studi eksperimental pengaruh variasi penambahan...
TRANSCRIPT
STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH VARIASI PENAMBAHAN FRAKSI VOLUME GRAFIT TERHADAP KARAKTERISTIK FLUIDITAS DAN SIFAT MEKANIK ALUMINIUM GRAPHITE MATRIX COMPOSITE
NAMA : AUZAN ADANI DEVARA
NRP : 2109100018
Dosen Pembimbing : Indra Sidharta, ST, MSc
Latar Belakang
Alumunium Composite
Casting
Fluidity Test
Penguat
(Reinforcement)
Matrix Utama
Rumusan Masalah
Bagaimana pengaruh variasi penambahan prosentase
fraksi volume Grafit terhadap fluiditas dari Aluminium
Matrix Composite?
Bagaimana distribusi kekerasan Aluminium Matrix Composite sebagai fungsi distribusi persebaran Grafit
dalam campuran pada masing-masing setpoint yang
telah ditentukan?
Bagaimana struktur mikro akhir yang terbentuk dari
adanya penambahan Grafit pada Aluminium Matrix
Composite pada masing-masing setpoint?
Tujuan Penelitian
Menganalisa pengaruh variasi penambahan prosentase fraksi volume Grafit terhadap fluiditas dari Aluminium Matrix Composite.
Menganalisa distribusi kekerasan Aluminium Matrix Composite sebagai fungsi distribusi persebaran Grafit dalam campuran, pada masing-masing setpoint yang telah ditentukan.
Mempelajari struktur mikro akhir yang terbentuk dari adanya penambahan Grafit pada Aluminium Matrix Composite pada masing-masing set point.
Batasan Malasah
temperatur, waktu
penuangan, dan putaran pengaduk dianggap konstan.
Pola yang digunakan
untuk mengukur fluiditas
mempunyai dimensi yang
sama.
Aluminium yang digunakan memiliki
komposisi yang sama.
Ukuran butir grafit yang digunakan memiliki distribusi
ukuran butir yang sama.
Metodologi Penelitian
Metodologi Penelitian
Kode Spesimen Grafit (% volume) Alumunium (%
volume)
1
2
3
4
5
6
0
1
2
4
6
8
100
99
98
96
94
92
Tabel 3. 1 : Prosentase komposisi campuran bahan
Metodologi Penelitian
Kode Spesimen Grafit (gr) Alumunium (gr)
1 0 1620
2 13,98 1603,8
3 27,98 1587,6
4 55,92 1555,2
5 83,84 1522,8
6 111,84 1490,4 • menghitung besar massa
m = 𝜌
𝑉 dimana : m = massa ( gram )
ρ = massa jenis ( gr / cm3 )
V = Volume ( cm3 )
Metodologi Percobaan
1 2
3 4
5 6
7 8
9
10 11
Bahan Baku
Alumunium Grafit
Peralatan Casting
Alat Pemotong Pola Cetakan ladle Furnace Alat Pengaduk
Sendok Panjang Aluminium Foil Timbangan Digital Termometer Alat Penjepit
Peralatan Pengujian
Alat Grinding & Polishing Alat Uji Metallography
Alat Uji Kekerasan
Alat Uji SEM & EDX
Pengujian Fluiditas
• Gambar 4.1 Spesimen Uji Aluminium Graphite Matrix Composite (a) kadar 0%, (b) kadar 1%, (c) kadar 2%, (d) kadar 4%, (e) kadar 6% (f) kadar 8% volume fraksi grafit.
tabel fluiditas
nomer % campuran karbon panjang (mm)
1 0% 1.915
2 1% 1.900
3 2% 1.896
4 4% 1.894
5 6% 1.870
6 8% 1.866
(a). (b).
(d).
(c).
(e). (f).
