9
1 UJI PENENTUAN KUANTITAS POROSITAS CASTING PRODUCT DURALUMIN DENGAN MASS BALANCE DAN PROSES HOT ISOSTATIC PRESSING 1 Oleh : Wahyono Suprapto 2,3 , Bambang Suharno 2 , Johny Wahyuadi Sudarsono 2 , Dedi Priadi 2 E-mail : [email protected] [email protected] ABSTRAK Porositas dalam pengecoran logam berimplikasi pada menurunnya kualitas produk coran, seperti ; sifat mekanik, sifat fisik, sifat kimia, dan umur pakai (service life). Dari sisi rekayasa, industri pengecoran komponen otomotif dan manufaktur saat ini membutuhkan produk coran yang terbebas dari porositas. Cacat pengecoran dalam pengecoran paduan aluminium terjadi karena laju pendinginan logam cairnya tidak terkontrol dan terlarutnya gas-gas dalam cetakan. Akan tetapi hingga saat ini belum ada kesepahaman diantara para perekayasa material tentang pengujian porositas yang dapat dipertanggungjawabkan secara scintifik. Percobaan ini telah menguji keakuratan kuantitas (%) porositas pengecoran duralumin. Objek dalam percobaan ini adalah peleburan ingot aluminium murni dan tembaga dalam mangkok tembikar pada tungku reveberatory, selanjutnya duralumin melt dituang kedalam cetakan permanen. Tembaga yang ditambahkan dalam percobaan berdasarkan analisa berat dan kandungan unsur yang ditentukan dengan Spark spectrometry. Selanjutnya casting product dibagi dalam 3 kelompok, yaitu 1). Kelompok uji komposisi kimianya guna menentukan persentase berat unsur yang digunakan untuk menghitung berat jenis teroritis bersasarkan mass balance. 2). Kelompok uji hot isostatic pressing yang mana casting product dipanasi sampai suhu 540 o C dan diberi tekanan statis 75 kg.cm -2 selama 120 menit guna mendapatkan berat jenis teoritis berdasarkan hot isostatic pressing. 3). Kelompok spesimen uji porositas casting product duralumin. Dalam percobaan, kuantitas porositas ditentukan dengan metode Piknometry. Akurasi pengukuran dalam sistem karakterisasi material memberikan nilai uji yang mendekati nilai sesungguhnya. Dan hasil percobaan menyatakan bahwa pengujian porositas berdasarkan proses hot isostatic pressing memberikan densitas massa yang lebih tinggi (2,98 g/cm 3 sampai 3,49 g/cm 3 ) dibanding mass balance (2,71 g/cm 3 sampai 3,06g/cm 3 ). Kenaikan nilai densitas massa duralumin tersebut dipengaruhi oleh penambahan persentase tembaganya. Dalam eksperimen ini pengoperasian rumus Saltykov diperoleh nilai porositas pengecoran basis mass balance sebesar 5,9% sampai 16,2% dan hot isostatic pressing sebesar 14,4% sampai 27,4%. Dan berdasarkan uji metalografi dengan scanning electron microscopy teramati morphologi porositasnya adalah jenis porositas gas. Dengan demikian pengujian porositas casting product duralumin dengan proses HIP lebih akurat dibanding dengan mass balance. Kata kunci : Porositas, akurasi, casting product duralumin, hot isostatic pressing, mass balance, Piknometry I. PENDAHULUAN Logam pada umumnya dan paduan Al-Cu khususnya diproduksi dengan proses pengecoran baik sebagai raw material (slab, billet, bloom) dan/atau casting product (komponen) sering mengalami cacat. Duralumin merupakan paduan Al-Cu yang mempunyai kombinasi kekuatan tinggi dan temperatur tinggi, ditemukan oleh Dr. Alfred 1. Paper disajikan pada tanggal 14-15 Juli 2010 dalam kegiatan SENAMM 2010 di Universitas Tirtayasa 2, Departemen Metalurgi dan Material, Universitas Indonesia 3 Jurusan Teknik Mesin, Universitas Brawijaya

Artikel Pengganti Kuliah

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Artikel Pengganti Kuliah

1

UJI PENENTUAN KUANTITAS POROSITAS CASTING PRODUCT

DURALUMIN DENGAN MASS BALANCE DAN PROSES HOT ISOSTATIC

PRESSING1

Oleh :

