. Komposisi paduan Aluminium menurut Standar

    JIS H5302

    JIS ISO Cu Si Mg Zn Fe Mn Ni Sn Pb Ti Al

    ADC1

  • 7

    Selain itu pada paduan aluminium ADC 12 juga terdapat sifat

    mekanik yang terkandung pada aluminium paduan tersebut seperti terlihat

    pada Tabel 2.2.

    Tabel 2.2. Sifat mekanik paduan Aluminium menurut

    JIS H5302

    Brinell hardness

    JIS

    Tensile strength

    Rm MPa min.

    Yield strength

    Rp0,2 MPa min.

    HB HRB

    Average ASTM Average ASTM Average ASTM Average

    ADC1 250 46 290 172 22 130 71.2 3.5 72 36.2 5.5

    ADC3 279 48 320 179 35 170 71.4 1.8 76 36.7 2.2

    ADC5 (213) 65 310 145 26 190 64.4 2.4 74 (30.1) 3.7

    ADC6 266 61 280 172 23 64.7 2.3 67 27.3 3.9

    ADC10 241 34 320 157 18 160 73.6 2.4 83 39.4 3.0

    ADC12 228 41 310 154 14 150 74.1 1.5 86 40.0 1.8

    ADC14 193 28 320 188 31 250 76.8 1.7 108 43.1 2.1

    Pada paduan aluminium ADC 12 juga dapat digunakan untuk

    pembuatan bahan dasar seperti yang terlihat pada Tabel 2.3. Material

    ADC 12 pada standar ASM Handbook sama dengan material dengan kode

    384.

    Tabel 2.3. Aplikasi atau kegunaan material menurut

    (ASM Handbook vol 15, 1998)

    Paduan Perwakilan Aplikasi

    308.0 coran cetakan tujuan umum permanen, kisi-kisi hias dan reflektor

    319.0 Engine crankcases; bensin dan tangki minyak, panci minyak; frame mesin tik; bagian-

    bagian mesin

    332.0 Otomotif dan piston, puli,

    333.0 Gas meter dan bagian regulator; blok gigi; coran otomotif umum; piston

    354.0 Premium-kekuatan coran untuk industri kedirgantaraan

    355.0 Pasir: piston kompresor udara; cetak bedplates pers; jaket air; crankcases. Tetap: impeller,

    fitting pesawat udara; timinggears; kasus mesin jet kompresor

    356.0 Pasir: roda gila tuang; kasus transmisi otomotif, panci minyak; badan pompa. Tetap: mesin

    bagian alat; roda pesawat udara; badan pesawat tuang; pagar jembatan

  • 8

    A356.0 Struktural bagian yang membutuhkan kekuatan tinggi; bagian mesin, truk bagian chassis

    357.0 Tahan korosi dan aplikasi tekanan-ketat

    359.0 kekuatan coran untuk industri kedirgantaraan

    360.0 bagian motor tempel, peralatan tas, pelat penutup, coran laut dan pesawat

    A360.0 Cover piring, peralatan tas, bagian-bagian sistem irigasi; bagian motor tempel; engsel

    380.0 rumah untuk mesin pemotong rumput dan pemancar radio; udara coran rem; kasus gigi

    A380.0 Aplikasi membutuhkan kekuatan pada suhu tinggi

    384.0 Pistons dan aplikasi layanan lainnya; transmisi otomatis

    390.0 Piston dengan mesin pembakaran dalam, blok, manifold, dan kepala silinder

    413.0 Arsitektur, hias, laut, dan makanan dan aplikasi peralatan susu

    A413.0 piston motor tempel, peralatan gigi, frame mesin tik; jalan perumahan lampu

    443.0 Cookware; pipa fitting, fitting laut; cetakan ban; badan karburator

    514.0 Alat kelengkapan untuk kimia dan penggunaan limbah; susu dan makanan peralatan

    penanganan; cetakan ban

    Pengaruh unsur-unsur pemadu pada paduan aluminium adalah

    sebagai berikut:

    a. Silikon (Si)

    Unsur Si dalam paduan aluminium mempunyai pengaruh positif :

    Meningkatkan sifat mampu alir (Hight Fluidity).

    Mempermudah proses pengecoran

    Meningkatkan daya tahan terhadap korosi

    Memperbaiki sifat-sifat atau karakteristik coran

    Menurunkan penyusutan dalam hasil cor

    Tahan terhadap hot tear (perpatahan pada metal casting pada saat

    solidifikasi karena adanya kontraksi yang merintangi)

    Pengaruh negatif yang ditimbulkan unsur Si berupa:

    Penurunan keuletan bahan terhadap beban kejut jika kandungan silikon

    terlalu tinggi.

    b. Tembaga (Cu)

    Pengaruh baik yang dapat timbul oleh unsur Cu dalam paduan

    aluminium:

    Meningkatkan kekerasan bahan dengan membentuk presipitat

    Memperbaiki kekuatan tarik

  • 9

    Mempermudah proses pengerjaan dengan mesin.

    Pengaruh buruk yang dapat ditimbulkan oleh unsur Cu :

    Menurunkan daya tahan terhadap korosi

    Mengurangi keuletan bahan dan

    Menurunkan kemampuan dibentuk dan dirol

    c. Unsur Magnesium (Mg)

    Magnesium memberikan pengaruh baik yaitu:

    Mempermudah proses penuangan

    Meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin

    Meningkatkan daya tahan terhadap korosi

    Meningkatkan kekuatan mekanis

    Menghaluskan butiran kristal secara efektif

    Meningkatkan ketahanan beban kejut atau impak.

    Pengaruh buruk yang ditimbulkan oleh unsur Mg:

    Meningkatkan kemungkinan timbulnya cacat pada hasil pengecoran

    d. Unsur besi (Fe)

    Pengaruh baik yang dapat ditimbulkan oleh unsur Fe ada1ah :

    mencegah terjadinya penempelan logam cair pada cetakan.

    Pengaruh buruk yang dapat ditimbulkan unsur paduan ini adalah :

    Penurunan sifat mekanis

    Penurunan kekuatan tarik

    Timbulnya bintik keras pada hasil coran

    Peningkatan cacat porositas.

    Macam-macam Unsur paduan aluminium dapat diklasifikasikan

    sebagai berikut :

    a. Paduan aluminium tembaga, aluminium tembaga - silikon.

    Paduan aluminium - tembaga adalah paduan aluminium yang

    mengandung tembaga 4,5 %, memiliki sifatsifat mekanik dan

    mampu mesin yang baik sedangkan mampu cornya agak jelek.

    Paduan aluminium tembaga silikon dibuat dengan menambah 4 5

    % silikon pada paduan aluminium tembaga untuk memperbaiki sifat

  • 10

    mampu cornya. Paduan ini dipakai untuk bagianbagian motor

    mobil, dan rangka utama dari katup (Surdia, 1991).

    b. Paduan aluminium silikon, aluminium silikon magnesium.

    Paduan dari aluminium dan silikon sekitar 2 % disebut

    silumin yang memiliki mampu cor yang baik, sehingga terutama

    dipakai untuk bagian bagian mesin biasa. Tetapi paduan yang biasa

    dicor mempunyai sifat mekanik yang jelek karena butir butir

    silikon yang besar, sehingga dicor dengan tambahan natrium dan

    agitasi dari logam cair untuk membuat kristal halus dan memperbaiki

    sifat sifat mekanik, tetapi cara ini tidak efektif untuk coran besar.

    Paduan aluminium silikon diperbaiki sifat mekaniknya dengan

    menambahk