PERUBAHAN NILAI KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO ...library.upnvj.ac.id/pdf/artikel/Artikel_jurnal_FT/bt-vol...perubahan struktur mikro maka dilakukan pengamatan metallografi. Maksud dan

PERUBAHAN NILAI KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO Al-Mg-Si AKIBAT VARIASI TEMPERATUR PEMANASAN

Bagus SuronoMedia Nofri

Program Studi Teknik MesinFakultas Teknologi Industri

Institut Sains Dan Teknologi Nasional

Abstract

The purpose of this test is to determine the effect of temperature and time to be received by the object to betested. Testing will be done using different temperatures, namely: 500 ˚ C, 550 ˚ C, 600 ˚ C and 650 ˚ C with ahold time of each sample for 60 minutes, followed by different cooling processes. The cooling process used iswater and air. Alloy element is aluminum with magnesium and silicon (Al-Mg-Si), a type of aluminum alloythat is widely used aircraft industry, automotive, construction and much more for properties owned quitegood. From the results of testing performed on the condition that the solution heattreatment performed withdifferent quenching processes can lower and raise the hardness value and change the shape of the microstructure of the sample.

PENDAHULUANLatar Belakang

Aluminium merupakan logam ringanyang memiliki sifat mekanik, ketahanan korosidan hantaran listrik yang baik. Logam inidipergunakan secara luas bukan saja untukperalatan rumah tangga, tetapi juga dipakaiuntuk keperluan matrial pesawat terbang,industri otomotif, kapal laut, konstruksi danlain-lain. Salah satu cara agar mendapatkanpeningkatan kekuatan mekanik, biasanya logamaluminium dipadukan dengan unsur Mg(magnesium). Dalam penggunaanya perludiketahui kelebihan dan ketangguhan yangdimiliki dari unsur paduan alumunium denganmagnesium agar sesuai fungsi dan kegunaanya.Untuk mendapatkan sifat-sifat yang diinginkandari aluminium paduan tersebut, makadiperlukan struktur mikro yang cocok dengankomposisi kimia dan perlakuan panas yangtepat.Secara umum paduan alumunium danmagnesium dengan komposisi tertentubertujuan untuk meningkatkan kekerasan,keuletan, ketahanan aus, ketangguhan,ketahanan korosi dan mampu mesin yang baik.Dari uraian diatas, maka dilakukan serangkaianpengujian sifat mekanik dan diberikanperlakuan panas pada temperatur dan waktutertentu terhadap aluminium dengan mediapendingin yang berbeda-beda (air, dan udara)yang bertujuan untuk melihat perubahan sifatmekanik dan struktur mikro dari prosestersebut.

Masalah dan Batasan MasalahUntuk dapat mengetahui pengaruh dari

variasi pemanasan dan pendinginan denganmenggunakan suhu dan waktu penahanan sertaproses pendinginan yang berbeda terhadappeningkatan nilai kekerasan dan strukturmikronya. Dengan adanya perbedaantemperatur, waktu penahanan dan prosespendinginan yang berbeda maka akanmenghasilkan sifat mekanis dalam hal ini sifatkekerasannya dan struktur miko yang berbeda-beda.

Pengujian yang dilakukan dibatasi hanyaterhadap peningkatan nilai kekerasan danperubahan struktur mikro akibat variasipemanasan pada aluminium denganmenggunakan temperatur pemanasan 500° C,550° C, 600° C dan 650° C masing-masingditahan selama 1 jam, proses pendinginan yangberbeda pada tiap beda temperatur yaitu denganmenggunakan media pendinginan air danudara. Untuk cara mengethui nilai yang adadengan melakukan pengujian kekerasan denganmenggunakan metode Brinell, dan untukperubahan struktur mikro maka dilakukanpengamatan metallografi.

Maksud dan TujuanUntuk dapat mengetahui sifat mekanik

dan struktur mikro pada material setelah terjadiproses perlakuan panas dan proses pendinginanyang bervariasi. Tujuan dari pengujian iniuntuk mengetahui pengaruh dari variasitemperatur dan pendinginan terhadap sifat

Perubahan Nilai Kekerasan (Bagus Surono & Media Nofri) 93

Perpustakaan UPN "Veteran" Jakarta

mekanik dan strukur mikro pada materialaluminium paduan.

