Upload
others
View
10
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
i
PENGARUH KOROSI LINGKUNGAN PANTAI
PADA ALUMINIUM DENGAN PENAMBAHAN KOMPOSISI
8,5% SILIKON DAN 8% TEMBAGA
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1
Diajukan oleh
L. DERRY SATRIA PUTRA
NIM: 125214046
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2016
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
THE CORROSIVE IMPACT OF TROPICAL
COASTAL ENVIRONMENT TO ALUMINIUM WITH THE
ADDITION OF THE COMPOSITION OF 8,5% SILICON AND
8% COPPER
FINAL PROJECT
As partial fulfillment of the requirement
to obtain the Sarjana Teknik Degree
in Mechanical Engineering
by
L. DERRY SATRIA PUTRA
Student Number: 125214046
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2016
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN
Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang
pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi,
dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang
pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam
naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 28 Juli 2016
L. Derry Satria Putra
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
INTISARI
Pembangkit listrik tenaga angin adalah salah satu sumber energi dalam
gagasan proyek pembangkit listrik 35.000 megawatt. Bermula dari hal tersebut
penulis tergerak untuk meneliti material yang cocok untuk digunakan sebagai
sudu kincir angin di lingkungan pantai. Alternatif yang dipilih adalah paduan Al-
Si-Cu karena mempunyai sifat ringan, dapat dibentuk, ulet dan memiliki
ketahanan korosi yang baik. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh
penambahan komposisi 8,5% Si dan 8% Cu pada massa jenis, perubahan massa,
kekuatan tarik aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% Si dan 8% Cu.
Penelitian diawali dengan proses pengecoran aluminium dengan
penambahan 8,5% Si dan 8% Cu secara manual dan aluminium kondisi awal
sebagai pembanding. Spesimen yang sudah dicor akan mengalami proses
machining untuk dibentuk menjadi spesimen pengujian kekuatan tarik menurut
standar ASTM A370. Spesimen memiliki panjang ukur (G) 25 mm dan diameter
ukur (d) 6,25 mm. Data diperoleh dengan cara mencatat nilai massa dan massa
jenis spesimen sebelum diberi perlakuan korosi selama empat bulan di pinggir
Pantai Pelangi, Bantul, Yogyakarta. Setiap 30 hari, tiga spesimen diambil untuk
dicatat perubahan massanya dan diuji kekuatan tarik.
Melalui penelitian ini didapatkan hasil bahwa terjadi peningkatan massa
jenis pada aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% Si dan 8% Cu dari
2674,53 gr/dm3 menjadi 2947,28 gr/dm3. Produk korosi yang menempel pada
spesimen selama proses perlakuan korosi menyebabkan terjadinya pertambahan
massa pada aluminium kondisi awal sebesar 0,005 gram perbulannya sedangkan
pertambahan massa aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% Si dan 8%
Cu sebesar 0,012 gram perbulannya. Nilai kekuatan tarik rata-rata tertinggi
terdapat pada aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% Si dan 8% Cu
yaitu 13,58 kg/mm2 atau 133,11 MPa, lalu pada aluminium kondisi awal nilai
kekuatan tarik rata-rata tertinggi 11,50 kg/mm2 atau 112,71 MPa. Penurunan
kekuatan tarik selama empat bulan perlakuan korosi pada aluminium kondisi awal
rata-rata sebesar 75,45%, dari awal sebelum perlakuan korosi hingga pada bulan
keempat menjadi 27,67 MPa. Setelah aluminium kondisi awal diberi penambahan
komposisi 8,5% Si dan 8% Cu, memberikan hasil yang lebih baik dengan
penurunan nilai kekuatan tarik rata-rata sebesar 48,30% dari awal sebelum
perlakuan korosi hingga pada bulan keempat menjadi 68,82 Mpa.
Kata kunci: aluminium, massa jenis, kekuatan tarik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
ABSTRACT
Wind power plant is one of energy sources in the concept of 35,000 MW
power plant projects. This point motivates the writer to examine suitable materials
to be used as the blades of windmills in coastal environments. The selected
alternative is an alloy of Al - Si - Cu because they have a mild nature, can be
formed, are tough, and have good corrosive resistance. The purpose of this study
is to determine the effect of addition 8.5 % Si and 8 % Cu composition on the
density, the mass changing, the tensile strength of aluminum with the addition of
the composition of 8.5 % Si and 8% Cu.
The study begins with the manual casting process of aluminium with the
addition of the composition of 8,5% Si dan 8% Cu and the aluminum as the
baseline for comparison. Specimens that have been casted underwent a machining
process to be formed into a testing specimen that has the tensile strength
according to ASTM A370 standard. The specimen has 25 mm gauge length (G)
and 6.25 mm diameter (d). The data is obtained by recording the value of the mass
and density of the specimen before the given corrosive treatment for four months
at the seashore of Pelangi Beach, Bantul, Yogyakarta. Every 30 days, three
specimens are taken to be noted to check the changing mass and tested tensile
strength.
The result of this study shows that there is an enhancement of density in
the aluminum with the addition of the composition of 8.5 % Si and 8 % Cu from
2698.51 gr / dm3 be 2864.16 gr / dm3. The corrosion products attached to the
specimen during the treatment process of corrosion there occurs a mass accretion
on aluminum from its initial conditions of 0.005 grams per month, while there is a
mass accretion of aluminum with the addition of the composition of 8.5 % Si and
8 % Cu is 0.012 grams per month. The highest average value of the tensile
strength in aluminum with the addition of the composition of 8.5 % Si and 8 % Cu
is 13.58 kg / mm2 or 133.11 Mpa; in the aluminum baseline, the highest average
value of tensile strength is 11.50 kg / mm2 or 112.71 MPa. The reduction of
tensile strength over the four months of corrosive treatment on aluminum initial
conditions is 75.45 % on average; from the beginning before the corrosive
treatment until the fourth month it becomes 27.67 MPa. After composition of
initial aluminum is added by 8.5 % Si and 8 % Cu, it gives better results with the
average reduction values of tensile strength by 48.30 % from the beginning
process, before corrosive treatment until the fourth month and it becomes 68.82
MPa.
Keywords: aluminum, density, tensile strength.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta:
Nama : L. Derry Satria Putra
NIM : 125214046
Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta skripsi saya yang berjudul:
PENGARUH KOROSI LINGKUNGAN PANTAI PADA ALUMINIUM
DENGAN PENAMBAHAN KOMPOSISI 8,5% SILIKON DAN 8%
TEMBAGA
Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media
lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa
perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama
tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal: 28 Juli 2016
Yang menyatakan,
(L. Derry Satria Putra)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Dengan penuh rasa syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha
Esa, atas berkat dan kasih karunia-Nya yang melimpah, penulis dapat
menyelesaikan skripsi dengan baik serta lancar.
Selama melakukan penelitian, penulis telah menerima banyak bantuan
dalam bentuk materi maupun dukungan dari berbagai pihak yang peduli. Oleh
karena itu, pada kesempatan kali ini penulis akan menyampaikan rasa terimakasih
dan kebanggaan yang dalam kepada:
1. Sudi Mungkasi, PhD, Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Budi Setyahandana, S.T., M.T,. selaku dosen pembimbing, terimakasih untuk
bimbingan serta paradigma yang dicontohkan selama ini.
4. Dr. Drs. Vet. Asan Damanik, M.Si. selaku dosen pembimbing akademik.
5. Ertha Sriwidayanti, S.Sos., selaku orang tua dari penulis.
6. Anna Fitriati, S.Pd., M.Hum. selaku bulek yang senantiasa memberi
semangat dan dukungan.
7. L. Divanny Adi Nugroho selaku adik dari penulis yang memberikan
semangat dan dukungan.
8. Antonius Venno Senatio, Arnold Ardhika, Raditya Omegawan yang
senantiasa berjuang bersama dalam suka dan duka.
9. Teman-teman Teknik Mesin USD angkatan 2011, 2012, 2013, dan 2014 yang
tidak dapat disebutkan satu persatu.
10. Teman-teman Dewan Perwakilan Mahasiswa.
11. Keluarga Humas Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
12. Teman-teman komunitas One Faith Travelers.
13. Etheldreda Everest Norutama S.Farm. yang senantiasa memberi dukungan
dan semangat.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
14. Bramanda Ryan yang senantiasa membantu dalam dukungan moral dan
rohani.
15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang
perlu diperbaiki dalam penyusunan skripsi, mengenai hal tersebut penulis
mengharapkan masukan dan kritik, serta saran yang bersifat membangun dari
berbagai pihak agar dapat menyempurnakan. Semoga skripsi ini dapat
bermanfaat, untuk penulis maupun pembaca. Terima kasih.