Wahyono Suprapto2,3

, Bambang Suharno2,

Johny Wahyuadi Sudarsono2, Dedi Priadi

2

E-mail : [email protected]

[email protected]

ABSTRAK

Porositas dalam pengecoran logam berimplikasi pada menurunnya kualitas produk coran, seperti ;

sifat mekanik, sifat fisik, sifat kimia, dan umur pakai (service life). Dari sisi rekayasa, industri pengecoran

komponen otomotif dan manufaktur saat ini membutuhkan produk coran yang terbebas dari porositas. Cacat

pengecoran dalam pengecoran paduan aluminium terjadi karena laju pendinginan logam cairnya tidak

terkontrol dan terlarutnya gas-gas dalam cetakan. Akan tetapi hingga saat ini belum ada kesepahaman

diantara para perekayasa material tentang pengujian porositas yang dapat dipertanggungjawabkan secara

scintifik. Percobaan ini telah menguji keakuratan kuantitas (%) porositas pengecoran duralumin.

Objek dalam percobaan ini adalah peleburan ingot aluminium murni dan tembaga dalam mangkok

tembikar pada tungku reveberatory, selanjutnya duralumin melt dituang kedalam cetakan permanen.

Tembaga yang ditambahkan dalam percobaan berdasarkan analisa berat dan kandungan unsur yang

ditentukan dengan Spark spectrometry. Selanjutnya casting product dibagi dalam 3 kelompok, yaitu 1).

Kelompok uji komposisi kimianya guna menentukan persentase berat unsur yang digunakan untuk

menghitung berat jenis teroritis bersasarkan mass balance. 2). Kelompok uji hot isostatic pressing yang

mana casting product dipanasi sampai suhu 540 oC dan diberi tekanan statis 75 kg.cm

-2 selama 120 menit

guna mendapatkan berat jenis teoritis berdasarkan hot isostatic pressing. 3). Kelompok spesimen uji

porositas casting product duralumin. Dalam percobaan, kuantitas porositas ditentukan dengan metode

Piknometry.

Akurasi pengukuran dalam sistem karakterisasi material memberikan nilai uji yang mendekati nilai

sesungguhnya. Dan hasil percobaan menyatakan bahwa pengujian porositas berdasarkan proses hot isostatic

pressing memberikan densitas massa yang lebih tinggi (2,98 g/cm3

sampai 3,49 g/cm3) dibanding mass

balance (2,71 g/cm3 sampai 3,06g/cm

3). Kenaikan nilai densitas massa duralumin tersebut dipengaruhi

oleh penambahan persentase tembaganya. Dalam eksperimen ini pengoperasian rumus Saltykov diperoleh

nilai porositas pengecoran basis mass balance sebesar 5,9% sampai 16,2% dan hot isostatic pressing

sebesar 14,4% sampai 27,4%. Dan berdasarkan uji metalografi dengan scanning electron microscopy

teramati morphologi porositasnya adalah jenis porositas gas. Dengan demikian pengujian porositas casting

product duralumin dengan proses HIP lebih akurat dibanding dengan mass balance.

Kata kunci : Porositas, akurasi, casting product duralumin, hot isostatic pressing, mass balance,

Piknometry

I. PENDAHULUAN

Logam pada umumnya dan paduan Al-Cu khususnya diproduksi dengan proses

pengecoran baik sebagai raw material (slab, billet, bloom) dan/atau casting product

(komponen) sering mengalami cacat. Duralumin merupakan paduan Al-Cu yang

mempunyai kombinasi kekuatan tinggi dan temperatur tinggi, ditemukan oleh Dr. Alfred

1. Paper disajikan pada tanggal 14-15 Juli 2010 dalam kegiatan SENAMM 2010 di Universitas Tirtayasa

2, Departemen Metalurgi dan Material, Universitas Indonesia

3 Jurusan Teknik Mesin, Universitas Brawijaya

Page 2: Artikel Pengganti Kuliah

2

Wilm dalam kurun waktu 1901-1906 [1]. Strength to weigh ratio yang tinggi (kondisi O :

288 MPa dan T4 : 713 MPa), ketahanan korosi dan konduktifitas elektriknya baik, sifat

fracture toughness dan fatigue sangat tinggi, bersifat heat-treatable, dan no-sparking

merupakan kelebihan material tersebut. Akan tetapi material duralumin mempunyai

castability yang rendah sehingga tingkat produktivitas pengecoran dengan bentuk-bentuk

komplek menjadi berkurang. Metallurgies dan Foundryman sudah banyak melakukan

identifikasi menyatakan bahwa kualitas metal casting ditentukan dari kondisi metalografi

termasuk cacat makro-mikro yang berakibat pada sifat mekaniknya. Porositas gas sebagai

cacat pengecoran yang tidak dapat dihindarkan merupakan fungsi variasi paduan dan

parameter proses [2].