TINJAUAN PUSTAKAAluminium Dan Paduan Aluminium

Aluminium mempunyai struktur kubikberpusat muka (FCC), bilangan struktur ini 12dan satu unit sel-nya terdapat 4 atom.Paduan aluminium banyak sekali digunakandalam aplikasi sehari-hari jika dibandingkandengan paduan non ferrous lainya karena sifat-sifatnya yang menguntungkan, antara lain : 1).Titik lebur rendah (±660° C), 2). Mampu aliryang baik untuk casting, 3). Kristalisasinyasingkat, cukup membantu untuk prosesproduksi, 4). Permukaan hasil casting yangbaik dengan permukaan yang mengkilapDengan kemajuan Teknologi sekarang ini makasifat mekanis Aluminium dapat ditingkatkandengan penambahan unsur pemadu. Unsurpemadu antara lain dengan, mangan, silicon,magnesium, dll. Unsur pemadu tersebut biladiukur relatif sedikit.

Secara umum Aluminium diproduksidalam bentuk Aluminium Tempa danAluminium Tuang. Untuk Aluminium Tuangdibagi menjadi tiga, Tuang Pasir, TuangGravity, Tuag Dies.

Sifat-sifat dan Karakteritik AluminiumSifat-sifat AluminiumAluminium mempunyai banyak sifat baik yangmenguntungkan untuk dikembangkan dalamindutri antara lain : Ringan, Kuat, MudahBentuk, Tahan Kara, Memiliki Daya HantarListrik yang Baik, Mempunyai Daya HantarPanas yang Baik dan Dapat Didaur Ulang.

Karakteristik Aluminium.Logam Aluminium sangat sensitif terhadappengaruh luar, hal ini berkaitan dengan sifatfisik dan sifat kimia dari logam cairnya. Secarakarakteristik dari Aluminium adalah sebagaiberikut : 1). Sangat mudah bereaksi denganudara, yang menimbulkan oksidasi, dan bendaasing yang dapat membentuk dross (kotoranyang merupakan bagian dari leburanAluminium), 2). selama proses pembekuansangat mudah menyerap Hidrogen, yang seringkali setelah pembekuan mengakibatkan gasporosity, 3). selama proses pembekuan seakanmengalami penyusutan volume antara (3.5-8.5)%, 4). aluminium cair mempunyai massa jenisdan tekanan hidrostatis yang rendah setelahpembekuan sering dijumpai adanya shrinkageporosity (kekurangan logam cair dalam

cetakan), 5). mempunyai kecenderunganterjadinya hot shortness (retak pada permukaancoran).

Paduan Aluminium.Klasifikasi Paduan Aluminium.Paduan Aluminium diklasifikasikan dalamberbagai standar oleh berbagai Negara diDunia.Saat ini klasifikaasi yang sangat terkenal dansempurna adalah standar AluminiumAssociation di Amerika (AA) yang didasarkanatas standar terdahulu dari ALCOA(Aluminium Company of Amerika). Paduantempaan dinyatakan dengan satu atau duaangka ”S”, sedangkan paduan coran dinyatakandengan tiga angka. Standar AA menggunakanpenandaan dengan empat angka sebagai berikut: Angka pertama menyatakan sistim paduandengan unsur-unsur yang ditambahkan, yaitu :Al Murni, Al-Cu, Al-Mn, Al-si, Al-Mg, Al-Mg-Si, dan Al-Zn.

Paduan Aluminium UtamaAda beberapa jenis paduan utama yaitu:Paduan Al-Mg-Si, Paduan Al-Cu, Paduan Al-Cu-Mg, Paduan Al-Mn, Paduan Al-Si, PaduanAl-Mg, Paduan Al-Mg-Zn.Paduan Al-Mg-Si.Kalau sedikit Mg ditambahkan kepada Al,pengerasan penuaan sangat jarang terjadi, tetapiapabila secara simultan mengandung Si, makadapat dikeraskan dengan penuaan panas setelahperlakuan pelarutan. Hal ini disebabkan karena