Yogyakarta, 28 Juli 2016
Penulis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i
TITLE PAGE ..................................................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iii
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iv
HALAMAN P ERNYATAAN ........................................................................... v
INTISARI .......................................................................................................... vi
ABSTRACT ....................................................................................................... vii
HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI .................................................. viii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ ix
DAFTAR ISI ...................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xv
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................xviii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 3
1.3 Tujuan ...................................................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah........................................................................................ 4
BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori ................................................................................................ 5
2.1.1 Aluminium ....................................................................................... 5
2.1.2 Sifat-Sifat Aluminium ..................................................................... 6
2.1.3 Paduan Aluminium .......................................................................... 8
2.1.4 Paduan Aluminium Utama .............................................................. 11
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
2.1.4.1 Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg ......................................... 11
2.1.4.2 Paduan Al-Mn ................................................................. 12
2.1.4.3 Paduan Al-Si ................................................................... 13
2.1.4.4 Paduan Al-Mg-Zn ........................................................... 15
2.1.4.5 Paduan Aluminum Cor.................................................... 16
2.1.4.6 Pengaruh Unsur Paduan dalam Aluminium ................... 17
2.1.4.7 Paduan Al-Si-Cu ............................................................. 19
2.1.5 Pengujian Tarik ............................................................................... 21
2.1.6 Korosi .............................................................................................. 23
2.1.6.1 Korosi Merata ................................................................. 24
2.1.6.2 Korosi Galvanis............................................................... 24
2.1.6.3 Korosi Celah ................................................................... 25
2.1.6.4 Korosi Sumuran .............................................................. 26
2.1.6.5 Korosi Batas Butir ........................................................... 26
2.1.6.6 Korosi Retak Tegang ...................................................... 26
2.1.6.7 Korosi Erosi .................................................................... 27
2.1.6.8 Korosi Selektif ................................................................ 27
2.2 Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 28
2.2.1 Tegangan yang Bekerja pada Sudu Kincir ...................................... 28
2.2.2 Laju Korosi ...................................................................................... 29
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir ................................................................................................ 31
3.2 Bahan dan Alat Penelitian ........................................................................... 32
3.2.1 Bahan Penelitian .............................................................................. 32
3.2.2 Alat-alat Penelitian .......................................................................... 32
3.3 Proses Peleburan Logam dan Pengecoran ................................................... 35
3.3.1 Bahan Coran .................................................................................... 35
3.3.2 Alat-alat yang Digunakan ................................................................ 37
3.3.3 Proses Persiapan Pengecoran Logam .............................................. 44
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
3.3.4 Proses Peleburan dan Pengecoran Logam ....................................... 44
3.3.5 Pembongkaran Hasil Coran ............................................................. 45
3.4 Pembuatan Benda Uji .................................................................................. 46
3.5 Tahap Pengujian Bahan ............................................................................... 47
3.5.1 Pengujian Massa Jenis ..................................................................... 47
3.5.2 Pengujian Tegangan Tarik ............................................................... 48
3.5.3 Pengujian Korosi ............................................................................. 50
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian ....................................................................................... 53
4.1.1 Data Penelitian Pengujian Massa Jenis ........................................... 54
4.1.2 Data Penelitian Pengujian Tegangan Tarik ..................................... 57
4.1.3 Data Penelitian Pengujian Korosi .................................................... 59
4.2 Pembahasan .............................................................................................. 64
4.2.1 Pembahasan Pengujian Massa Jenis ................................................ 65
4.2.2 Pembahasan Pengujian Tegangan Tarik terhadap Korosi ............... 65
4.2.3 Pembahasan Pengujian Korosi ........................................................ 68
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 73
5.2 Saran ......................................................................................................... 74
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................... 77
LAMPIRAN .................................................................................................... 78
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik aluminium ............................................................. 8
Tabel 2.2 Sifat-sifat mekanik aluminium ...................................................... 8
Tabel 2.3 Klasifikasi paduan aluminium cor................................................. 9
Tabel 2.4 Klasifikasi perlakuan bahan .......................................................... 10
Tabel 2.5 Tabel komposisi dan sifat mekanis paduan aluminium tempa ...... 10
Tabel 2.6 Sifat-sifat mekanik paduan Al-Cu-Mg .......................................... 12
Tabel 2.7 Sifat-sifat mekanik paduan Al-Mg2-Si .......................................... 15
Tabel 2.8 Sifat-sifat mekanik paduan 7075 ................................................... 16
Tabel 2.9 Sifat-sifat mekanik paduan aluminium cor ................................... 17
Tabel 3.10 Sifat aluminium paduan ................................................................ 20
Tabel 3.11 Laju korosi dari baja, tembaga, zink, dan aluminium dalam (g/m2) di
Viriato Stasiun Pesisir (Kuba) ....................................................... 31
Tabel 4.1 Komposisi aluminium ................................................................... 54
Tabel 4.2 Massa jenis aluminium kondisi awal ............................................ 56
Tabel 4.3 Massa jenis aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon
dan 8% tembaga ............................................................................ 56
Tabel 4.4 Massa jenis aluminium kondisi awal setelah mempergunakan
perhitungan standar deviasi ........................................................... 57
Tabel 4.5 Massa jenis aluminium dengan penambahan 8,5% silikon dan 8%
tembaga setelah mempergunakan perhitungan standar deviasi ..... 58
Tabel 4.6 Tegangan tarik aluminium kondisi awal ....................................... 59
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
Tabel 4.7 Tegangan tarik aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%
silikon dan 8% tembaga ................................................................ 59
Tabel 4.8 Perubahan massa aluminium kondisi awal.................................... 61
Tabel 4.9 Perubahan massa aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%
silikon dan 8% tembaga ................................................................ 61
Tabel 4.10 Perubahan diameter aluminium kondisi awal ............................... 62
Tabel 4.11 Perubahan diameter aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%
silikon dan 8% tembaga ................................................................ 63
Tabel 4.12 Dimensi dan perhitungan luas penampang (A) spesimen 5, 9, 11, dan
15 dari aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silicon dan
8% tembaga ................................................................................... 64
Tabel 4.13 Tabel hasil perhitungan laju korosi spesimen 5, 9, 11, dan 15 dari
aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%
tembaga ......................................................................................... 65
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram fasa Al-Si. ................................................................... 14
Gambar 2.2 Perbaikan sifat-sifat mekanik oleh modifikasi paduan Al-Si.... 14
Gambar 2.3 Bentuk dan dimensi spesimen uji tarik. .................................... 21
Gambar 2.4 Kurva regangan dan regangan uji tarik. .................................... 23
Gambar 2.5 Korosi merata. ........................................................................... 25
Gambar 2.6 Korosi galvanis. ........................................................................ 26
Gambar 2.7 Korosi celah. ............................................................................. 27
Gambar 2.8 Korosi sumuran. ........................................................................ 27
Gambar 2.9 Distribusi tegangan normal pada sudu kincir. .......................... 29
Gambar 2.10 Distribusi tegangan geser pada sudu kincir. ............................. 30
Gambar 3.1 Diagram alir. ............................................................................. 32
Gambar 3.2 Mesin uji tarik. .......................................................................... 33
Gambar 3.3 Printer dan mesin uji tarik. ....................................................... 34
Gambar 3.4 Neraca digital. ........................................................................... 34
Gambar 3.5 Gelas ukur. ................................................................................ 35
Gambar 3.6 Aluminium. ............................................................................... 36
Gambar 3.7 Tembaga. ................................................................................... 37
Gambar 3.8 Batuan silikon metal. ................................................................ 37
Gambar 3.9 Tabung solar. ............................................................................. 38
Gambar 3.10 Selang tembaga. ........................................................................ 38
Gambar 3.12 Burner. ...................................................................................... 39
Gambar 3.13 Tang penjepit. ............................................................................ 40
Gambar 3.14 Tungku tanah liat. ..................................................................... 40
Gambar 3.15 Kowi tanah liat. ......................................................................... 41
Gambar 3.16 Thermokopel. ............................................................................ 41
Gambar 3.17 Stopwatch. ................................................................................. 42
Gambar 3.18 Kunci pas ring. .......................................................................... 42
Gambar 3.19 Cetakan gerabah. ....................................................................... 43
Gambar 3.20 Palu. .......................................................................................... 43
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
Gambar 3.21 Gergaji tangan. .......................................................................... 43
Gambar 3.22 Kikir bulat. ................................................................................ 44
Gambar 3.23 Sarung tangan tahan api. ........................................................... 44
Gambar 3.24 Hasil pengecoran. ...................................................................... 47
Gambar 3.25 Tabel standar tes tegangan dengan spesimen bundar dan contoh
spesimen ukuran kecil yang proposional sebagai standar
spesimen. ................................................................................... 47
Gambar 3.26 Dimensi spesimen. .................................................................... 48
Gambar 3.27 Benda uji dijepit pada chuck. .................................................... 49
Gambar 3.28 Dimensi panjang ukur. .............................................................. 50
Gambar 3.29 Benda uji. .................................................................................. 51
Gambar 3.30 Benda uji digantung. ................................................................. 52
Gambar 3.31 Penimbangan benda uji. ............................................................ 52
Gambar 4.1 Metal scan. ................................................................................ 55
Gambar 4.2 Desain spesimen tegangan tarik aluminium kondisi awal dan
aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan
8% tembaga menurut ASTM A370. .......................................... 63
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Tegangan Tarik dan Lama Perlakuan Korosi
antara Aluminium Kondisi Awal dan Aluminium dengan
Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga. ....... 67
Gambar 4.4 Grafik Perbaikan Hubungan Tegangan Tarik dan Umur antara
Aluminium Kondisi Awal dengan Aluminium dengan
Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga. ....... 69
Gambar 4.5 Grafik Hubungan Pertambahan Massa Akibat Partikel Garam
dan Produk Korosi yang Menempel Selama Empat Bulan
antara Aluminium Kondisi Awal dengan Aluminium dengan
Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga. ........ 71
Gambar 4.6 Partikel Garam dan Produk Korosi yang Menempel pada
Spesimen Nomor 14 Aluminium dengan Penambahan
Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Setelah Mengalami
Empat Bulan Perlakuan Korosi Selama Empat Bulan. ............. 72
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
Gambar 4.7 Partikel Garam dan Produk Korosi yang Menempel pada
Spesimen Aluminium Kondisi Awal Setelah Mengalami Empat
Bulan Perlakuan Korosi. ........................................................... 72
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.1 Gambar Spesimen Uji Tegangan Tarik ..................................... 79
Lampiran 1.2 Hasil Pengujian Komposisi Aluminium. .................................. 80
Lampiran 1.3 Hasil Pengujian Komposisi Aluminium Lembar Kedua ........... 81
Lampiran 1.4 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan
Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Nol
Bulan ................................................................................................ 82
Lampiran 1.5 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan
Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga
Bulan Pertama ................................................................................. 83
Lampiran 1.6 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan
Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga
Bulan Kedua .................................................................................... 84
Lampiran 1.7 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan
Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga
Bulan Ketiga .................................................................................... 85
Lampiran 1.8 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan
Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga
Bulan Keempat ................................................................................ 86
Lampiran 1.9 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal
Nol Bulan.................................................................................. 87
Lampiran 2.0 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal
Bulan Pertama........................................................................... 88
Lampiran 2.1 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal
Bulan Kedua. ............................................................................ 89
Lampiran 2.2 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal
Bulan Ketiga. ............................................................................ 90
Lampiran 2.3 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal
Bulan Keempat. ........................................................................ 91
Lampiran 2.4 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal ................................ 92
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xx
Lampiran 2.5 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal yang Mengalami
Vacancy .................................................................................... 92
Lampiran 2.6 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal Sebelum Perlakuan
Korosi ....................................................................................... 93
Lampiran 2.7 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal Setelah Perlakuan
Korosi Empat Bulan ................................................................. 93
Lampiran 2.8 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi
8,5% Silikon dan 8% Tembaga................................................. 94
Lampiran 2.9 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi
8,5% Silikon dan 8% Tembaga yang Mengalami Vacancy ...... 94
Lampiran 2.10 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi
8,5% Silikon dan 8% Tembaga Sebelum Perlakuan Korosi ..... 95
Lampiran 2.11 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi
8,5% Silikon dan 8% Tembaga Setelah Perlakuan Korosi
Empat Bulan ............................................................................. 95
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat ini Indonesia mulai menggencarkan berbagai macam jenis inovasi baru
mengenai pemanfaatan sumber daya energi. Indonesia memiliki target program
pembangkit listrik 35.000 megawatt. Proyek pembangunan pembangkit listrik
merupakan salah satu program unggulan dari Presiden Joko Widodo, melihat
kebutuhan listrik hingga 2019 diprediksi meningkat sekitar 8,7 persen per tahun.
Ditargetkan dalam waktu lima tahun terdapat sepuluh jenis pembangkit listrik
yang dibangun, salah satunya adalah pembangkit listrik tenaga angin.
Pembangunan mega proyek Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTA) akan
dilakukan di sepanjang pesisir pantai Bantul, tepatnya dari Kecamatan Sanden
hingga Srandakan. Di daerah Sanden, pembangunan kincir angin berada di Dusun
Ngepet Desa Srigading Sanden. Proyek ini diwujudkan dengan mendirikan 20
kincir angin yang masing-masing mempunyai diameter sudu sepanjang 100 meter.
Ditargetkan Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTA) bisa menghasilkan daya
listrik sebesar 50 megawatt.
Terinspirasi oleh proyek kincir angin untuk Pembangkit Listrik Tenaga Angin
(PLTA), penulis tergerak melakukan penelitian mengenai bahan dasar yang tepat
untuk digunakan sebagai bahan dasar kincir angin. Pada umumnya kincir angin
dibuat dengan menggunakan bahan dasar kayu jati atau komposit, namun saat ini
sedang dikembangkan kincir angin dengan sudu (blade) yang berbahan dasar dari
logam. Sudu kincir angin berbahan dasar logam mempunyai sifat tegangan tarik
yang lebih baik namun seringkali terkendala oleh faktor korosi.