Dalam pengecoran, yang mana duralumin cair panas lanjut dari ladle dialirkan ke

dalam rongga cetakan dan tiba-tiba membeku (solidifikasi) setelah kontak dengan dinding

cetakan. Pada kondisi cair aluminium termasuk logam yang mudah menyerap gas

hidrogen dari sekelilingnya (udara lembab, grease dan oil, kandungan air tungku, dan

lain-lain). Proses solidifikasi yang cepat pada pengecoran menyebabkan gas hidrogen

terjebak dalam aluminium dan mengakibatkan terjadinya porositas. Temperatur melting

dan pouring yang tinggi tidak saja menambah kelarutan hidrogen tetapi meningkatkan

gradien volume spesifik logam cair dan logam padat yang berpotensi menimbulkan

kerutan (shrinkage). Dinyatakan bahwa porositas dan morfologi porinya dipengaruhi

oleh kompleksitas kondisi solidifikasi dan unsur paduan [3]. Dilaporkan pula bahwa

penambahan unsur silikon pada Al-Si hypo-eutectic akan memperbanyak jumlah

porositas yang terbentuk karena bertambahnya fraksi luas daerah eutektik dimana pori

terbentuk [4]. Akan tetapi hingga saat ini belum ada kesepahaman diantara para

perekayasa material tentang pengujian porositas yang dapat dipertanggungjawabkan

secara scintifik.

Ternyata akurasi penentuan massa zat solid logam dan paduannya sangat ditentukan oleh

densitas teoritis seperti yang dirumuskan dalam persamaan Saltykov [5],

%100xPIC

CIC

........................................................... 1

yang mana γTC dan γC masing-masing densitas teoritis casting dan densitas massa aktual

pengecoran. Sedangkan data densitas pengecoran itu sendiri diukur dengan metode

Piknometry dirumuskan dalam bentuk persamaan,

w

bsba

a

castdural xWWW

W

)( ........................................... 2

yang mana γcastdural diperoleh dari pengkuran berat spesimen di udara (Wa), berat

spesimen+bucket dalam air (Wsb), berat bucket dalam air (Wb).

Kurangnya informasi densitas massa teoritis paduan aluminium, disatu sisi

mengurangi keakuratan tetapi sisi yang lain memberikan peluang bagi peneliti untuk

mendapatkan metode yang acceptable dan nilai densitas massa yang akurat. Dari uraian

diatas dapat teridentifikasi suatu permasalahan pemilihan jenis pengujian porositas dalam

pengecoran duralumin mengacu pada densitas teoritis rule of mixture atau hot isostatic

pressed adalah : memformulasikan bentuk hubungan porositas gas duralumin hasil uji

densitas teoritis berdasarkan rule of mixture dan variasi proses hot isostatic pressed.

Percobaan ini bertujuan untuk mengkontrol kualitas hasil pengecoran duralumin,

mengembangkan informasi karakteristik material duralumin, dan memperoleh hasil

Page 3: Artikel Pengganti Kuliah

3

pengukuran ilmiah (scientific measurement) yang akurat dari sifat-sifat fundamental atau

konstanta fisik.

II. METODE PENELITIAN

2.1. Rancangan Penelitian

Ingot aluminium murni (99,5% Al) dan tembaga murni (98,5% Cu) dengan

perbandingan tertentu secara bersamaan dilebur dalam tungku Reveberatory. Setelah

paduan Al-Cu yang disebut duralumin mulai melebur pada temperatur 600 oC

(aluminium) sampai 1100 oC (tembaga). Pada temperatur 1100

oC duralumin melt dalam

tungku reveberatory diaduk 3 kali setiap 10 menit. Setelah duralumin melt tercampur

homogen dituang kedalam cetakan permanen yang dipanasi terlebih dahulu sehingga suhu

cetakan permanen mencapai 300 o

C (lihat Gambar 1a). Selanjutnya hasil coran duralumin

(lihat Gambar 1b) diambil dari cetakan permanen dan dipisahkan atas 3 dikelompokan

yaitu kelompok uji optical emission spectrometry (OES), kelompok uji hot isostatic

pressed (HIP), dan kelompok uji Piknometry.