senyawa Mg 2 Si berkelakuan sebagaikomponen murni dan membuat keseimbangandari sistem biner semu dengan Al. Sebagaipaduan praktis dapat diperoleh paduan 5053,6063, dan 6061. paduan dalam sistim inimempunyai kekuatan kurang sebagai bahantempaan dibandingkan dengan paduan-paduanlainnya, tetapi sangat liat, mampu bentuk untukpenempaan, ekstrusi dan sebagainya, sangatbaik juga untuk mampu bentuk yang tinggipada temperatur biasa. Paduan 6063 digunakanuntuk rangka-rangka konstruksi. Karenapaduan dalam sistem ini mempunyai kekuatanyang cukup baik tanpa mengurangi hantaranlistrik, maka digunakan untuk kabel tenaga.Dalam hal ini pencampuran dengan Cu, Fe danMn perlu dihindari karena dapat menyebabkantahanan listrik menjadi tinggi. Pengerasanmaksimum dapat dicapai dengan jalanperlakuan pelarutan pada 500° C, pencelupandingin dan ditemper pada 160° C selama 18jam.



Heat Treatment.Prinsip Dari Heat Treatment.Heat treatnent adalah proses pemanasan danpendinginan material yang terkontrol denganmaksud merubah sifat fisik dari materialtersebut. Proses Heat Treatment akanmenyababkan perubahan struktur-struktur suatumaterial yang mulanya masih mengumpulmenjadi terurai sehingga menjadi lebih keras,ulet dan tangguh.Secara umum proses HeatTreatmentadalahsebagai berikut: 1). Pemanasanmaterial sampai suhu tertentu, 2).Mempertahankan suhu untuk waktu tertentu(holding time) sehingga temperaturnya merata,3). Pendinginan dengan metode mediapendingin (air, oli atau udara).

Tujuan Heat TreatmentProses pengejaan panas yang dilakukanbertujuan untuk merubah sifat dan strukturlogam menjadi sifat yang diinginkan seperti :1). Menambah sifat mekanis seperti ductility,toughness, strength, hardness dan sebagainya,2). Menambah machinability, 3). Menambahtahan terhadap korosi, 4). Menghilangkantegangan dalam, 5). Memodifikasi sifat magnetdan listrik, 6). Meningkatkan tahan panas dantahan gesek

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi HeatTreatmentDidalam proses heat treatment ada beberapafaktor yang menentukan berhasil atau tidaknyahasil yang diharapkan dalam pelaksanaanproses tersebut antara lain adalah : 1). Lajupemanasan, 2). Laju pendinginan, 3). Waktupenahanan , 4). Media pendinginan yangdigunakan. Faktor-faktor tersebut diatas telahditerapkan dalam spesifikasi sehingga untukmaterial yang berbeda jenis maupunkarakteristik yang diharapkan terhadapperbedaan melalui masing-masing tahaptersebut.

Jenis-Jenis Proses Heat TreatmentProses heat treatment yang dilakukan adabeberapa macam, masing-masing bertujuanuntuk mendaatkan sifat-sifat mekanis logamyang diharapkan. Jenis-jenis proses haettreatment adalah sebagai berikut : 1).Hardening; Proses hardening atau pengerasanadalah proses perlakuan panas yang diterapkanuntuk menghasilkan benda kerja yang keras.Dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkankeuletan, menikan kekerasan, menambah

kekuatan, elastisitas dan ketangguhan(toughness) dan struktur Aluminiumsedemikian rupa sehingga diperoleh strukturmartensit yang keras. Proses hardening yaitualuminium paduan dipanaskan sampaitemperatur tertentu antara 400˚C-450̊ Ckemudian ditahan pada temperatur tersebutbeberapa saat kemudian didinginkan secaramendadak dengan mencelupkan kedalam air,oli ataupun media pendingin yang lain. Denganpendinginan yang mendadak, tak ada waktuyang cukup bagi austenit berubah menjadiperlit dan ferrit dan sementit, pendinginan yangcepat menyebabkan austenit berubah nenjadimartensit, 2). Tempering, Tempering adalahmemanaskan kembali aluminium paduan yangtelah dikeraskan untuk menghilangkantegangan dalam dan mengurangi kekerasan.Prosesnya adalah memanaskan kembaliberkisar pada temperatur 550˚C dandidinginkan secara perlahan-lahan tergantungsifat akhir aluminium paduan tersebut.Tempering dibagi dalam : (a). Tempering padatemperature rendah (250 0-400 0C), (b).Tempering pada temperature menengah ( 4500