Setelah membaca dari berbagai sumber referensi yang ada, penulis
mengambil keputusan bahwa Al yang dipaduan dengan Si dan Cu dapat menjadi
salah satu alternatif sudu kincir. Karena Al memiliki massa jenis yang tergolong
ringan 2,7 kg/dm3 dan ketahanan terhadap korosi yang baik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Seperti yang sudah diketahui bahwa paduan Al – Cu memiliki kekerasan
dan kekuatan tarik yang baik, namun pada komposisi yang tidak tepat akan
cenderung getas, resiko penyusutan cenderung lebih besar dan mudah terjadi
keretakan. Tetapi semua kekurangan itu dapat dikurangi dengan menambahkan
unsur Si. Material Si mempunyai karakteristik permukaan yang baik, koefisien
pemuaian kecil, ketahanan yang baik terhadap korosi dan tidak memiliki sifat
kegetasan panas. Maka paduan Al – Si – Cu dapat menjadi alternatif bahan
pembuat sudu kincir yang baik karena mempunyai massa jenis yang rendah,
mampu mengatasi beban tarik, koefisien pemuaian yang rendah, serta memiliki
ketahanan pada korosi.
Penelitian ini dilaksanakan secara berkelompok dan penulis menggunakan
penambahan komposisi tembaga sebesar 8%, sedangkan anggota kelompok lain
menggunakan aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dengan
penambahan tembaga dengan variasi 2%, 4%, dan 6%. Pada paduan Al – Si – Cu,
penulis menentukan fraksi tembaga 2%, 4%, 6% dan 8%. Karena dengan
penambahan tembaga dapat meningkatkan ketahanan beban tarik dan kekerasan.
Dalam penelitian ini, penulis tertarik untuk meningkatkan kadar tembaga menjadi
6% dan 8%. Menurut Tata Surdia dan S. Saito, pada buku Pengetahuan Bahan
Teknik tahun 1985 paduan Al – Cu dengan kadar tembaga 4% sampai 5% paling
sering digunakan sebagai paduan coran, karena dapat meningkatkan tegangan
tarik, jika kadar ditingkatkan lebih dari 5% akan menurunkan ketahanan korosi
dari material paduan, cenderung bersifat getas, dan mudah retak pada coran.
Dengan adanya silikon dapat mengatasi paduan yang cenderung getas,
mengurangi resiko penyusutan dan mengatasi kemungkinan retak pada hasil
coran. Maka penulis menambahkan fraksi 6% dan 8%. Penulis juga memberikan
variabel pembanding dengan fraksi 2%, 4% dan menggunakan variabel kontrol
dengan aluminium kondisi awal yang akan dikerjakan bersama kelompok.
Pengujian material paduan akan dilakukan selama empat bulan dengan
menggantung spesimen dengan ketinggian dua meter di pinggir Pantai Pelangi,
Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Dengan cara melihat perubahan massa pada
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
spesimen yang terkorosi menurut umur material paduan mulai dari nol sampai
dengan empat bulan. Pada masing-masing umur material paduan memiliki tiga
buah spesimen. Selanjutnya tiga buah spesimen tersebut akan diuji menggunakan
mesin uji tarik untuk mengetahui nilai tegangan tarik dari masing-masing
spesimen.
Diharapkan penulis dapat menemukan komposisi paduan Al-Si-Cu yang
tepat sebagai bahan sudu kincir yang memiliki massa jenis yang rendah,
ketahanan yang baik terhadap beban tarik dan dapat bertahan pada lingkungan
pinggir pantai yang bersifat korosif. Maka pengujian yang akan dilakukan pada
spesimen paduan Al – Si – Cu ini adalah pengujian tarik dan pengujian ketahanan
korosi.
1.2 Rumusan Masalah
Masalah yang akan dirumuskan dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana pengaruh aluminium dengan penambahan komposisi
8,5% silikon dan 8% tembaga terhadap massa jenis dan kekuatan
tarik?
2. Bagaimana pengaruh korosi terhadap kekuatan tarik aluminium
dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga
setelah mengalami korosi selama satu sampai dengan empat bulan?
3. Bagaimana pengaruh korosi terhadap perubahan massa aluminium
dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga
setelah mengalami korosi selama satu sampai dengan empat bulan?
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui pengaruh aluminium dengan penambahan komposisi
8,5% silikon dan 8% tembaga terhadap massa jenis dan kekuatan
tarik.
2. Mengetahui pengaruh korosi terhadap kekuatan tarik aluminium
kondisi awal dan aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%
silikon dan 8% tembaga setelah mengalami korosi selama empat
bulan.
3. Mengetahui pengaruh korosi terhadap perubahan massa aluminium
kondisi awal dan aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%
silikon dan 8% tembaga setelah mengalami korosi empat bulan.
1.4 Batasan Masalah
Batasan Masalah yang ada dalam penelitian ini adalah :
1. Paduan yang akan penulis teliti aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga.
2. Spesimen dibuat dengan cara machining sesuai dengan
ASTMA370.
3. Spesimen yang telah dibuat melalui proses bubut (machining) tidak
mengalami proses perlakuan panas (normalizing).
4. Data pengujian yang akan diambil adalah massa jenis, tegangan
tarik dan perubahan massa.
5. Pengujian korosi dilakukan dengan cara menggantung benda uji
setinggi dua meter di pinggir Pantai Pelangi, Bantul, Daerah
Istimewa Yogyakarta.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Dasar Teori
2.1.1 Aluminium
Sir Humphrey Davy menemukan aluminium pada tahun 1809 sebagai
suatu unsur dan pada tahun 1825 untuk pertama kali direduksi sebagai suatu
logam oleh Hans Christian Orsted. Tahun 1886 industri telah berhasil
memperoleh logam aluminium dari alumina dengan cara elektrolisa dari
garam yang terfusi, oleh Paul Heroult dan C. M. Hall dikenal dengan proses
Heroult Hall. Proses ini masih dipakai untuk memproduksi aluminium hingga
saat ini. Aluminium diproduksi dari bauksit yang merupakan campuran dari
mineral gibbsite [Al(OH)3] dan mineral lempung seperti kaulinit
[Al2Si2O5(OH)4]. Proses produksi aluminium dari bauksit terdiri dari dua
tahap, yaitu proses pengolahan alumina (Al2O3) dan proses elektrolisa
alumina untuk selanjutnya menjadi aluminium. Dengan proses elektrolisa
dapat menghasilkan kemurnian yang mencapai 99,85% dari massa yang
dimiliki, proses elektrolisa yang dilakukan berulang dapat mencapai
kemurnian hingga 99,99%.
Proses pengolahan bauksit menjadi alumina melalui suatu rangkaian
proses yang dikenal sebagai proses Bayer. Bauksit dimasukkan ke dalam
larutan NaOH dan alumina yang terdapat didalamnya akan membentuk
sodium alumina.
Al2O3 + 2 NaOH → 2NaAlO2 + H2O (160o–170oC)
Setelah sodium aluminat terpisah dari zat cair lain, lalu proses
selanjutnya adalah pendinginan secara perlahan sampai dengan temperatur
25o-35oC untuk dapat mengendapkan aluminium hidroksida [Al(OH)3].
NaAlO2 + 2H2O → Al(OH)3 + NaOH
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Al(OH)3 selanjutnya dicuci dan dipanaskan hingga temperatur 1100o-
1200oC untuk menghasilkan aluminium oksida (Al2O3).
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
Alumina yang diperoleh melalui proses pengolahan bauksit selanjutnya
diproses secara elektrolisa pada temperatur tinggi dengan proses Hall-Herlout
karena alumina mempunyai titik leleh yang tinggi pada suhu 2000oC.
Alumina dilarutkan ke dalam cairan cryolite (Na3AlF6) yang berfungsi
sebagai elektrolit sehingga titik leleh menjadi lebih rendah pada suhu 1000oC.
Aluminium memiliki ketahanan terhadap korosi yang baik dan hantaran
listrik yang baik dan sifat – sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam.
Penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn, Ni, secara satu persatu atau bersama-sama
dapat memberikan sifat-sifat baik lainnya seperti ketahanan korosi, ketahanan
aus dan koefisien pemuaian yang rendah. Material ini dipergunakan di dalam
bidang yang luas bukan saja untuk peralatan rumah tangga tetapi juga dipakai
untuk keperluan material badan pesawat terbang, mobil, kapal laut dan
konstruksi.
2.1.2 Sifat-sifat Aluminium
Aluminium merupakan unsur kimia golongan IIIA dalam sistem periodik
unsur, dengan nomor atom 13 dan berat atom 26,98 gram per mol (sma).
Struktur kristal aluminium adalah struktur kristal FCC. Aluminium memiliki
karakteristik sebagai logam ringan dengan densitas 2,7 g/cm3 dan modulus
elastisitas 10 x 106 psi. Aluminium mempunyai massa jenis yang rendah yaitu
2643 Kg/m3, bandingkan dengan baja yang mempunyai massa jenis sebesar
7769 Kg/m3. Maka aluminium memiliki sifat keuletan yang tinggi sehingga
menyebabkan logam tersebut mudah dibentuk atau mempunyai sifat mampu
bentuk (formability) yang baik. Aluminium memiliki beberapa kekurangan
yaitu kekuatan dan kekerasan yang rendah bila dibandingkan dengan logam
lain seperti besi dan baja. Meskipun aluminium memiliki kekerasan ataupun
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
kekuatan tarik yang rendah, aluminium memiliki kekuatan spesifik yang
sangat baik.
Aluminium juga memiliki sifat unggul yaitu tahan terhadap korosi
(corrosion resistance). Untuk kategori logam-logam non ferro dapat
dikatakan jika semakin rapat partikelnya maka semakin baik daya tahan
terhadap korosi akan semakin baik, hal ini tidak berlaku untuk aluminium.
Aluminium mudah bersenyawa dengan oksigen (logam aktif) yang memiliki
daya senyawa tinggi terhadap oksigen sehingga mudah sekali teroksidasi,
lapisan tipis oksida yang dimiliki oleh aluminium dapat mengendalikan laju
korosi.
Aluminium memiliki sifat penghantar panas dan listrik yang baik,
karena aluminium memiliki daya hantar panas dan listrik yang tinggi sekitar
60% dari daya hantar tembaga.
Sifat tidak beracun yang dimiliki oleh aluminium membuatnya sering
digunakan pada produk-produk kaleng makan dan minuman sebagai bahan
pembungkus. Hal ini disebabkan karena reaksi kimia antara makanan dan
minuman dengan aluminium tidak menghasilkan zat beracun dan
membahayakan manusia.
Sifat mampu bentuk (formability) membuat aluminium dapat dibentuk
dengan mudah. Aluminium juga mempunyai sifat mudah ditempa
(machinability) yang memungkinkan aluminium dibuat dalam bentuk plat
atau lembaran tipis.