Proses HIP dalam eksperimen ini dilakukan pada tekanan 75 kg/cm2, temperatur

540 oC, dan dalam jangka waktu 120 menit. Setelah proses HIP selesai dilanjutkan

dengan pengukuran berat (timbangan digital electric), volume (prinsip hukum

Archimedes). Pengoperasian matematis nilai berat dan nilai volume spesimen HIP

diperoleh densitas massa teoritis HIP. Kandungan unsur kimia duralumin berdasarkan

persentase berat dari uji OES dan densitas massa unsur dari logam murni digunakan

untuk mendapatkan harga densitas massa teoritis rule of mixture (ROM). Pengujian

Piknometry digunakan untuk mengetahui densitas massa casting product duralumin

dengan menimbang spesimen (casting product) diudara dan dalam air. Pengoperasian

matematis nilai densitas teoritis (HIP) dan nilai densitas massa casting product dihasilkan

porositas casting product basis HIP. Pengoperasian matematis densitas teoritis ROM dan

densitas teoritis casting product menghasilkan porositas casting product basis ROM.

Untuk mendapatkan hasil uji densitas massa yang presisi pada OES dilakukan 5

kali shoot, HIP 2 kali proses, dan Piknometry 3 kali pengukuran. Selanjutnya nilai

pengujian OES, densitas massa proses HIP dan Piknometry diambil nilai rata-ratanya

untuk ditampilkan dalam bentuk grafik seperti yang terlihat dalam hasil penelitian

(Gambar 3 dan Gambar 4). Data-data hasil percobaan diolah dan ditampilkan dengan

metode statistik dan dibahas secara substansial.

2.2. Alat dan tempat penelitian

Tungku Reveberatory digunakan untuk meleburan paduan aluminium (Al-Cu),

tungku ini mengggunakan jenis bahan bakar cair (kerosene), kapasitas 5 kg/jam

untuk paduan aluminium, suhu maksimum 1300 oC. Tempat percobaan

Laboratorium Material αβγ Landungsari – Malang.

OES digunakan untuk mengetahui unsur kimia dalam material ingot aluminium,

tembaga, dan casting product duralumin. Tempat pengujian Center For Materials

Processing And Failure Analysis, Departemen Teknik Metalurgi dan Material,

Fakultas Teknik Universitas Indonesia.

Piknometry digunakan untuk mengukur berat spesimen dalam air, alat ini

diperlengkapi dengan timbangan digital elektrik dan kerangka kesetimbangan,

Page 4: Artikel Pengganti Kuliah

4

instrumen Piknometry tersebut seperti dalam Gambar 2a. Tempat pengukuran

Laboratorium Material αβγ Landungsari – Malang.

Press hidrolik digunakan untuk penekanan isostatis spesimen pada kondisi operasi

tekanan tekanan 75 kg/cm2, temperatur 540

oC, dan dalam jangka waktu 120

menit, sistem proses HIP dapat dilihat dalam Gambar 2b. Tempat percobaan

Laboratorium Material αβγ Landungsari – Malang.

Gambar 1. a). Cetakan permanen, dan b). hasil pengecoran duralumin

Gambar 2. a). Peralatan Piknometry, b). Sistem proses HIP, dan c). Temperatur HIP

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Densitas Massa

Data densitas massa ini diambil dengan tiga kali pengulangan dan menghasilkan

standar deviasi sebesar 0.06815 sampai 0.179123 dari nilai rata-rata dalam Gambar 3. Artinya

a b

a b

c

Page 5: Artikel Pengganti Kuliah

5

nilai pengukuran mempunyai nilai simpangan terkecil `0.06815 dan simpangan terbesar `0.179123.