– 5000C ), (c). Tempering pada temperaturetinggi (5500 - 6500 C ), 3). Annealing,Annealing adalah salah satu jenis proses heattreatment yang sangat penting dan banyakdilakukan, adapun prosesnya adalahmemanaskan logam pada temperatur tertentu(tergantung dari jenis annealing) dan ditahandengan waktu cukup lama, lebih kurang 3 jamdan selanjutnya didinginkan secara perlahan-lahan. Tujuan dari annealing adalah ;Melunakan logam, Menambah machinability,Menghaluskan grain size, Menghilangkaninternal stress, Untuk menghasilkan strukturmikro baru. Adapun jenis-jenis annealingadalah ; Full annealing, Proses annealing,Spherodizing atau diffusion annealing,Isothermal annealing, 4). Normalizing,Normalizing adalah memanaskan logam diatastemperatur kritis dan didinginkan lambatsampai ke temperatur kamar. Tujuannormalizing adalah ; Menghaluskan strukturbutiran kasar, Meningkatkan sifat mekanis,Menghilangkan internal stess.

Pengujian Sifat MekanisUji Kekerasan ( Hardness Test )

Kekerasan adalah daya tahan suatumaterial untuk melawan benda lain yangditusukan kepadanya atau ketahanan suatumaterial terhadap deformasi plastis. Kekerasansuatu material perlu diketahui untuk



mengatahui sifat mekanis dari suatu materialdapat digunakan beberapa sistem antara lain :Brinell, Vickers, Rockwell dll1. Sistem BrinellPengukuran kekerasan menurut system Brinellmenggunakan sebuah bola kecil (indentor)yang ditekankan dengan beban tertentukedalam material yang diselidiki kekerasanya.Kekerasan material tersebut didapat sebagaihasil bagi beban tekan P (N) dengan luas bekaspenekanan A (mm2), dengan rumus dapat

ditulis : HB =

222.

2

mm

Kg

dDDD

P

Pengamatan metallografiPengamatan Metallografi adalah pengamatanlogam dengan cara melihat struktur mikrodengan menggunakan mikroskop, mikroskopyang digunakan adalah mikroskop optik.Dalam pelaksanaannya analisa metallografidibedakan menjadi dua yaitu : Analisamakroskopi dan Anlisa mikroskopiAnalisa makroskopi dapat dilakukan secaravisual (mata normal) atau dengan

menggunakan normal mikroskop padapembesaran maksimum 20 : 1 (20X)

Tujuan analisa makroskopi adalah untukmengetahui adanya segregasi dari unsur fosfor(P), sulfur (S) dan lain-lain, adanya inklusi,rongga udara, rongga penyusutan dan lainsebagainya.

Analisa mikroskopi dilakukan denganmenggunakan normal – mikroskop denganpembesaran lebih dari 20 : 1 (20X).

Tujuan dari analisa metalografi antara lain: 1).Mengutarakan sifat-sifat logam dan paduannyaberdasarkan bentuk dan gambar struktur mikro,2). Menyatakan benar tidaknya bentuk strukturmaterial logam yang sebelumnya telahmengalami proses pengerjaan/ perlakuan panasseperti Hardening, Quenching, Normalising,pengerjaan dingin, proses pengelasan dan lain-lain, 3). Mengutarakan sebab-sebab terjadinyapenyimpangan struktur bahan logam atau jeniscacat yang lain (retakan, korosi dan lainsebagainya).