Titik lebur (melting point) yang dimiliki aluminium relatif rendah
(660°C) sehingga sangat baik untuk proses penuangan dengan waktu
peleburan relatif singkat dan biaya operasional lebih murah.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik aluminium
Sifat-sifat Kemurnian Al (%))
99,996 >99,0
Massa jenis (20°C) 2,6989 2,71
Titik cair 660,2 653-657
Panas jenis (cal/g•̣°C)(100°C) 0,2226 0,2297
Hantaran listrik (%) 64,94 59 (dianil)
Tahanan listrik koefisien temperatur
(/°C) 0,00429 0,0115
Koefisien pemuaian (20-100°C) 23,86 x 10-6 23,5 x 10-6
Jenis kristal , konstanta kisi fcc, a = 4,013 kX fcc, a = 4,04
kX
(Sumber : Surdia , T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 135)
Tabel 2.2 Sifat-sifat mekanik aluminium
Sifat-sifat
Kemurnian
99.996 >99.0
Dianil 75% dirol dingin Dianil H18
Kekuatan tarik (kg/mm2) 4.9 11.6 9.3 16.9
Kekuatan mulur (0.2%) (kg/mm2) 1.3 11.0 3.5 14.8
Perpanjangan (%) 48.8 5.5 35 5
Kekerasan Brinell 17 27 23 44
(Sumber : Surdia , T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 135)
2.1.3 Paduan Aluminium
Aluminium memiliki sifat yang lunak dan mudah diregangkan,
sehingga mudah dibentuk dalam keadaan dingin dan panas. Karena sifat –
sifat istimewa dari aluminium yang tahan terhadap korosi, mudah dibentuk
dan memiliki massa jenis yang tergolong rendah. Banyak sekali barang di
sekitar kita yang terbuat dari aluminium. Maka banyak pula studi untuk
mempelajari paduan aluminium yang berfungsi untuk meningkatkan sifat
mekanik aluminium.
Aluminium paduan merupakan penambahan unsur-unsur paduan yang
dapat meningkatkan sifat mekanik aluminium. Paduan aluminium
diklasifikasikan oleh beberapa negara dengan berbagai standar. Saat ini
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
klasifikasi yang sangat terkenal dan sempurna adalah standar Aluminium
Association di Amerika (AA) yang didasarkan atas standar terdahulu dari
Alcoa (Aluminium company of America). Paduan tempa dinyatakan dengan
satu atau dua angka “S” sedangkan paduan coran dinyatakan dengan tiga
angka. Standar AA menggunakan penandaaan dengan 4 angka sebagai
berikut : angka pertama menyatakan sistem paduan dengan unsur-unsur yang
ditambahkan yaitu : 1: Al murni, 2 : Al-Cu, 3 : Al-Mn, 4 : Al-Si, 5 : Al-Mg, 6
: Al-Mg-Si dan 7 : Al-Zn. Sebagai contoh AL-Cu dinyatakan dengan angka
2000. Angka pada tempat kedua menyatakan kemurnian dalam paduan yang
dimodifikasi dan Al murni sedangkan angka ketiga dan keempat
dimaksudkan untuk tanda Alcoa terdahulu kecuali S, sebagai contoh 3S
sebagai 3003 dan 63S sebagai 6063. Al dengan kemurnian 99% atau
diatasnya dengan kemurnian terbatas (2S) dinyatakan sebagai 1100.
Tabel 2.3 Klasifikasi paduan aluminium cor
(Sumber : Surdia , T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 135)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
Tabel 2.4 Klasifikasi perlakuan bahan
(Sumber : Surdia , T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 135)
Tabel 2.5 Tabel komposisi dan sifat mekanis paduan aluminium tempa
(Sumber : Mears, R. B., Corrosion Handbook)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
2.1.4 Paduan Aluminium Utama
2.1.4.1 Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg
Paduan Al-Cu yang paling sering diaplikasikan hanya berkisar sekitar 4-
5% Cu. Karena pada fasa paduan ini memiliki kekurangan yaitu mempunyai
daerah luas dari pembekuannya, penyusutan yang besar, resiko besar pada
kegetasan, dan mudah terjadi keretakan. Pada paduan ini adanya Si sangat
berguna dalam mengatasi keadaan itu dan Si sangat efektif untuk memperhalus
butir. Dengan perlakuan panas T6 pada coran dapat memiliki kemampuan
kekuatan Tarik mencapai 25 kgf/mm2.
Dalam paduan Al-Cu-Mg paduan yang mengandung 4% Cu dan 0,5% Mg
dapat mengeras dengan sangat dalam beberapa hari oleh penuaan pada temperatur
biasa setelah pelarutan, paduan ii ditemukan oleh A. Wilm dalam usaha
mengembangkan paduan Al yang kuat dinamakan Duralumin. Selanjutnya telah
banyak studi yang dilakukan mengenai paduan ini. Khususmya Nishimura
menemukan dua senyawa ternet berada dalam keseimbangan dengan Al, yang
dinamakan senyawa S dan T, dan ternyata senyawa S (Al2CuMg) mempunyai
kemampuan penuaan pada temperatur biasa. Duralumin adalah paduan praktis
yang sangat terkenal dikenal dengan kode paduan 2017, komposisi standarnya
adalah Al-4%Cu-1,5%Mg-0,5%Mn dinamakan paduan dengan kode 2024, nama
lainnya disebut duralumin super. Paduan yang mengandung Cu mempunyai
ketahanan korosi yang buruk, jadi apabila dibutuhkan ketahanan korosi yang
khusus diperlukan permukaanya dilapisi dengan aluminium murni atau paduan Al
yang tahan korosi yang disebut pelat Alklad.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Tabel 2.6 Sifat – sifat mekanik paduan Al-Cu-Mg
Paduan Keadaan Kekuatan
tarik
(kgf/mm2)
Kekuatan
mulur
(kgf/mm2)
Perpanjangan
(%)
Kekuatan
geser
(kgf/mm2)
Kekerasan
Brinell
Batas lelah
(kgf/mm2)
17S
(2017)
O
T4
18,3
43,6
7,0
28,1
-
-
12,7
26,7
45
105
7,7
12,7
A17S
(A2017)
T4 30,2 16,9 27 19,7 70 9,5
R317 Setelah
dianil
42,9 24,6 22 - 100 -
24S
(2024)
O
T4
T36
18,9
47,8
51,3
7,7
32,3
40,1
22
22
-
12,7
28,8
29,5
42
120
130
-
-
-
14S
(2014)
O
T4
T4
19,0
39,4
49,0
9,8
28,0
42,0
18
25
13
12,7
23,9
29,5
45
100
135
-
-
-
(Sumber : Surdia , T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 135)
2.1.4.2 Paduan Al-Mn
Mn adalah unsur yang diperkuat Al tanpa mengurangi ketahanan korosi,
dan dipakai untuk membuat paduan yang tahan korosi. Dalam diagram fasa Al-
Mn yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah Al6Mn
(2,5,3%Mn), sistem ortorobik a=6,498 A, b=7,552 A, c=8,870 A, dan kedua fasa
mempunyai titik eutektik pada 658,5°C, 1,95% Mn. Kelarutan padat maksimum
pada tempertur eutektik adalah 1,82% dan pada 500°C 0,36%, sedangkan pada
temperatur biasa kelarutannya hampir nol.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
Dengan paduan Al-12%Mn dan Al-1,2%Mn-1,0%Mg dinamakan paduan
3003 dan 3004 yang dipergunakan sebagai paduan tahan korosi tanpa perlakuan
panas.
2.1.4.3 Paduan Al-Si
Paduan aluminium silikon (Al-Si) pertama kali ditemukan oleh A. Pacz
tahun 1921. Paduan aluminium silikon (Al-Si) sangat baik kecairannya,
mempunyai permukaan yang baik, tanpa kegetasan panas, dan sangat baik untuk
paduan coran. Sebagai tambahan, paduan aluminium silikon mempunyai
ketahanan korosi yang baik, massa yang ringan, koefisien pemuaian yang kecil
dan penghantar listrik dan panas yang baik. Paduan Al-12%Si adalah paduan
yang paling banyak dipakai untuk paduan cor cetak.
Gambar 2.1 menunjukkan fasa diagram fasa dari sistem ini. Hal ini
menyatakan dari tipe eutektik yang sederhana dan mempunyai titik eutektik
pada 577°C, 11,7%Si. Larutan padat terjadi pada sisi aluminium, karena batas
kelarutan padat sangat kecil maka pengerasan dengan cara penuaan (Aging)
lebih sukar untuk dilakukan.
Apabila paduan ini didinginkan pada cetakan logam setelah cairan logam
diberi natrium flourida kira-kira 0,05-1,1% kadar logam natrium, temperatur
eutektik akan meningkat kira-kira 15°C, dan komposisi eutektik bergeser ke
daerah kaya Si kira-kira pada 14%. Hal ini biasa terjadi pada paduan hiper
eutektik seperti 11,7-14%Si. Si mengkristal sebagai kristal primer dan
strukturnya menjadi sangat halus. Ini dinamakan sebagai struktur yang
dimodifikasi. Gambar 2.2 menjukkan sifat-sifat mekaniknya yang sangat
diperbaiki.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Gambar 2.1 Diagram fasa Al-Si
(Sumber : Surdia, T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 137)
Gambar 2.2 Perbaikan sifat-sifat mekanik oleh modifikasi paduan Al-Si
(Sumber : Surdia, T., Saito, S. : Pengetahuan Bahan Teknik, 137)
Koefisien pemuaian dari Si sangat rendah, oleh karena itu paduannya
pun mempunyai koefisien muai yang rendah apabila ditambah. Namun Si
tidak memiliki butir primer yang halus tapi untuk memperhalus butir primer
dapat menggunakan P oleh paduan Cu-P atau penambahan fosfor klorida
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
(PCl5) untuk mencapai persentase 0,001%P, dapat tercapai penghalusan
Kristal primer dan homogenisasi. Paduan Al-Si banyak dipakai dengan
elektroda untuk pengelasan yaitu terutama yang mengandung 5%Si.
Tabel 2.7 Sifat – Sifat Mekanik Paduan Al-𝑀𝑔2Si
Paduan Keadaan
Kekuatan
tarik
(kgf/mm²)
Kekuatan
mulur
(kgf/mm²)
Perpanjangan
(%)
Kekuatan
geser
(kgf/mm²)
Kekerasan
Brinel
Batas
lelah
(kgf/mm²)
6061
O 12,6 5,6 30 8,4 30 6,3
T4 24,6 14,8 28 26,9 65 9,5
T6 31,6 38,0 15 21,0 95 9,5
6063
T5 19,0 14,8 12 11,9 60 6,7
T6 24,6 21,8 12 15,5 73 6,7
T83 26,0 26,6 11 15,5 82
(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 140)
W. J. Kroll pada buku Handbook of Corrosion mengungkapkan bahwa
ketahanan material silicon pada media korosi sangat baik kecuali pada kondisi
alkali. Air dengan temperature panas ataupun dingin tidak memiliki efek bahkan
tidak juga konsentrasi asam hydrochloric, nitrat, dan asam sulfur. Konsentrasi
asam sulfur pada suhu tinggi dapat bereaksi dengan silikon. Asam hydrofluoric
tidak dapat bereaksi namun, jika ada campuran asam nitrat dapat menyerang
silicon dengan mudah.
2.1.4.4 Paduan Al-Mg-Zn
Seperti telah ditunjukkan pada Gambar 2.2 alumunium menyebabkan
keseimbangan biner semu senyawa antara logam MgZn𝑍𝑛2, dan kelarutannya
menurun apabila temperatur turun. Telah diketahui sejak lama bahwa paduan
sistem ini dapat dibuat keras sekali dengan penuaan setelah perlakuan pelarutan.
Tetapi sejak lama tidak dipakai sebab mempunyai sifat patah getas oleh retakan
korosi tegangan. Di Jepang pada permulaan tahun 1940, Igarashi mengadakan
studi dan berhasil dalam pengembangan suatu paduan dengan penambahan kira-
kira 0,3 Mn atau Cr, dimana butir Kristal padat diperhalus, dan mengubah bentuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
presipitasi serta retakan korosi tegangan tidak terjadi. Pada saat itu tegangan itu
dinamakan Duralumin Super Extra (ESD). Selama perang dunia II di Amerika
Serikat dengan maksud hampir sama telah dikembangkan pada suatu paduan.