Gambar 3. Grafik persentase tembaga versus densitas massa duralumin

Gambar 3, menunjukan bertambahnya persentase tembaga meningkatkan densitas

massa duralumin, perihal semacam ini dapat dipahami dari fenomena kesetimbangan

massa yang mana densitas massa tembaga (8,92 g/cm3) lebih besar dari densitas massa

aluminium (2,71 g/cm3), sehingga kenaikan densitas masa sebanding penambahan

tembaga. Akan tetapi pada proses HIP densitas massa dengan penambahan tembaga 3%

mengalami penurunan dibanding penambahan 2,5% tembaga hal ini terjadi karena pada

spesimen uji HIP mempunyai porositas pada permukaan. Menurut [6], Ketiga densitas

massa duralumin tersebut mempunyai nilai densitas massa yang berbeda mulai dari

tinggi, sedang, dan rendah. Masing-masing densitas massa duralumin dihasilkan dari

proses HIP, ROM, dan casting product. Yang perlu dipahami bahwa densitas densitas

teoritis HIP merupakan proses pengerjaan lanjut dari casting product yang mana dalam

casting product pada umumnya memiliki berbagai cacat rongga, seperti, sumuran, lubang

jarum, lubang gelembung, dan lubang-lubang lain Menurut hasil the AFS conference [7]

dinyatakan bahwa proses mekanik seperti hot isostatic pressing merupakan salah satu

metode untuk mereduksi cacat rongga dalam pengecoran. Proses HIP dapat memperbaiki

kualitas pengecoran seperti menghilangkan pori shrinkage dalam ruang interdendritik,

menambah kerapatan, dan memperbaiki ikatan gabungan yang dilakukan pada paduan

aluminium pada suhu 500 oC, tekanan 50-100 MPa, dan dalam waktu 60 menit [8].

Sedangkan densitas massa berbasis ROM naik seiring penambahan tembaha tetapi tidak

menunjukan perubahan yang signifikan dengan penambahan tembaga. Dan nilai densitas

massa basis ROM dibawah nilai densitas massa basis HIP terjadi karena interdendritik

dan kerapatan butir pada ROM lebih rendah dibanding HIP. Akan tetapi densitas teoritis

HIP pada persentase penambahan 2,5 % Cu menunjukan peningkatan yang lebih tinggi

dibandingkan penambahan persentase tembaga yang lain, hal ini terjadi karena pada

paduan ini mempunyai laju pendinginan yang rendah sehingga porositas yang terjadi

semakin kecil dengan proses HIP mengakibatkan densitas lebih besar dari 0% Cu dan 3%

Cu.

2

2.2

2.4

2.6

2.8

3

3.2

3.4

3.6

0 2.5 3 3.5 4 4.5

Persentase tembaga [%Cu]

Den

sit

as m

assa [

g/c

m^

3]

Densitas massa ROM Densitas massa HIP Densitas massa casting product

Page 6: Artikel Pengganti Kuliah

6

3.2. Porositas Pengecoran

Porositas pengecoran secara kuantitatif dihitung berdasarkan basis ROM dan

proses HIP seperti terdapat dalam Gambar 4. Grafik dalam Gambar 4, diperoleh dari

pengoperasian rumus Piknometry yang mana datanya diambil dari Gambar 3. Gambar 4,

memberikan 2 informasi penting, pertama penambahan tembaga dalam material

duralumin menambah jumlah porositas (%), kedua perhitungan porositas basis HIP

menghasilkan jumlah porositas yang lebih besar dari porositas basis ROM.

Gambar 4. Grafik persentase tembaga versus porositas duralumin

Penjelasan lebih lanjut dari Gambar 4 adalah penambahan tembaga berakibat

meningkatkan jumlah porositas dapat dipahami karena kelarutan hidrogen dalam tembaga

lebih tinggi dibanding aluminium disamping itu penambahan tembaga meningkatkan

temperatur duralumin melt sehingga hidrogen terlarut mengingkat (kelarutan hidrogen

fungsi dari temperatur). Kondisi penurunan densitas massa ini terjadi karena casting

product sebagai material dasar HIP proses mempunyai densitas massa yang lebih rendah

dari densitas pada persentase tembaga 2,5%. Selain faktor densitas massa casting ini

mengalami penurunan terjadi pada gradien sudut yang tidak sama pada setiap

penambahan persentase tembaga. Hal semacam ini senada dengan hasil penelitian [3]

juga menyatakan cacat porositas dalam paduan Al-Cu akan meningkat seiring dengan

penambahan tembaga, untuk hypo-eutectic porositanya sekitar 3% dan untuk eutectic

mencapai 10%. Menurut [8], unsur tembaga dalam paduan duralumin dapat

meningkatkan densitas dan porositas, hal ini sudah sejalan dengan teori yang menyatakan

suhu peleburan merupakan fungsi kelarutan hidrogen dalam pengecoran paduan

aluminium. Disamping itu ukuran dan jumlah porositas dapat dikurangi oleh laju

penuangan. Tetapi dalam percobaan pengecoran hypo-eutectic (0 sampai 4,5%Cu) ini

porositas bertambah dari sekitar 10% sampai 16% basis ROM dan sekitar 17% sampai

28% basis HIP. Tingginya nilai porositas basis HIP dikarenakan proses HIP tidak mampu

menghilangkan porositas terbuka dipermukaan tuang. Cacat pengecoran (porositas)

diindikasikan dengan berat jenis yang mana berat jenis casting product duralumin lebih

rendah dari berat jenis teoritis, [9,10]