METODE DAN HASIL PENGUJIAN

AL-Mg

Uji Komposisi Kimia

Heat Treatment

550 CHT 1 Jam

600 CHT 1 Jam

650 CHT 1 Jam

500 CHT 1 JamJJJam

NonHeat Treatment

Pendinginan Udara Pendinginan Air

Pengujian

Uji Metalografi Uji Kekerasan

Data

Analisa

Kesimpulan

Sampel

Gambar 1. Diagram Alir Pengujian



Persiapan Material UjiSampel kemudian dipreparasi untuk dijadikanspesimen uji dan dibentuk sesuai dengandimensi yang diperlukan. Banyaknya sampel

yang digunakan dalam uji mekanis dapat dilihatpada tabel berikut :

Tabel 1. Sampel Uji Kekerasan

Sampel Non HeatTreatmentHeat

TreatmentUji kekerasan 500 C 550 C 600 C 650 C

Jumlah 1 2 2 2 2

Tabel 2. Sampel Uji Metalografi

Sampel Non HeatTreatmentHeat

TreatmentUji

Metalografi 500 C 550 C 600 C 650 CJumlah 1 2 2 2 2

Pengujian Komposisi KimiaPengujian ini dilakukan untuk mengetahuiunsur-unsur yang terkandung didalam materialuji. Pengujian komposisi kimia dilakukan pada

material awal yang belum mengalami prosesperlakuan panas .hasil pengujian komposisikimia dapat dilihat pada tabel 3.3.

Tabel 3. Hasil Uji Komposisi Kimia Pada Sampel

Pengujian Metallografi (Struktur Mikro)Tujuanya adalah untuk mengetahui strukturmikro pada material yang mengalami perlakuan

panas dan tidak mengalami perlakuan panasapakah terjadi perubahan dan perbedaandiantara material tersebut.

Data Hasil Pengujian Struktur Mikro

Gambar 3. Struktur Mikro Tanpa Perlakuan Panas, Pembesaran 100 X

Kode Sampel Si Fe Cu Mn Mg Zn(%) (%) (%) (%) (%) (%)

0.422 0.488 0.06 0.04 1.55 <0.005

Al Rod Ø 19 mm Ti Cr Ni Pb Sn Al(%) (%) (%) (%) (%) (%)

0.013 <0.001 <0.005 <0.002 <0.010 <94.7



Gambar 4. Struktur Mikro Tanpa Perlakuan Panas, Pembesaran 500 X

Gambar 5. Struktur Mikro Temp 500°C Quenc Air, Pembesaran 100 X

Gambar 6. Struktur Mikro Temp 500°C Quenc Udara, Pembesaran 100 X

Gambar 3.7. Struktur Mikro Temperatur 550° C Quench Air, Pembesaran 100 X



Gambar 8. Struktur Mikro Temp 550°C Quench Udara, Pembesaran 100 X

Gambar 9. Struktur Mikro Temp 600°C Quench Air ( Pembesaran 100 X )


Gambar 11. Struktur Mikro Temp 650° C Quench Air, Pembesaran 100 X




Pengujian kekerasanUji kekerasan Brinell berupa

pembentukan lekukan pada permukaan logamdengan memakai bola baja berdiameter 10 mmdan untuk bahan yang sangat keras, digunakapaduan karbida Tungsten, untuk memperkecilterjadinya distorsi indentor. Beban diterapkanselama waktu tertentu, biasanya 30 detik, dan

diameter lekukan diukur dengan mikroskopdaya rendah, setelah beban tersebutdihilangkan. Kemudian dicari harga rata-ratadari 2 buah pengukuran diameter pada jejakyang berarah tegak lurus. Permukaan dimanaakan dibuat harus relatif halus, bebas dari debuatau kerak.

Data Hasil Pengujian KekerasanTable 4. Nilai Kekerasan Pada Kondisi Tanpa Pemanasan.

Kode Sampel Penjejakan Kekerasan Brinell (HB) rata-rata HB KeteranganI 75II 75

Kondisi Awal III 68 71 Beban penjejakanIV 67 31.25 KgV 69

Table 5. Nilai Kekerasan Pada Kondisi Pemanasan 500°C, Quench UdaraKode Sampel Penjejakan Kekerasan Brinell (HB) rata-rata HB Keterangan

I 66II 62

SAMPEL I III 59 57 Beban penjejakanIV 54 31.25 KgV 47

Table 6. Nilai Kekerasan Pada Kondisi Pemanasan 500°C, Quench AirKode Sampel Penjejakan Kekerasan Brinell (HB) rata-rata HB Keterangan