Yaitu suatu paduan yang tersendiri dari Al-5,5%Zn-2,5%Mn-1,5%Cu-0,3%Cr-
0,2%mn, sekarang dinamakan paduan 7075. Paduan ini mempunyai kekuatan
tertinggi diantara paduan-paduan lainnya, sifat-sifat mekaniknya ditunjukkan pada
Tabel 2.5 penggunaan paduan ini yang paling besar adalah untuk bahan
konstruksi pesawat udara gunanya menjadi lebih penting sebagai konstruksi.
Tabel 2.8 Sifat-Sifat Mekanik Paduan 7075
(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 141)
2.1.4.3 Paduan Aluminium Cor
Struktur mikro paduan alumunium cor (berhubungan erat dengan sifat-
sifat mekanisnya) terutama tergantung pada laju pendinginan saat pengecoran
dilakukan. Laju pendinginan ini tergantung pada jenis cetakan yang digunakan.
Dengan cetakan logam, pendinginan akan berlangsung lebih cepat dibandingkan
dengan cetakan pasir sehingga struktur logam cor yang dihasilkan akan lebih
halus dan menyebabkan peningkatan sifat mekanisnya. Tabel 2.8 memperlihatkan
sifa-sifat mekanis beberapa paduan alumunium cor.
Perlakuan
panas
Kekuatan
tarik
(kgf/mm²)
Kekuatan
mulur
(kgf/mm²)
Perpanjangan
(%) Kekerasan Kekuatan
geser
(kgf/mm²)
Batas
lelah
(kgf/mm²) (a) (b) Rockwell Brinell
Bukan klad
O 23,2 10,5 17 16 E60-70 60 15,5 -
T6 22,5 51,3 11 11 B85-95 150 33,8 -
Klad
O 22,5 9,8 17 - - - 15,5 -
T6 53,4 47,1 11 - 88-111 - 32,3 -
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Tabel 2.9 Sifat-sifat Mekanis paduan aluminium cor
Menurut Aluminium Association
(Sumber: V. Malau, Diktat Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, USD Yogyakarta)
2.1.4.6 Pengaruh Unsur Paduan Dalam Aluminium
Unsur paduan sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat aluminium paduan,
dan perlu untuk diketahui pengaruh suatu unsur terhadap sifat-sifat aluminium.
A. Si (Silikon)
Mempermudah proses pengecoran.
Meningkatkan daya tahan terhadap korosi.
Memperbaiki sifat-sifat atau karakteristik coran.
Menurunkan penyusutan bahan terhadap beban kejut.
Hasil coran akan rapuh jika kandungan silikon terlalu tinggi
Paduan Proses
Pembekuan
Perlakuan
panas
Σy
(Mpa)
σu
(Mpa)
regangan
295.0 Cetakan
pasir
T6 165 250 5
308.0 Cetakan
pasir
F 90 250 1
356.0 Cetakan
pasir
T6 160 230 1,5
390.0 Cetakan
pasir
T6 270 280 <0,5
Tekanan T5 290 310 1
413.0 Tekanan F 160 280 3
712.0 Cetakan
pasir
F 130 200 5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
B. Cu (Tembaga)
Meningkatkan kekerasan bahan.
Memperbaiki kekuatan Tarik.
Mempermudah pengerjaan dengan mesin.
Menurunkan daya terhadap korosi.
Mengurangi kemampuan dibentuk dan dirol.
C. Mn (Mangan)
Meningkatkan kekuatan dan daya tahan pada temperatur tinggi.
Meningkatkan daya tahan terhadap korosi.
Megurangi pengaruh buruk unsur besi.
Menurunkan kemampuan penuangan.
Meningkatkan kekerasan butiran partikel.
D. Mg (Magnesium)
Mempermudah proses penuangan.
Meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin.
Meningkatkan daya tahan terhadap korosi.
Menghaluskan butiran kristal secara efektif.
Meningkatkan ketahanan beban lanjut.
Meningkatkan kemungkinan timbulnya cacat pada hasil cor.
E. Ni (Nikel)
Peningkatan kekuatan dan ketahanan bahan pada temperatur tinggi.
Penurunan pengaruh unsur Fe (Besi) dalam paduan.
Peningkatan daya tahan terhadap korosi.
F. Fe (Besi)
Mencegah terjadinya penempelan logam cair pada cetakan selama proses
penuangan.
Penurunan sifat mekanis.
Penurunan kekuatan tarik.
Timbulnya bintik keras pada hasil coran.
Peningkatan cacat porositas.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
G. Zn (Seng)
Meningkatkan sifat mampu cor.
Peningkatan kemampuan dimesin.
Mempermudah keuletan bahan.
Meningkatkan ketahanan korosi.
Menurunkan pengaruh baik dari besi.
Kadar Zn terlalu tinggi dapat menimbulkan cacat rongga udara.
H. Ti (Titanium)
Meningkatkan kekuatan hasil cor pada temperatur tinggi.
Memperhalus butiran dan permukaan.
Mempermudah proses penuangan.
Menaikkan viskositas logam cair dan mengurangi fluiditas logam.
2.1.4.1 Al Paduan Si Cu
Aluminium yang dipadukan dapat memiliki beranekaragam karakteristik,
sehingga sangat banyak dipakai untuk bermacam-macam kebutuhan.
Aluminium paduan tempa tanpa perlakuan panas (Non Heat-treatable wrought
alloys) sering digunakan sebagai komponen elektrik, kertas aluminium foil,
pemrosesan makanan, hampir semua rata-rata penggunaan kaleng, kebutuhan
arsitektur, dan komponen-komponen Angkatan Laut. Aluminium Paduan
dengan perlakuan panas (Heat-teatable wrought alloys) sering digunakan
untuk ban truk dan kendaraan-kendaraan berat, bodi luar semua aircraft,
piston, kano, rel kereta api, dan rangka pesawat. Aluminium paduan cor
(casting alloys) sering digunakan pada peralatan makan, mesin otomotif, bodi
transmisi dan permesinan angkatan laut.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Tabel 3.10 Sifat aluminium paduan
Alloys
Tensile Strength
(psi)
Yield Strength
(psi)
% Elongation
Non Heat-treatable wrought alloys :
1100-O
> 99% Al
13000 5000 40 1100-H18
24000 22000 10 3004-O
1.2% Mn-1.0% Mg
26000 10000 25
3004-H18
41000 36000 9 4043-O
5.2% Si
21000 10000 22 4043-H18
41000 39000 1 5182-O
4.5% Mg
42000 19000 25 5182-H19
61000 57000 4 Heat-treatable wrought alloys :
2024-T4
4.4% Cu
68000 47000 20 2090-T6
2.4% Li-2.7% Cu
80000 75000 6
4032-T6
12% Si-1% Mg
55000 46000 9 6061-T6
1% Mg-0.6% Si
45000 40000 15
7075-T6
5.6% Zn-2.5% Mg
83000 73000 11 Casting alloys :
201-T6
4.5% Cu
70000 63000 7 319-F
6% Si-3.5% Cu
27000 18000 2
356-T6
7% Si-0.3% Mg
33000 24000 3 380-F
8.5% Si-3.5% Cu
46000 23000 3
390-F
17% Si-4.5% Cu
41000 35000 1 443-F
5.2% Si (sand cast)
19000 8000 8
(permanent mold)
23000 9000 10 (die cast) 33000 16000 9
(sumber: Askeland, Donald R., The Science and Engineering of Materials 6th
Edition, USD Yogyakarta)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
2.1.5 Pengujian Tarik
Uji tarik merupakan salah satu pengujian destruktif (pengujian yang bersifat
merusak benda uji). Pengujian dilakukan dengan memberikan beban tarik pada
beban uji secara perlahan-lahan sampai putus. Maka akan terlihat batas mulur,
kekuatan tarik, perpanjangan, pengecilan luas penampang dari benda uji.
Gambar 2.3 Bentuk dan dimensi spesimen uji tarik
Keterangan:
A = Panjang batas beban (panjang ukur sampai dengan titik tengah radius)
R = Radius sebagai batas panjang uji tarik
G = Panjang ukur (Gage Length)
D = Diameter ukur
Pelaksanaan pengujian sebagai berikut :
a. Ukuran dan nomor benda uji dicatat.
b. Kemudian benda uji dipasang pada grip (penjepit) atas dan bawah pada
mesin uji, dan dinaikan atau diturunkan grip bawah dengan kecepatan
sedang sehingga penjepitan benda uji dalam posisi yang tepat. Kedudukan
benda uji harus vertikal dan setelah itu kedua penjepit dikencangkan
secukupnya.
c. Tombol power pada mesin cetak (Printer) dihidupkan dan kertas mili
meter blok dipasang pada mesin cetak.
d. Mesin dijalankan dan catat angka yang ditampilkan pada layar data display
sampai benda uji patah.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Beban tarik yang bekerja pada benda uji akan menimbulkan pertambahan
panjang disertai pengecilan penampang benda uji. Dari data yang diperoleh
dari pengujian tarik, dapat dilakukan perhitungan untuk mencari nilai dari
tegangan maksimum dan regangan dari benda uji tersebut, perhitungan
dilakukan dengan menggunakan rumus berikut :
1. Kekuatan Tarik :
𝜎𝑢 =𝑃𝑚𝑎𝑥
𝐴 𝑘𝑔/𝑚𝑚2 (3)
Dengan 𝑃𝑚𝑎𝑥 adalah gaya maksimal (𝑘𝑔), 𝐴 = luas penampang mula-mula
(𝑚𝑚2), 𝜎𝑢 adalah ultimate tensile strength atau tegangan tarik maksimum
(kg/𝑚𝑚2).
2. Regangan :
𝜀 =𝐿−𝐿𝑜
𝐿𝑜 × 100% =
∆𝐿
𝐿𝑜 × 100% (4)
Dengan 𝜀 adalah regangan, 𝐿 adalah Panjang ukur awal (𝑚𝑚),
𝐿𝑜 merupakan panjang ukur akhir (𝑚𝑚), 𝑑𝑎𝑛 ∆𝐿 merupakan pertambahan
panjang (𝑚𝑚).
Semakin besar panjang ukur, semakin besar pula nilai regangan karena
pertambahan panjang akan semakin besar, dan rumus dari regangan sendiri
berbanding lurus dengan berubahan panjang dan berbanding terbalik dengan
panjang ukur awal benda uji. Percobaan tarik akan dilakukan untuk setiap bahan.
Dari pengujian tarik dapat disimpulkan sifat mekanik dari suatu bahan yaitu :
a. Semakin tinggi kemampuan tegangan tarik suatu bahan maka akan lebih
kuat juga bahan tersebut dapat menerima tegangan tarik, namun semakin
rendah kemampuan tegangan tarik suatu bahan maka akan lebih lemah
bahan dapat menerima tegangan tarik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
b. Semakin tinggi regangan maka bahan tersebut semakin mudah dibentuk,
dan sebaliknya semakin kecil regangan maka bahan tersebut akan sulit
dibentuk.