Dalam perencaan sistem konstruksi kekuatan suatu komponen didasarkan pada

pembebanan kritis yang ditentukan dari pembebanan terbesar atau bagian terlemah dari

sistem komponen tersebut. Hasil-hasil riset menyatakan bahwa cacat porositas

5

10

15

20

25

30

0 2.5 3 3.5 4 4.5

Persentase Tembaga [%Cu]

Po

rosit

as [

%]

Porositas basis ROM Porositas basis HIP

Page 7: Artikel Pengganti Kuliah

7

menurunkan kekuatan casting product artinya dengan bertambahnya cacat pengecoran

(porositas) maka kekuatan komponen tersebut semakin rendah. Uji akurasi atau ketepatan

pengujian porositas pada casting product akan lebih aman apabila mengacu pada basis

pengujian yang memberikan nilai densitas massa teoritis tinggi dibanding nilai densitas

massa teoritis rendah. Pada eksperimen ini nilai densitas teoritis tinggi (2,98 sampai 3,49)

diperoleh dengan proses HIP dan nilai densitas massa teoritis rendah (2,71 sampai 3,06)

diperoleh dengan perhitungan ROM. Nilai densitas massa casting product hasil

percobaan dari 2,45 sampai 2,49. Dari pengoperasian ketiga nilai densitas teoritis

diperoleh jumlah porositas casting product berbasis proses HIP dan berbasis analitik

ROM masing-masing adalah 17,78 % sampai 28,65% dan 9,59 % sampai 18,63 %.

3.3. Metalografi

Menurut [11,12] jika porositas berbentuk bulat (spherical), dindingnya halus

(menyerupai lubang-lubang mengkilap keju Swiss), dan porositasnya tersebar diseluruh

produk coran, umumnya porositas tersebut disebabkan oleh gas yang terjebak (hidrogen).

Tetapi jika dindingnya kasar dan bersudut, porositas berasal dari shrinkage diantara

dendrit. Secara metalografi bentuk fisik dari porositas casting product duralumin dalam

eksperimen tersebut dapat dilihat dalam Gambar 5.

Gambar 5. Morphologi porositas gas dalam produk coran duralumin

a). 0%Cu, b). 4,5%Cu

Jenis-jenis paduan aluminium mempunyai sensifitas yang berbeda terhadap

penyerapan hidrogen berikut porositasnya jika gas tersebut tidak dihilangkan.

Penambahan tembaga dan silikon mengurangi kelarutan hidrogen, dan magnesium

meningkatkan kelarutan hidrogen [13]. Dan konsekwensi menghilangkan hidrogen

tergantung koefisien perpindahan massa. Akan secara eksperimen Akan tetapi eksperimen

yang dilakukan menghasilkan kondisi yang berbeda yaitu tembaga dan silikon menambah

porositas dalam pengecoran paduan aluminium [3, 4, 8]. Dalam kondisi melt Aluminium

dan paduannya sangat mudah menyerap hidrogen karena temperatur kelarutan yang

tinggi, dan berafinitas dengan oksigen. Macam-macam faktor kontrol termodinamik dan

kinetic untuk menghilangkan hidrogen dari aluminium melt. Menurut [14] hidrogen dapat

dihilangkan dengan cara : 1. Memindahkan hidrogen dalam melt ke gelembung gas inert

dengan cara konveksi dan difusi, 2. Memindahkan difusi lapisan batas tipis gelembung, 3.

Penyerapan kimia diatas dan dilanjutkan desorption dari permukaan gelembung, 4. Difusi

hydrogen sisi dalam gas, 5. Menghilangkan hidrogen dari permukaan melt atau dinding

a) b)

Page 8: Artikel Pengganti Kuliah

8

refraktori. Penelitian yang sedang dilakukan adalah menghilangkan hidrogen dari

permukaan melt mulai dari proses peleburan sampai proses solidifikasi.