I 51II 60

SAMPEL II III 67 56 Beban penjejakanIV 65 31.25 KgV 51

Table 7. Nilai Kekerasan Pada Kondisi pemanasan 550° C, Quench UdaraKode Sampel Penjejakan Kekerasan Brinell (HB) rata-rata HB Keterangan

I 52II 52

SAMPEL III III 49 51 Beban penjejakanIV 49 31.25 KgV 49

Table 8. Nilai Kekerasan Pada Kondisi Pemanasan 550°C, Pendinginan AirKode Sampel Penjejakan Kekerasan Brinell (HB) rata-rata Keterangan



I 62II 63

SAMPEL IV III 73 71 Beban penjejakanIV 79 31.25 KgV 76

Table 9. Nilai Kekerasan Pada Kondisi Pemanasan 600°C, Quench udaraKode Sampel Penjejakan Kekerasan Brinell Rata-rata Keterangan

I 32

II 34

SAMPEL V III 31 34 Beban penjejakan

IV 35 31.25 Kg

V 37

Table 10. Nilai Kekerasan Pada Kondisi Pemanasan 600°C, Quench Air

Table 11. Nilai Kekerasan Pada Kondisi Pemanasan 650°C, Quench udara

Table 12. Nilai Kekerasan Pada Kondisi Pemanasan 650°C, Quench AirKode Sampel Penjejakan Kekerasan Brinell Rata-rata Keterangan

I 20

II 30

SAMPEL VIII III 27 26 Beban penjejakan

IV 29 31,25 Kg

V 24

PEMBAHASANKomposisi Kimia Pada Sampel MaterialHasil nilai komposisi kimia yang didapat setelah uji komposisi seperti yang terlihat pada tabel 13

Tabel 13. Komposisi Kimia MaterialKode Sampel Si Fe Cu Mn Mg Zn

(%) (%) (%) (%) (%) (%)

0.422 0.488 0.06 0.04 1.55 <0.005

Al Rod Ø 19 mm Ti Cr Ni Pb Sn Al(%) (%) (%) (%) (%) (%)

0.013 <0.001 <0.005 <0.002 <0.010 <94.7

Analisa Hasil Pengujian kekerasan.Hasil pengujian kekerasan dapat dilihat pada gambar dibawah :

Kode Sampel Penjejakan Kekerasan Brinell (HB) Rata-rata KeteranganI 37II 39

SAMPEL VI III 40 38 Beban penjejakanIV 38 31,25 Kg

. V 37

Kode Sampel Penjejakan Kekerasan Brinell Rata-rata Keterangan

I 21

II 20

SAMPEL VII III 27 26 Beban penjejakan

IV 29 31,25 Kg

V 24



Gambar 13. Nilai Rata-rata Kekerasan Dengan Pendinginan air

Gambar 14. Nilai Rata-rata Kekerasan Dengan Pendinginan Udara

Gambar 15. Nilai Rata-rata Pada Sampel

Dari gambar 4.1 dan gambar 4.2 nilaikekerasan pada sampel Aluminium paduan Al-Mg merupakan fungsi dari temperatur. Denganperlakuan panas kekerasan paduan Al-Mgterjadi penurunan dari sampel awal hinggasampel yang telah mengalami perlakuan panas

pada temperatur 500° C, 550° C. 600° C dan650° C.

Perubahan penurunan nilai kekerasan inibisa saja terjadi dikarenakan partikel-partikelpresipitat mengeraskan matriknya dengan teorikisi-kisi koheren. Setelah perlakuan pelarutan

Quench udara

71

5751

3426

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Non HT 500°C 550°C 600°C 650°C

Quench udara

71

5751

3426

71

56

71

38

26

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Non HT 500°C 550°C 600°C 650°C

udaraair

71

56

71

3826

0

20

40

60

80

Non HT 500°C 550°C 600°C 650°C

Quenc…



dan quenching, paduan Al-Mg berada dalamkondisi larut terditribusi secara random didalamkisi-kisi struktur. Selama periode inkubasi,kelebihan atom larutan tersebut cenderungberpindah kebidang kristalografi tertentu.