Gambar 2.4 Kurva regangan dan tegangan uji tarik
(sumber: Soeparwi 2006)
Sifat-sifat terhadap beban tarik:
a. Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu material,
semakin besar modulus elastisitas suatu material maka akan
semakin kecil regangan elastis yang dihasilkan akibat pemberian
tegangan pada material tersebut. Modulus elastisitas suatu bahan
ditentukan oleh gaya ikatan antar atom pada material, karena gaya
ini tidak dapat diubah tanpa terjadinya perubahan mendasar pada
sifat bahannya, maka modulus elastisitas merupakan salah satu dari
banyak sifat mekanik yang tidak mudah diubah. Sifat ini hanya
dapat sedikit berubah oleh adanya penambahan paduan, perlakuan
panas atau pengerjaan dingin. Modulus elastisitas biasanya diukur
pada suatu suhu tinggi dengan metode dinamik. Pada tegangan
tarik rendah terdapat hubungan linier antara tegangan dan regangan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
yang disebut sebagai daerah elastis, pada daerah ini akan berlaku
hokum Hooke.
b. Batas Proporsional
Batas proporsional adalah tegangan maksimum elastis pada suatu
material, sehingga apabila tegangan-tegangan yang diberikan tidak
melebihi batas proporsional suatu material maka material tersebut
tidak akan mengalami deformasi dan akan dapat kembali ke bentuk
semula.
c. Batas Elastis
Batas elastis adalah tegangan terbesar yang masih dapat ditahan
oleh suatu material tanpa terjadi tegangan sisa permanen yang
terukur. Pada saat beban ditiadakan material mampu kembali pada
kemampuan awal lagi.
d. Kekuatan Luluh
Kekuatan luluh adalah tegangan yang dibutuhkan untuk
menghasilkan sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan.
e. Tegangan Maksimum
Tegangan maksimum merupakan beban maksimum yang mampu
diterima oleh material hingga sebelum material tersebut patah.
2.1.6 Korosi
Korosi adalah gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam,
Menurut Denny A. Jones pada buku berjudul Principles and Prevention of
Corrosion, definisi korosi adalah rusaknya suatu bahan atau berkurangnya
kualitas suatu bahan, dikarenakan reaksi dengan lingkungannya. Korosi tersebut
bisa mengakibatkan bahan bertambah berat, bahan menjadi semakin ringan dan
sifat-sifat mekanisnya berubah. Korosi harus dicegah karena sangat merugikan.
Dari kerugian ekonomi sampai kerugian materi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Efek dari korosi sendiri akan berpegaruh pada umur pemakaian material.
Maka untuk mengetahui cepat atau lambatnya korosi pada sebuah material dapat
diperhitungankan melalui persamaan :
𝑣 = 𝑘𝑘𝑜𝑟 [𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛]
Dengan 𝑣 adalah laju reaksi korosi, ketetapan laju ukuran energi bebas aktivasi
dinyatakan dengan 𝑘𝑘𝑜𝑟
𝑘𝑘𝑜𝑟 = 𝐴 𝑒−∆𝐺∗/𝑅𝑇
Dengan A adalah tetapan, ∆𝐺 adalah energi bebas (selisih energi bebas antara
logam dan produk korosinya) dan R tetapan gas universal serta temperatur
dinyatakan dengan T.
Korosi pada logam sangatlah beragam, disebabkan karena kondisi
lingkungan sampai pada kondisi dari logam itu sendiri. Adapun jenis-jenis korosi
yang biasa terjadi pada logam :
2.1.6.1 Korosi Merata
Korosi merata adalah sebuah proses pengkorosian yang terjadi pada
seluruh permukaan logam yang terbuka atau kontak langsung dengan
lingkungan. Biasanya logam yang mengalami korosi merata ini memiliki
harga potensial reduksi dibawah nol. Sehingga logam akan terkorosi secara
alami disebabkan oleh udara sekitar yang lembab.
Gambar 2.5 Korosi merata
(Sumber : Jones, DA. : Principles and Prevention of Corrosion)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
2.1.6.2 Korosi Galvanis
Korosi galvanis adalah sebuah proses korosi yang terjadi pada dua buah
logam yang menempel satu sama lain. Korosi galvanis bisa terjadi karena dua
logam ini memiliki selisih potensial reduksi, karena memiliki potensial
reduksi yang berbeda maka salah satu logam menjadi katodik dan yang
lainnya menjadi anodik. Ketika ada udara lembab ataupun air menggenang
disekitar dua logam itu akan berfungsi seperti elektrolit yang membantu
mempercepat proses korosi tersebut.
Terjadinya korosi galvanis dipengaruhi oleh posisi relative logam-logam
tersebut pada deret galvanik. Deret galvanik menyatakan potensial relatif
antara logam-logam pada kondisi tertentu. Perbedaan deret galvanik (DG)
dengan deret elektrokimia (DEK) yaitu:
a. DEK = Data elektrokimia yang mutlak untuk perhitungan yang
teliti.
DG = Data hubungan antara logam yang satu dengan lainnya dari
hasil kualitatif.
b. DEK = Memuat data dari unsur-unsur logam.
DG = Logam-logam murni dan campuran lebih bersifat praktis.
c. DEK = Diukur pada kondisi standard.
DG = Diukur pada kondisi tertentu.
Gambar 2.6 Korosi galvanis
(Sumber : Jones, DA. : Principles and Prevention of Corrosion)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
2.1.6.3 Korosi Celah (Crevice)
Korosi yang terjadi didalam sela-sela antara logam dan permukaan logam
yang terlindungi, akibat adanya air ataupun material yang tergenang pada
celah sehingga oksigen tidak dapat menembus. Banyak terjadi dibawah
gasket, keling, baut, dan katub.
Gambar 2.7 Korosi celah
(Sumber : Jones, DA. : Principles and Prevention of Corrosion)
2.1.6.4 Korosi Sumuran
Korosi yang terjadi karena adanya lubang-lubang sangat kecil, yang
menyebabkan udara tidak dapat masuk untuk membuat lapisan pelindung.
Korosi ini menyerang bagian selaput pelindung yang tergores atau retak akibat
perlakuan mekanik. Pada bagian yang mempunyai tonjolan akibat dislokasi
atau slip disebabkan oleh tegangan tarik yang dialami, dan menyerang bagian
heterogen akibat adanya inklusi segresi atau presipitasi. Korosi ini dipicu oleh
faktor-faktor metalurgi.
Gambar 2.8 Korosi sumuran
(Sumber : Jones, DA. : Principles and Prevention of Corrosion)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
2.1.6.5 Korosi Batas Butir (Intergranular)
Terjadi karena pada daerah batas butir terdapat endapan atau mengandung
senyawa asing. Adapun cara untuk menghindari korosi ini adalah dengan
menggunakan perlakuan panas (heatthreatment) dengan cairan yang
bertemperatur tinggi atau dapat juga dilakukan dengan kadar karbon, misalnya
sampai dengan 0,03% sehingga tidak terbentuk Cr23C6 seperti pada Stainless
Steel (Fe.18Cr.8Ni)
2.1.6.6 Korosi Retak Tegang
Korosi retak tegang adalah keretakan akibat tegangan tarik dan media
korosif yang secara bersamaan dan terjadi pada material yang spesifik.
Karakteristik dari korosi ini adalah perpatahannya getas dimana retakan terjadi
dengan regangan yang kecil dari material.
2.1.6.7 Korosi Erosi
Korosi erosi terjadi akibat aliran dari suatu fluida yang mengalir sangat
cepat sehingga merusak permukaan logam dan lapisan pelindungnya. Amonia
(NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan
industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas
dan sangat mudah terlepas ke udara. Di dunia industri, ammonia umumnya
digunakan sebagai bahan anti beku (refrigerant) di dalam alat pendingin.
Bukan ganya itu saja, dalam aplikasi alat pendingin absorbs yang digunakan
sebagai refrigerant adalah ammonia. Tentu saja dalam prosesnya pengaruh
ammonia tersebut akan menyebabkan korosi.
2.1.6.8 Korosi Selektif
Korosi selektif adalah suatu bentuk korosi yang terjadi karena pelarutan
komponen tertentu dari paduan logam. Pelarutan ini terjadi pada salah satu
unsur pemadu atau komponen dari paduan logam yang relatif aktif yang
menyebabkan sebagian besar dari pemadu tersebut hilang dari paduannya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
2.2 Tinjauan Pustaka
2.2.1 Tegangan yang Bekerja pada Sudu Kincir
Sebuah penelitian oleh Nurimbetov A., dkk, (2015) yang berjudul
“Optimization of Windmill’s layered Composite Blades to reduce Aerodinamic
noise and Use in Construction of “Green” Cities”. Mengungkapkan tegangan
yang bekerja pada sebuah blade adalah tegangan tarik dan tegangan geser.
Gambar 2.9 Distribusi tegangan normal pada sudu kincir (a) karbon silikat
(b) boroaluminium (c) fiberglass
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Gambar 2.10 Distribusi tegangan geser pada sudu kincir (a) karbon silikat (b)
boroaluminium (c) fiberglass
2.2.2 Laju Korosi
Menurut F. Corvo, T. Perez, L.R. Dzib, dkk, Corrosion Science Vol 50
(2008) yang berjudul “Outdoor-indoor corrosion of metal in tropical coastal
atmospheres” telah meneliti laju korosi pada empat jenis logam diantaranya
baja karbon, tembaga, zink dan aluminium dengan tiga kondisi perkorosian.
Outdoor atau pada udara terbuka di pesisir pantai, sheltered atau diberi
perlindungan berupa atap sehingga logam akan terkena kondisi udara pesisir
pantai namun tidak terpengaruh oleh presipitasi atau tidak terkena hujan.
Kondisi ketiga dimana dibuat media perlindungan dan hanya diberikan
ventilasi saja untuk masuknya udara terbuka pesisir pantai (vent sheltered).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Tabel 3.11 Laju korosi dari baja, tembaga, zink, dan aluminium dalam (g/m2)
di Viriato stasiun pesisir (Kuba)
Pada jurnal penelitian ini aluminium yang diberi perlakuan korosi secara
outdoor atau pada kondisi udara pesisir pantai tanpa perlindungan apapun,
menghasilkan laju korosi 2,15 gram/m2 dengan rentang waktu enam bulan.
Diharapkan pada penelitian ini hasil laju korosi benda uji Al – Si – Cu yang
diberi perlakuan korosi selama empat bulan dapat mendekati angka tersebut.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir
Berikut akan dipaparkan mengenai tahapan yang penulis lakukan dalam
proses penyusunan naskah penelitian menggunakan diagram alir di bawah ini.
Gambar 3.1 Diagram alir
Persiapan alat dan
bahan yang diperlukan
Peleburan
Aluminium Kondisi
Awal
Peleburan Aluminium dengan
penambahan komposisi
8,5%Silikon Tembaga 8%
Pengecoran dan Machining
dengan Perlakuan Korosi
Uji Tarik Pengujian
Perubahan Massa
Pembahasan
Kesimpulan
Pengujian Massa
Jenis
Tanpa Perlakuan Korosi
Uji Tarik
Uji Komposisi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
3.2 Bahan dan Alat Penelitian
3.2.1 Bahan Penelitian
Beberapa bahan yang diperlukan dalam membuat benda uji adalah aluminium,
silikon dan tembaga. Aluminium dan tembaga diperoleh di Yogyakarta dipotong
kecil-kecil, selanjutnya silikon yang diperoleh di Ceper, Klaten ditumbuk hingga
halus. Alat-alat yang diperlukan antara lain cetakan gerabah, kowi, tabung solar,
thermokopel, dan pembakar (burner). Proses pengecoran tersebut akan
menghasilkan dua jenis spesimen uji, yaitu :
1. Aluminium kondisi awal.
2. Paduan aluminium silikon tembaga dengan komposisi silikon 8,5%
tembaga 8%.
