BAB II DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Abdul Ghofur Faza

30 Pages·2007·1.87 MB·Indonesian

BAB II
DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Abdul Ghofur Faza (2002), dalam penelitianya tetang’’ Analisa
sifat fisis dan mekanis alumunium paduan dengan komposisi Si 1,5%, 2,1%
dan 2,7% dengan mengunakan cetakan logam’’ dari penelitian menyatakan
hasil dari kekerasannya menunjukkan angka pada komposisi Si 1,5%
sebesar 49,28 kgf/mm2, komposisi Si 2,1% sebesar 54,68 kgf/mm2 dan
komposisi Si 2,7% sebesar 61,71 kgf/mm2. Sedangkan dari stuktur mikro
terlihat adanya porositas dan keropos, hal ini dikarenakan selain proses
pengecoran juga disebabkan laju pendinginan pada material casting alloy.
Untuk pengujian kimia didapatkan hasil pengujian unsur yang dominan
antara lain, Si, Fe, Cu dan Zn.
Dan Yanto (2002), dalam penelitianya tetang’’ Analisa sifat fisis
dan mekanis alumunium paduan dengan prosentase Si 1,5%, 2,1% dan 2,7%
dengan mengunakan cetakan pasir’’ dari penelitian menyatakan hasil dari
kekerasannya menunjukkan angka pada komposisi Si 1,5% sebesar 70,98
kgf/mm2, komposisi Si 2,1% sebesar 73,62 kgf/mm2 dan komposisi Si 2,7%
sebesar 42,58 kgf/mm2. Sedangkan dari stuktur mikro terlihat adanya
porositas dan keropos,hal ini dikarenakan selain proses pengecoran juga
disebabkan laju pendinginan pada material casting alloy. Untuk pengujian
kimia didapatkan hasil pengujian unsur yang dominan antara lain, Si, Fe, Cu
dan Zn.
Masyrukan (2004). Komposisi, temperatur dan waktu sangat
berpengaruh terhadap proses pengerasan paduan aluminium. Jenis
aluminium yang digunakan tergolong alloy 35 A-F. Kekerasannya 17,83
HRC untuk raw material, 17,83 HRC untuk solution treatment 450 oC, 18,1
HRC untuk solution treatment 500 oC, dan 18,5 HRC untuk solution
treatment 550 oC. Pada uji tarik untuk raw material 9,48 kg/mm2 dan
solution treatment 450 oC, 500 oC, dan 550 oC adalah 10,62 kg/mm2, 11,36
kg/mm2, 10,12 kg/mm2. Untuk struktur mikro terdiri dari CuAl .
2
Purwato Dwi, Ir Pramuko Ilmu Purboputro, MT, Ir Bibit Sugito,
MT Tugas Akhir (2004). Untuk pengujian kimia didapatkan hasil pengujian
unsur Al sebesar 89,95%, unsur Si sebesar 1,20%, unsur Cu sebesar 1,98%,
unsur Mg sebesar 0,07%. Untuk meningkatkan kekerasan, maka dilakukan
proses heatreatmen. Dari hasil penujian diperoleh harga kekerasan spesimen
raw material sebesar 50,3 kg/mm2 , harga kekerasan spesimen quenching
sebesar 43,3 kg/mm2 , untuk kekerasan quenching-aging kekerasannya
meningkat menjadi 47,3 kg/mm2.
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Sifat dan Karakteristik Alumunium
Beberapa sifat dan karakteristik alumunium yang sangat menonjol
antara lain adalah:
1. Ringan, dengan berat jenis sepertiga dari tembaga, sehingga banyak
dipergunakan pada konstruksi yang harus ringan, seperti pada mobil
dan pesawat terbang.
2. Kekuatannya akan meningkat jika ditambahkan unsure paduan seperti
Cu, Si, Mg secara bersama-sama atau satu persatu.
3. Alumunium merupakan penghantar panas maupun penghantar listrik
yang baik, tidak mengandung racun, tidak mengandung magnet serta
mempunyai daya refleksi terhadap sinar yang tinggi.