Penurunan kekerasan dapat juga disebabkanoleh kegagalan Solution Treatment karenakurangnya proses kontrol atau kecelakaaninadeguate solution (solution treatment yangtidak mencukupi), hal tersebut dapat terjadikarena temperatur yang lebih rendah dibandingtemperatur normal yang diperlukan. Inadequatetreatment menghasilkan distribusi partikelukuran medium dengan warna pucat.

Penurunan kekerasan juga dapat terjadikarena over heating atau temperatur treatmentmelebihi temperatur normal yang diperlukan,over heating dapat menyebabkan pembentukan

eviclik riisell atau terjadinya peleburan padabatas butir pada aluminium paduan, selain haltersebut temperatur yang terlalu tinggi dapatmenyebabkan terjadinya penggabungan partikelnormal yang tidak larut menjadi lebih besar.

Factor lainya dapat juga disebabkan padasaat pendinginan agar menghindari terjadinyapersipitat selama pendinginan adalah waktutransfer dan gangguan saat quenching. Padasaat pemindahan benda uji ke media pendinginharus dilakukan sesingkat mungkin,pemindahan yang terlalu lama akan membuattemperatur turun secara cepat dan terjadipembentukan persipitat kasar yang akanmenghilangkan efek pengerasan.Dan terakhir terdapatnya kesalahan akibathuman error dan alat

Analisa Hasil Uji MetallografiStruktur Mikro Pada Kondisi Awal

Gambar 16. Struktur Mikro Tanpa Gambar 17. Struktur Mikro TanpaPerlakuan Panas ( Pembesaran 100 X ) Perlakuan Panas(Pembesaran 500 X )

Gambar 16 dan 17 menunjukan foto strukturmikro Aluminium Paduan AL-Mg yang tidakmengalami perlakuan panas terlihat masihberupa struktur butiran-butiran yang tidak

beraturan dan terdapat banyak garis-garis,disekitar foto tersebut terlihat juga lamel yangmenebal dan masih banyak garis-garis halus.

Struktur Mikro Pada Temperatur 500 C

Gambar 18. Struktur Mikro Temperatur Gambar 19. Struktur Mikro Temperatur500° C Pendinginan Air (Pembesaran 100 X) 500° C Pendinginan Udara ( Pembesaran 100 X )

Pada gambar 18 dan 19 terlihat perbedaan yangsangat mencolok pada kondisi perlakuan panasdengan temperatur 500 C dan dinginkandengan media air dan udara atau suhu ruang.

Pada sampel yang didinginkan pada suhu ruangterlihat berbeda dengan sampel yangdidinginkan pada media air, hal tersebutdisebabkan karena tidak adanya waktu untukstruktur butir kembali pada bentuk semula



setelah perlakuan panas yang diterima, bedadengan media udara terlihat banyaknya strukturbutir yang terlihat rapi dan halus berbeda dngansampel yang tidak menerima perlakuan panasyang terlihat tebal dantak beraturan terlihatpada gambar 4.5, pada kondisi tersebut terjadidisebabkan oleh tersedianya waktu untuk

struktur butir untuk mengembalikan posisinyasemula, akan tetapi bentuk butiran tidak akankembali pada kondisi sebelum menerimaperlakuan panas. Perbedaan bentuk butirandisebabkan karena sampel telah menerimaperlakuan panas yang memperbaiki bentukbutirannya tersebut.


Gambar 20. Struktur Mikro Temperatur Gambar 21. Struktur Mikro Temperatur550° C Pendinginan Air 550° C Pendinginan Udara(Pembesaran 100 X) (Pembesaran 100 X)

Gambar 20 menunjukan perubahan bentukstruktur mikro yang semakin halus danmenyebar akan tetapi berbeda dengangambar 21 terdapat struktur butir yang lebihsedikit jika dibandingkan dengan gambar 4.8yakni pada kondisi pendinginan air. Padapendinginan udara terlihat batas butir yangmemanjang dan butiran yang lebih sedikit, halini pula yang membedakan nilai

kekerasannya, yaitu pada pendinginan airsebesar BHN= 71 (kg / mm² ), sedangkanpada pendinginan udara lebih lunak yaitusebasar BHN= 51 (kg / mm² ). Perbedaannilai kekerasan yang begitu besar jikadibandingkan dengan temperatur uji lainnyayang diikuti dengan perbadaan struktur mikro.