1.840
1.850
1.860
1.870
1.880
1.890
1.900
1.910
1.920
0% 1% 2% 4% 6% 8%
Pa
nja
ng
(m
m)
Prosentase volume fraksi grafit
Tes Fluiditas
Metodologi Percobaan
Faktor yang Berpengaruh :
1. Fraksi Volume
2. Bahan Cetakan
3. Temperatur
4. Impurity
Pengujian Kekerasan
Spesimen yang diamati
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0% 1% 2% 4% 6% 8%
Nil
ai
Ke
ke
ra
sa
n H
BN
Prosentase Grafit
Nilai Hardness Tiap Spesimen Ditinjau dari Titik Nomer 3
Pengujian Kekerasan
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Nil
ai
Ke
ke
ra
sa
n H
BN
Set Point
Perbadandingan Nilai Kekerasan Tiap Titik
Spesimen 1
Spesimen 2
Spesimen 3
Spesimen 4
Spesimen 5
Spesimen 6
Metode Penguatan
Dispersion strenghtening
1. dislokasi akan melewati partikel dan membentuk daerah disekitar partikel
2. Menjadikan yield stress turun dan kekerasan naik.
Struktur Mikro
8% Grafit
Eutectic Si Grafit Matrix
6% Grafit
Eutectic Si Fe Intermetallic Grafit Matrix Grafit
4% Grafit
Matrix Fe Intermetallic Eutectic Si
1% Grafit
Matrix Eutectic Si Fe Intermetallic Grafit
0% Grafit
Matrix Eutectic Si
2% Grafit
Fe Intermetallic Grafit Eutectic Si Matrix
Pengujian SEM & EDX Eutectic Si Matrix Grafit
Penampang Spot 1
Penampang Spot 2
Grafit Matrix Eutectic Si
Penampang Spot 3
Grafit Eutectic Si Matrix
Spectrum C O Al Si Ca Cr Fe Cu Zn
Object 1,53 - 96 0,8 - - - 0,7 0,97
1 4,02 - 58,49 7,66 - 0,71 4,26 21,93 -
2 2,34 35,59 18 43,88 0,59 - - - -
Tabel 5.1 Komposisi yang terkandung pada spot1.
Spectru
m
C O Mg Al Si Cl Cr Mn Fe Ni Cu Zn
Object 3,18 3,11 50,1 2,34 - - - - 36,7
4
2,13 -
1 0,98 5,77 - 57,0
2
7,04 - 0,78 4,06 21,3 3,05 - -
2 1,17 15,97 - 78,4
7
0,97 - - - 1,15 - 1,2
3 0,92 1,16 - 95,3
5
0,87 - - - - 0,81 - 0,89
Tabel 5.2 Komposisi yang terkandung pada spot2.
Spectru
m
C O F Na Mg Al Si Ca Mn Fe Cu Zn
Object 2,77 - - - - 56,18 7,11 - 2,62 25,53 5,78 -
2 20,5
0
4,90 - - - 5,61 68,9
9
- - - - -
3 5,90 47,4
2
1,11 0,17 0,13 42,61 0,63 - - - -
4 3,61 0,99 - - - 92,17 0,95 - - - 1,12 1,16
Tabel 5.3 Komposisi yang terkandung pada spot3.
Pengujian SEM & EDX
Metode Mapping
Distribusi
Grafit
Kesimpulan dan Saran
Nilai Fluidity memiliki tren grafik yang menurun dari 0% sampai 8%. Nilai tes fluiditas tertinggi terdapat pada spesimen dengan kadar volume grafit sebesar 0% dengan nilai 1915 dan yang terendah pada spesimen dengan kadar volume grafit sebesar 8% dengan nilai 1866.
Nilai kekerasan aluminium graphite matrix composite meningkat seiring dengan penambahan kadar volume fraksi grafit dari kadar 0%,1%, 2%, 4%, 6% dan 8%. Nilai kekerasan tertinggi didapatkan pada kadar 8% volume fraksi grafit yaitu sebesar 94,99 HBN, sedangkan nilai kekerasan terendah didapatkan pada kadar 0% yaitu sebesar 40,22 HBN.
Struktur mikro yang didapatkan pada aluminium graphite matrix composite adalah matrix aluminium, partikel reinforcement grafit yang berbentuk menyerupai flake, eutectic Si yang berbentuk bulat dan oval, dan intermetallic Fe yaitu Al5FeSi yang berbentuk menyerupai jarum. Jumlah partikel grafit pada komposit meningkat pada kadar 1%, 2%, 4%,6% dan 8%. Terjadi porositas yang meningkat seiring dengan meningkatnya kadar volume fraksi grafit.