4. Alumunium juga mempunyai kemampuan untuk dicor, mudah
dikerjakan dengan mesin, kemampuan untuk diubah bentuk yang
sangat serta memiliki ketahanan terhadap korosi yang bagus.
2.2.2. Manfaat Alumunium
Alumunium memiliki sifat-sifat dan karakteristik yang sangat baik,
hal itu menjadikan logam alumunium banyak dimanfaatkan oleh manusia
diberbagai bidang untuk keperluan. Pemanfaatan alumunium antara lain,
ialah :
1. Digunakan sebagai bahan pembuatan kabel alumunium, karena kabel
alumunium berat yang lebih ringan dibandingkan kabel dari tembaga.
Ini penting karena alumunium merupakan penghantar listrik yang baik
serta karena petimbangan penyaluran listrik pada transmisi kabel yang
panjang.
2. Alumunium juga banyak digunakan dalam bidang arsitektur, yaitu
untuk pembuatan tangga, pintu, jendela, bingkai serta rangka.
3. Dalam bidang transportasi alumunium juga banyak digunakan pada
pembuatan pesawat terbang serta mobil dan motor.
4. Peralatan rumah tangga juga banyak yang dibuat dari bahan
alumunium karena alumunium mempunyai sifat mampu
menghantarkan panas yang baik, mampu bentuk serta ketahanan korosi
yang tinggi.
5. Alumunium memiliki pemanfaatan sangat besar bagi industri
makanan, yaitu sebagai pembungkus makanan dan minuman karena
alumunium memiliki sifat bebas racun, mampu bentuk, tahan korosi,
ringan dan kuat.
2.3. Klasifikasi Paduan Alumunium
Penggunaan alumunium sering kita dapati dalam bentuk paduan. Hal
ini dikarenakan memadukan dengan unsur lain, akan diperoleh sifat-sifat
mekanik yang lebih baik. Logam paduan alumunium secara umum dapat
diklasifikasikan dalam tiga cara. Cara pertama, berdasarkan diklasifikasikan
atas paduan alumunium cor dan tempa. Kedua, berdasarkan perlakuan
panasnya diklasifikasikan atas paduan yang dapat diperlakukan panas (heat
tretable alloy) dan yang tidak dapat diperlakupanaskan (not heat treatable
alloy). Dan yang ketiga berdasarkan unsur-unsur yang dikandungnya
diklasifikasikan atas beberapa nomor seri.
Adanya penambahan satu atau beberapa unsur lain dapat merubah dan
memperbaiki sifat alumunium. Besi membuat alumunium keras dan getas,
timah hitam membuatnya bergelembung tetapi memudahkan pengerjaan,
tembaga meninggikan kekerasan, magnesium memperbaiki kekuatan dan
kemudahan pengerjaan, alumunium dan titanium ketahanan terhadap air laut
dan mangan meninggikan kekuatan dan anti karat. Elemen tersebut
menunjukan kelarutan yang baik pada temperature tinggi, tapi kelarutan ang
rendah pada temperetur kamar.
Klasifikasi paduan alumunium secara garis besar digolongkan seperti
pada tabel berikut ini.
Tabel 2.1. Kode paduan aluminium
Nomor Klasifikasi Unsur Paduan Utama Keterangan
1XXX Aluminium 99%
2XXX Cu Heat treatable
3XXX Mn Non heat treatable
4XXX Si Non heat treatable
5XXX Mg Non heat treatable
6XXX Mg+Si Heat treatable
7XXX Zn Heat treatable
8XXX Elemen lain
Heat treatable : Dapat di lakukan proses perlakuan panas(heat treatment).