IV. KESIMPULAN

4.1. Kesimpulan

Tembaga sebagai unsur paduan dalam duralumin berpengaruh pada kenaikan

densitas massa hasil pengecoran. Secara eksplisit peningkatan kadar tembaga

dalam paduan Al-Cu berpengaruh positif terhadap kenaikkan densitas hasil

pengecoran yang kenaikan persentase tembaga meningkatkan densitas massa dan

porositas hasil pengecoran duralumin.

Perhitungan porositas basis proses HIP menghasilkan nilai yang lebih tinggi

dibanding perhitungan basis ROM. Keamanan sistem rekayasa konstruksi akan

lebih akurat apabila didasarkan pada tingkat cacat pengecoran yang tinggi seperti

yang dihasilkan pada porositas basis HIP.

Pada eksperimen ini, kandungan tembaga dari 0%Cu sampai 4,5%Cu pada

pengecoran duralumin menambah jumlah porositas dari 5,9% sampai 16,2% basis

perhiitungan ROM dan 14,4% sampai 27,4% basis perhitungan proses HIP.

UCAPAN TERIMAKASIH

Riset ini dibiayai oleh Kementrian Pendidikan Nasional, Republik Indonesia

melalui Program Hibah Penelitian Doktor 2010 dengan kontrak,

Nomor: 2306/H2.R12.3/PPM.00 Penelitian/2010

DAFTAR PUSTAKA

1. J.R. Davis, 1994, ASM Specialty Handbook : Aluminum and Aluminum Alloys, Thrid

Printing, ASM International.

2. Ch. PEQUET, et.al, 2002, Modeling of Microporosity, Macroporosity, and Pipe-

Shrinkage Formation during the Solidification of Alloys Using a Mushy-Zone

Refinement Method: Applications to Aluminum Alloys, METALLURGICAL

AND MATERIALS TRANSACTIONS A, VOLUME 33A.

3. S.Suzuki, T-B Kim, H Nakajima., 2009, MetFoam, September 1-4, 2009, Bratislava,

Slovakia.

4. Park J S, Hyun S K, Suzuki S and Nakajima H, 2008, Metal. Mater. Trans. A accepted.

Available from: <http://dx.doi.org /10.1007/s11661-008-9710-3>

5. Manash Dash, Makhlouf Makhlouf, 2001, Effect of key Alloying Elements on the

Feeding Characteristics of Aluminum-Silicon Casting Alloys, Journal of Light

Metals.

6. Virgil Geamen, 2005, Techinical sciences and applied mathemathis, Transilvania

University of Brasov, Romania.

7. Metal Casting Design,2010, Using HIP to Improve Aluminum Castings, Proceeding at

the AFS International Conference on High Integrity Light Metal Castings, Oct.

31-Nov. 1, 2005, Indianapolis.

Page 9: Artikel Pengganti Kuliah

9

8. Wahyono Suprapto, Bambang Suharno, Johny Wahyuadi Sudarsono, Dedi Priadi,

2009, Comparison of Porosity Defects on Duralumin Produced with Permanent

Mold at Conditioned Atmosphere and Vacuum Castings, Presented of The 11th

International Conference on QIR, 3-6 August 2009, University of Indonesia

9. Y.M. Li, R.D. Li, 2001, Effect of the Casting Process Variables on Microporosity and

Mechanical Properties in an Invesment Cast Aluminum Alloy, Sciences and

Technology of Advanced Materials 2, Elsevier.

10. Robert P. Taylor, Stephen T. McClain., 1998, Uncertainty Analysis of Metal-Casting

Porosity Meusurments Using Archimedes Principle, Materials and Mechanics

Laboratory, Department of Mechanical Engineering, Mississipi State University.

11. Serope Kalpakjian, Steven Schmid., 2006, Manufacturing Engineering and

Technology, Fifth Edition in SI Unit, Published by Prentice Hall, Pearson

Education South Asia Pte Ltd, Singapore.

12. John L. Jorstad, Wayne M. Rasmussen., 2001, Aluminum Casting Technology, 2nd

Edition, American Foundry Society, Des Plaines, Illinois

13. Rafael Colas, 2003, Handbook of Aluminum Volume 7 Physical Metallurgy and

Processes, Copyright © 2003 Marcel Dekker, Inc.

14. G.K. Sigworth, ASF Trans., 1987, 95. p.73