3.2.2 Alat-alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam proses pengujian antara lain :
a. Mesin Uji Tarik,
Digunakan untuk melakukan pengujian tarik dan untuk mengetahui nilai
tegangan tarik dari spesimen yang diuji. Terdapat di Laboratorium Ilmu
Logam, Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.
Gambar 3.2 Mesin uji tarik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Gambar 3.3 Printer pada mesin uji tarik
b. Neraca digital
Neraca digital berungsi untuk mengetahui massa dari benda uji. Terdapat
di Laboratorium Analisa Pusat, Jurusan Farmasi Universitas Sanata
Dharma.
Gambar 3.4 Neraca digital
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
c. Gelas ukur
Gambar 3.5 Gelas ukur
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
3.3 Proses Peleburan Logam
3.3.1 Bahan Coran
Bahan-bahan yang digunakan dalam proses pengecoran antara lain:
a. Aluminium
Aluminium sebagai bahan utama dari paduan Al-Si-Cu. Aluminium yang
dipakai pada penelitian ini berbentuk silinder dengan diameter 3,7 cm dan
panjang 100 cm. Aluminium ini dibeli di Yogyakarta dan sudah diuji
komposisi di Laboratorium Logam, Politeknik Manufaktur Ceper. Untuk
pengecoran aluminium kondisi awal, aluminium yang dipergunakan seberat
1,4838 kg atau dipotong sepanjang 50,2482 cm.
Gambar 3.6 Aluminium
b. Tembaga
Tembaga sebagai bahan paduan dari Al-Si-Cu yang dapat membantu
meningkatkan tegangan tarik dari bahan. Tembaga yang dipakai pada
penelitian ini berbentuk silinder dengan diameter 0,8 cm dan panjang 100 cm,
dibeli di Yogyakarta. Untuk pengecoran paduan, tembaga yang dipergunakan
seberat 68 gram.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Gambar 3.7 Tembaga
c. Batuan silikon metal
Silikon sebagai bahan paduan dari Al-Si-Cu yang dapat membantu
meningkatkan ketahanan korosi dan meningkatkan keuletan dari bahan.
silikon yang dipakai pada penelitian ini berbentuk batuan silikon metal.
Batuan silikon metal ini didapatkan di daerah pengecoran Ceper, Klaten.
Untuk pengecoran paduan, silikon dipergunakan seberat 123,2 gram.
Gambar 3.8 Batuan silikon metal
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
3.3.2 Alat –alat yang digunakan
Alat-alat yang digunakan dalam proses pengecoran antara lain :
1. Tabung solar
Sebagai media untuk menampung udara dan bahan bakar.
Gambar 3.9 Tabung solar
2. Selang tembaga
Berfungsi sebagai media untuk mendistribusikan udara dan bahan bakar ke
burner.
Gambar 3.10 Selang tembaga
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
3. Burner
Digunakan untuk menyemprotkan bahan bakar yang bercampur dengan
udara bertekanan ke dalam tungku tanah liat agar terjadi pembakaran yang
sempurna.
Gambar 3.11 Burner
4. Pompa
Digunakan untuk mengisikan udara ke dalam tangki solar.
Gambar 3.12 Pompa
5. Tang penjepit
Berfungsi untuk menjepit dan mengangkat kowi tanah liat dari tungku
pada saat proses penuangan cairan ke dalam cetakan tanah liat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Gambar 3.13 Tang penjepit
6. Tungku Tanah liat
Media pengapian yang digunakan selama proses peleburan dan pembuatan
bahan uji.
Gambar 3.14 Tungku tanah liat
7. Kowi tanah liat
Digunakan sebagai media peleburan material-material coran.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Gambar 3.15 Kowi tanah liat
8. Thermokopel
Berfungsi sebagai alat pengukur suhu pada saat proses peleburan material
di dalam kowi tanah liat.
Gambar 3.16 Thermokopel
9. Stopwatch
Untuk mengetahui berapa lama waktu peleburan dari masing-masing
material.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Gambar 3.17 Stopwatch
10. Kunci pas ring
Berfungsi untuk mengencangkan mur yang berada di ujung burner dan
mengencangkan mur yang menghubungkan selang tembaga dengan tabung
solar dan burner.
Gambar 3.18 Kunci pas ring
11. Cetakan gerabah
Berfungsi sebagai media untuk menampung cairan coran hingga benar-
benar kering.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Gambar 3.19 Cetakan gerabah
12. Palu
Digunakan untuk memecahkan cetakan-cetakan gerabah ketika hasil coran
sudah kering.
Gambar 3.20 Palu
13. Gergaji tangan
Berfungsi untuk memotong bahan-bahan yang akan dilebur seperti
aluminium dan tembaga.
Gambar 3.21 Gergaji tangan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
14. Kikir bulat
Kikir bulat mempunyai fungsi untuk melebarkan lubang pada cetakan agar
lebih rapi dan tidak menghalangi cairan yang nanti akan masuk ke dalam
cetakan.
Gambar 3.22 Kikir bulat
15. Sarung tangan tahan api
Sarung tangan tahan api digunakan pada saat proses penuangan cairan
coran ke cetakan gerabah agar tangan kita terlindung dari panasnya api.
Gambar 3.23 Sarung tangan tahan api
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
3.3.3 Proses Persiapan Pengecoran Logam
Proses persiapan sebelum peleburan logam adalah sebagai berikut :
1. Aluminium (Al), silikon (Si), dan tembaga (Cu) yang sudah ditimbang dan
dikelompokkan disiapkan.
2. Aluminium (Al) yang berbentuk silinder dipotong kecil-kecil.
3. Batuan silikon metal (Si) ditumbuk hingga halus untuk memudahkan
proses peleburan, kemudian timbang sesuai dengan komposisinya.
4. Tembaga (Cu) yang berbentuk silinder ditimbang sesuai komposisinya dan
dipotong.
5. Bahan bakar solar dan corong untuk pengisian disiapkan.
6. Tabung bertekanan diisi solar secukupnya lalu diberi tekanan angin
dengan memakai pompa hingga bar tekanan penuh.
7. Burner dibersihkan dengan gas bertekanan dan diberi TBA pada
penghubung selang tembaga.
8. Selang tembaga disambungkan dengan tabung bertekanan dan burner.
Diberi TBA dan dikencangkan menggunakan kunci pas ukuran delapan.
9. Kowi diletakkan didalam tungku dan dibawahnya diberi batu tahan api
agar semburan dari burner pas menuju ke kowi.
10. Pada tempat keluarnya api pada burner dituang oli untuk membantu
pemanasan burner.
11. Api dinyalakan pada burner dan tunggu sampai panas.
3.3.4 Proses Peleburan dan Pengecoran Logam
Prosedur peleburan adalah sebagai berikut :
1. Aluminium (Al), silikon (Si), dan tembaga (Cu) yang sudah ditimbang dan
dikelompokkan disiapkan.
2. Aluminium (Al), silikon (Si), dan tembaga (Cu) dimasukkan ke dalam
kowi sesuai dengan komposisinya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
3. Kowi diletakkan di dalam tungku dan dibawahnya diberi batu tahan api
agar semburan dari burner menuju ke kowi.
4. Ujung lubang keluarnya api pada burner dituang oli untuk membantu
pemanasan burner.
5. Api dinyalakan pada burner dan tunggu sampai panas.
6. Stopwatch dinyalakan seiring dengan mulai dinyalakannya burner, untuk
menghitung waktu yang diperlukan selama peleburan.
7. Setelah burner mulai panas dan solar mulai menyembur. Tuas tabung
bertekanan dibuka (dilakukan penyetelan nyala api burner).
8. Setelah kurang lebih lima menit, nyala api akan menunjukan pengapian
sempurna.
9. Aluminium (Al) mulai melunak sekitar 40 menit.
10. Kowi ditutup agar tidak terdapat panas yang terbuang.
11. Paduan material dalam kowi diaduk agar aluminium (Al), silikon (Si) dan
tembaga (Cu) tercampur dengan baik.
12. Sekitar 56 menit bahan sudah terlebur sempurna dengan temperatur 927o
C.
13. Panas diukur dengan menggunakan thermokopel dan dicatat.
14. Kowi dapat diangkat dari tungku dengan tang penjepit dengan sebelumnya
tangan kita sudah memakai sarung tangan, selanjutnya dituang kedalam
cetakan gerabah yang sudah dipersiapkan.
15. Penuangan membutuhkan waktu kurang lebih sekitar lima detik.
3.3.5 Pembongkaran Hasil Coran
Paduan yang sudah dicor akan didiamkan selama enam jam hingga kering
sempurna. Cetakan terbuat dari tanah liat atau gerabah, maka dalam proses
pembongkaran hasil coran dilakukan dengan cara memukul dengan palu hingga
cetakan pecah dan pecahkan diseluruh bagian cetakan hingga tidak ada benda uji
yang menempel dengan cetakan. Setelah berhasil dibongkar maka selanjutnya
benda uji akan dibentuk dengan menggunakan milling dan bubut (machining).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Gambar 3.24 Hasil pengecoran
3.4 Pembuatan Benda Uji
Hasil coran berupa dua plat kotak dengan ukuran 15 cm x 15 cm x 3cm
selanjutnya akan diratakan dengan mesin milling, benda uji akan diratakan
sehingga mencapai ketebalan 2 - 2,5 cm. Hasil coran digergaji menjadi sepuluh
bagian, dan dibubut hingga membentuk silinder dengan dimensi 12 cm x 1 cm x 1
cm, sehingga menghasilkan 15 spesimen benda uji. Dalam empat bulan, per
bulannya tiga spesimen yang akan diuji ketahanan korosinya, masing-masing akan
diuji tarik. Sebagai dasar acuan tiga spesimen dengan umur nol bulan, akan diuji
massa jenis dan uji tarik.
Gambar 3.25 Tabel Standar Tes Tegangan dengan spesimen bundar dan contoh
spesimen ukuran kecil yang proposional sebagai standar spesimen
(Sumber : ASTM A370. : Standard Test Method and Definitions for Mechanical
Testing of Steel Products)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
Menurut tabel ASTM A370 seperti pada Gambar 5.4 sebagai spesimen
uji tarik penulis mengambil ukuran standar yaitu, Small-Size Spesimens
Proportional to Standard dengan Nominal Diameter 6.25 mm, Gage length (G)
25.0 mm, Diameter (D) 6.25, Radius of fillet (R) 5 mm, dan Length of reduced
section (A) 32 mm. Berikut dimensi spesimen uji tarik seperti tersaji dalam
Gambar 5.5.
Gambar 3.26 Dimensi spesimen
3.5 Tahap Pengujian Bahan
3.5.1 Pengujian Masa Jenis
Pengujian massa jenis adalah sebagai berikut :
a. Spesimen yang sudah melalui proses machining diberi nomor menurut
komposisi, antara aluminium kondisi awal dan aluminium dengan
penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga.
b. Sebelum diberi perlakuan korosi, semua spesimen diberi nomor, ditimbang
dan diukur volumenya.
c. Spesimen ditimbang dengan menggunakan neraca digital sebagai data (m).
d. Spesimen diukur volumenya dengan menggunakan gelas ukur berkapasitas
50 ml.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
e. Gelas ukur diisi air sebanyak 40 ml.
f. Spesimen dimasukkan ke dalam gelas ukur. Selisih penambahan volume
dicatat sebagai data (v).
g. Data spesimen kemudian ditentukan massa jenisnya dengan menggunakan
rumus:
𝜌 =𝑚
𝑣
Dengan, 𝜌 adalah massa jenis dengan satuan gram/dm3, 𝑚 merupakan
massa spesimen (gram), dan 𝑣 merupakan volume (dm3).