Non heat treatable : Tidak dapat dilakukan proses perlakuan panas (heat
treatment)
2.3.1. Paduan Al - Si
(sumber : Sidney, H.A., 1974)
Gambar 2.1. Diagram Fasa Al-Si
Kelarutan maksimum silicon pada larutan padat (cid:302) adalah 1.65%
pada temperatur eutektik 1071 oF. Fasa alpha ((cid:302) ) adalah fasa padat dimana
larutan atom-atom silicon (Si) larut didalam larutan Al. Fasa beta ( (cid:533) )
adalah larutan padat yang kaya kandungan Si, garis solvus menunjukan
kelarutan yang rendah pada temperature yang rendah, secara umum
paduan ini tidak bias mendapat perlakuan panas. Paduan Al-Si memiliki
mampu cor yang baik, ketahanan korosi yang baik. Paduan ini cocok
untuk membuat piston mobil.
2.3.2. Paduan Al – Cu
(Sumber : Sidney, H.A., 1974)
Gambar 2.2. Diagram Fasa Al-Cu
Kelarutan maksimum dari tembaga pada alumunium adalah 5,65%
pada 1018 oF, sedangkan pada suhu 572 oF kelarutannya turun menjadi
0,45%. Adapun paduan yang mengandung tembaga 2,5-5% dapat
mengalami perlakuan panas dengan pengerasan penuaan, fase theta ((cid:537))
adalah fase menengah paduan yang komposisinya mendekati senyawa
CuAl , perlakuan kelarutan dilakukan dengan memenaskan paduan pada
2
daerah fase tunggal, kappa (K) yang diikuti dengan pendinginan secara
cepat. Penuaan selanjutnya baik alami maupun buatan akan
mengakibatkan presipitasi pada fase ((cid:537)) sehingga memperkuat paduan
tersebut. Paduan ini mungkin mengandung sejumlah kecil silicon, besi,
magnesium, mangan serta seng.
2.3.3. Paduan Al – Zn
(Sumber : Sidney, H.A., 1974)
Gambar 2.3. Diagram fasa Al-Zn
Kelarutan Zn pada aluminium adalah 31,6% pada suhu 257 oC, akan
tetapi turun menjadi 5,6% pada 257 oF. Paduan alumunium tempa komersil
mengandung Zn, Mg, dan Cu dengan sejumlah kecil penambahan Mg dan
Cr. Sedangkan paduan Al – Zn cor dikenal sebagai 40E, mengandung 5,5 %
Zn, 0,6% Mg,0,5% Cr, dan 0,2% Ti, memberikan sifat-sifat mekanik
perlakuan kelarutan.
2.3.4. Paduan Al – Mg
Garis solvus menunjukan penurunan yang sangat tajam pada
kelarutan magnesium dengan penurunan temperature, kebanyakan paduan
alumunium tempa pada kelompok ini mengandung magnesium kurang dari
5% dan juga kandungan slikon yang rendah, karakteristik paduan ini ialah
mampu las yang baik dan ketahanan korosi yang tinggi.
(Sumber Sidney,H.A., 1974)
Gambar 2.4. Diagram Fasa Al-Mg
Gambar 2.5. Struktur Mikro Paduan Al-Mg
Pada gambar di atas menunjukan struktur mikro dari paduan Al-
3,86% Mg, terlihat bahwa bagian putih menunjukan (cid:302)-Al, sedangkan titik
hitam menunjukan Mg Si
2
2.3.5. Paduan Al-Si-Mg
Paduan dalam system ini mempunyai kekuatan kurang sebagai bahan
tempaan dibandingkan dengan paduan-paduan lainnya, tetapi sangat liat,
sangat baik mampu bentuknya untuk penempaan dan sangat baik untuk
mampu bentuk yang tinggi. Mempunyai mampu bentuk yang baik pada
ekstruksi dan tahan korosi, dan sebagai tambahan dapat diperkuat dengan
perlakuan panas setelah pengerjaan. Karena paduan ini mempunyai kekuatan
yang cukup baik tanpa mengurai hantaran listrik maka dipergunakan untuk
kabel tenaga.
(Sumber : Sidney, H.A., 1974)
Gambar 2.6. Diagram Fasa Al-Si-Mg