Pada gambar 22 dan 23 yang telah menerimaperlakuan panas dan juga diberi pendinginanyang berbeda akan mempengaruhi bentukstruktur butiran yang berbeda jika dilihat padasampel yang diberi pendinginan menggunakanudara pada suhu 600 ° C bentuk butiranya lebih

besar dan lebih sedikit bila dibandingkandengan media pendinginan air. Pada gambardiatas terlihat adanya batas butir yangmembesar yang disebabkan oleh hubunganantara temperatur dan waktu.

Struktur Mikro Pada Temperatur 650 °C




Pada perlakuan panas dengan suhu 650 °Cstruktur mikronya terlihat butiran yang lebihmembesar dan lebih kasar. Pada temperaturtersebut sampel uji menjadi berubah bentukmenjadi seperti meleleh tetapi tidak mencair,

hal ini terjadi karena pada suhu 650 °Cmendekati titik lebur, dan berpengaruh pada ujikekerasan yang semakin lunak daripadatemperatur uji lainnya.

KESIMPULANBerdasarkan data yang didapat dan hasil analisamaka dapat ditarik kesimpulan bahwa : 1).Nilai kekerasan pada sample yang tidakmengalami proses pemanasan denganmenggunakan metode Brinell didapat rata-ratasebesar 71 HB. Setelah mengalami prosespemanasan dengan temperatur 500 C nilaikekerasan nya sebesar 56 HB, 550 C nilaikekerasan nya sebesar 71 HB, 600 C nilaikekerasan nya sebesar 38 HB dan pada 650 Cnilai kekerasan nya sebesar 26 HB. Nilaikekerasan yang didapat pada poin ini adalahnilai kekerasan setelah perlakuan panas denganmengggunakan media pendinginan air, namunpada temperatur 550 terjadi kenaikan,walaupun lebih banyak nilai kekerasan yangturun, 2). Proses heat treatment dengantemperature yang sama pada poin 1 (satu)namun media pendingin yang digunakan adalahpendinginan udara, nilai kekerasan yang didaptpada proses ini sebagai berikut ; 57 HB, 51 HB,

34 HB dan 26 HB. Maka dapat disimpulkanbahwa semakin tinggi temperatur yang diterimapada sample pada proses pemanasan danhampir menyentuh titik lebur akan semakinrendah nilai kekerasan yang didapat, 3). Prosespemanasan dapat juga memepengaruhi bentukdari struktur mikro dari tiap-tiap bedatemperatur dan media pendinginan dan sangatberbeda jika dibandingkan dengan kondisi awaltanpa proses pemanasan. Pada prosespemanasan dan media pendinginan terlihatadanya struktur butirannya yang lebih besardan kasar terdapat pula batas butir yang kianmembesar jika dibandingkan dengan prosespendinginan dengan menggunakan media air,4). Dari data yang diperoleh penurunan nilaikekerasan setelah sampel mendapat perlakuanpanas, hal tersebut dapat saja terjadi karenadisebabkan oleh beberapa factor yakni ; factorHuman Error pada saat proses pemindahan daridapur pemanas.

DAFTAR PUSTAKAJhon E Hatch, Aluminium Properties and

Physical Metallurgy, American Societyfor Metal, 1984

Lawrence H. Van Vlack, Sriati Djaprie, “Ilmudan Teknologi Bahan” edisi ke 4,Erlangga, Jakarta, 1986.

Smallman, RE. Metalurgi Fisik Modern,Gramedia, Jakarta 1991.

SBP Board of Consultan & Engineers,Teknologi of Aluminium Product,Pvt,Ltd, Delhi 54-59

Tata Surdia dan Shinroku Saito, PengetahuanBahan Teknik, Cetakan Ke 3, PT.Pradnya Paramita, Jakarta 1995.



Documents

PERUBAHAN NILAI KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO ...library.upnvj.ac.id/pdf/artikel/Artikel_jurnal_FT/bt-vol...perubahan struktur mikro maka dilakukan pengamatan metallografi. Maksud dan