3.5.2 Pengujian Tegangan Tarik
Pengujian tarik dilakukan dengan tujuan untuk menentukan sifat-sifat
mekanis material antara lain kekuatan tarik dan regangan.
Proses pengujian tarik adalah sebagai berikut :
a. Benda uji dipasang pada penjepit atau chuck atas dan bawah pada alat uji
tarik. Penjepit bawah dinaikkan dan diturunkan dengan kecepatan lambat,
sehingga penjepit benda uji dalam posisi yang tepat, diusahakan agar
kedudukan dari benda uji benar-benar vertikal, kemudian kedua penjepit
atau chuck dikencangkan.
Gambar 3.27 Benda uji dijepit pada chuck
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
b. Benda uji diberi beban tarik, sehingga benda uji akan bertambah panjang
dan sampai pada saat benda uji tersebut akan putus atau patah. Perpatahan
yang diharapkan adalah pada bagian panjang ukur dari benda uji, apabila
patah terjadi di luar panjang ukur benda uji, pengujian tersebut dinyatakan
gagal. Dimensi panjang ukur yang dipakai pada spesimen ini yaitu 2,5 cm.
c. Data yang perlu dicatat sebelum melakukan uji tarik adalah gage length
atau panjang awal daerah ukur (𝐿0), diameter daerah ukur (d).
Gambar 3.28 Dimensi panjang ukur
d. Data yang didapatkan kemudian dicatat selama pengujian tarik
(pertambahan beban dan pertambahan panjang) dengan interval yang
ditentukan.
e. Beban tarik maksimum dan kekuatan tarik maksimum setelah spesimen
putus dicatat (𝐹).
f. Pertambahan panjang yang tertera pada mesin uji tarik dicatat setelah
spesimen patah (∆𝐿).
g. Hasil penelitian tegangan tarik dan regangan dapat dihitung dengan rumus:
𝜎 =𝐹
𝐴
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
Dengan, 𝜎 adalah tegangan tarik dengan satuan kg/mm2, 𝐹 merupakan
beban penarikan (kg), dan 𝐴 merupakan luas penampang (mm2).
𝜀 =∆𝐿
𝐿0
Dengan, 𝜀 adalah regangan, ∆𝐿 merupakan pertambahan panjang spesimen
(mm), dan 𝐿0 merupakan gage length atau panjang awal daerah ukur (mm).
3.5.3 Pengujian Korosi
Proses tahapan pengujian korosi adalah sebagai berikut :
a. Benda uji yang sudah dicor dengan variasi masing-masing akan dipotong
dengan dimensi yang sudah ditentukan sebanyak 12 buah.
Gambar 3.29 Benda uji
b. Sebelum masuk dalam tahap korosi, semua benda uji ditimbang untuk
nantinya digunakan sebagai data m0.
c. Spesimen terdiri dari dua variasi, aluminium kondisi awal dan aluminium
dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga. Masing
masing memiliki 12 buah spesimen.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
d. Benda uji yang berjumlah 12 digantung dengan tali pada ketinggian dua
meter di pinggir Pantai Taman Pelangi, Bantul untuk diberi perlakuan
korosi.
Gambar 3.30 Benda uji digantung
e. Setiap 30 hari akan ditimbang dengan neraca digital untuk melihat
perubahan massa yang terjadi dari benda uji sebagai efek dari reaksi korosi
dan kemudian digunakan sebagai data mn.
Gambar 3.31 Penimbangan benda uji
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
f. Data m diperoleh dari perhitungan mn-m0.
g. Penelitian korosi ini dilakukan selama empat bulan dan akan dihitung laju
korosinya dengan cara :
𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑘𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖 =𝑚
𝐴. 𝑡
Dengan mdd merupakan satuan dari laju korosi [ 𝑚𝑔
𝑑𝑚2 . 𝑑𝑎𝑦 ⁄ ], m adalah
massa benda setelah mengalami proses korosi disetiap bulan (gram), A adalah
luas penampang (𝑑𝑚2), dan t merupakan time atau umur spesimen mengalami
korosi (hari atau day)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
Pada pengujian ini, aluminium diberi penambahan komposisi 8,5% silikon
dan 8% tembaga. Bahan aluminium yang penulis pergunakan didapat di
Yogyakarta dan sudah melalui uji komposisi di Politeknik Manufaktur,
Laboratorium Logam, Ceper, Klaten. Hasil pengujian komposisi dapat dilihat
pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Komposisi aluminium
UNSUR SAMPEL UJI
15/S-1961 (%) Deviasi
Al 98.64 0.1082
Si 0.194 0.0065
Fe 0.24 0.0142
Cu 0.17 0.0007
Mn 0.0438 0.0002
Mg <0.05 <0
Cr <0.015 <0
Ni <0.02 <0.0000
Zn 0.505 0.101
Sn <0.05 <0.0000
Ti 0.0148 0.0017
Pb <0.03 <0.0000
Be <0.0001 <0.0000
Ca 0.031 0.0002
Sr <0.0005 <0.0000
V 0.0222 0.0016
Zr <0.003 <0.0000
Pada Tabel 4.1 paduan komposisi aluminium dapat dilihat aluminium
sudah memiliki kadar silikon sebesar 0,194% dan tembaga sebesar 0,17%, maka
kadar silikon yang ditambahkan pada aluminium sebanyak 8.306% dan kadar
tembaga yang ditambahkan pada aluminium sebesar 7.83%.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Gambar 4.1 Metal scan
4.1.1 Data Penelitian Pengujian Massa Jenis
Pengujian massa jenis dilakukan pada spesimen aluminium kondisi awal
dan spesimen aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%
tembaga. Penghitungan dilakukan dengan pengukuran volume dan massa yang
telah diukur menggunakan gelas ukur dan neraca digital. Massa dan massa jenis
dari semua spesimen diukur pada kondisi awal sebelum dikorosikan di pinggir
pantai. Perhitungan massa jenis diperoleh dengan:
𝑚 = 21,325 𝑔𝑟𝑎𝑚
𝑣 = 7 𝑚𝑙 = 0,007 𝑑𝑚3
𝜌 =𝑚
𝑣
𝜌 =21,325 𝑔𝑟𝑎𝑚
0,007 𝑑𝑚3
𝜌 = 3046.42 𝑔𝑟𝑎𝑚
𝑑𝑚3⁄
Hasil pengujian massa jenis aluminium kondisi awal dan aluminium
dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga dapat dilihat pada
Tabel 4.2 dan Tabel 4.3.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
Tabel 4.2 Massa jenis aluminium kondisi awal
Nomor spesimen
Volume (ml)
Volume (dm3)
Massa (gram)
Massa jenis (gram/dm³)
1 7,30 0,0073 19,818 2714,79
2 6,30 0,0063 17,111 2716,03
3 6,40 0,0064 17,573 2745,78
4 6,60 0,0066 17,388 2634,55
5 6,80 0,0068 17,993 2646,03
6 7,50 0,0075 20,169 2689,20
7 7,30 0,0073 19,958 2733,97
8 7,30 0,0073 19,388 2655,89
9 7,30 0,0073 19,521 2674,11
10 7,30 0,0073 19,426 2661,10
11 6,60 0,0066 17,422 2639,70
12 7,30 0,0073 19,391 2656,30
13 7,30 0,0073 19,518 2673,70
14 7,30 0,0073 19,371 2653,56
15 6,30 0,0063 16,526 2623,17
Tabel 4.3 Massa jenis aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon
dan 8% tembaga
Nomor spesimen
Volume (ml)
Volume (dm3)
Massa (gram)
Massa jenis (gram/dm³)
1 7,00 0,0070 21,226 3032,29
2 7,00 0,0070 21,325 3046,43
3 7,40 0,0074 21,597 3085,29
4 7,70 0,0077 21,021 3003,00
5 7,60 0,0076 21,322 3003,10
6 7,70 0,0077 20,961 2722,21
7 7,10 0,0071 20,732 2961,71
8 7,60 0,0076 20,667 2719,34
9 7,20 0,0072 21,384 3054,86
10 7,60 0,0076 20,978 2760,26
11 7,30 0,0073 21,350 3007,04
12 7,50 0,0075 21,045 3006,43
13 7,00 0,0070 21,089 3012,71
14 7,60 0,0076 20,757 2767,60
15 7,40 0,0074 21,188 3026,86
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Perhitungan standar deviasi :
s =√∑𝑁
𝑗=1 (𝑋𝑗−𝑋 ̅)2
(𝑁−1)
Pada massa jenis Tabel 4.2 dan Tabel 4.3 terdapat data yang kurang baik
sehingga diperlukan perhitungan ulang menggunakan rumus standar deviasi.
Berikut akan ditampilkan kembali data massa jenis yang sudah diperbaiki
menggunakan rumus standar deviasi. Data akan disajikan pada Tabel 4.4 dan
Tabel 4.5.
Tabel 4.4 Massa jenis aluminium kondisi awal setelah mempergunakan
perhitungan standar deviasi
Nomor spesimen
Volume (ml)
Volume (dm³)
Massa (gram)
Massa jenis (gram/dm³)
5 6,80 0,0068 17,993 2646,03
6 7,50 0,0075 20,169 2689,20
8 7,30 0,0073 19,388 2655,89
9 7,30 0,0073 19,521 2674,11
10 7,30 0,0073 19,426 2661,10
11 6,60 0,0066 17,422 2639,70
12 7,30 0,0073 19,391 2656,30
13 7,30 0,0073 19,518 2673,70
14 7,30 0,0073 19,371 2653,56
Rata – rata 2661,06
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
Tabel 4.5 Massa jenis aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon
dan 8% tembaga setelah mempergunakan perhitungan standar deviasi
Nomor spesimen
Volume (ml)
Volume (dm³)
Massa (gram)
Massa jenis (gram/dm³)
1 7,40 0,0074 21,597 3032,29
2 7,60 0,0076 21,322 3046,43
4 7,10 0,0071 20,732 3003,00
5 7,20 0,0072 21,384 3003,10
7 7,6 0,0076 20,978 2961,71
9 7,30 0,0073 21,350 3054,86
11 7,50 0,0075 21,045 3007,04
12 7,40 0,0074 21,188 3006,43
13 7 0,0070 21,089 3012,71
15 7 0,0070 21,188 3026,86
Rata – rata 3015,44
4.1.2 Data Penelitian Pengujian Tegangan Tarik
Pengujian tegangan tarik dilakukan pada spesimen aluminium kondisi
awal dan spesimen aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan
8% tembaga. Pengujian menggunakan alat uji tarik, menghasilkan nilai beban
tarik (kg), elongation atau pertambahan panjang (mm) dan print out grafik
hubungan beban dan pertambahan panjang. Adapun penghitungan tegangan tarik
dilakukan dengan rumus :
𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 (𝑑) = 6,15 𝑚𝑚
𝐴 =𝜋
4× 𝑑2 =
3,14
4× (6,15 𝑚𝑚)2 = 29,69 𝑚𝑚2
𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 = 427,5 𝑘𝑔
𝑔 = 9,8 𝑚/𝑠
𝜎 =𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛
𝐴
𝜎 =427,5 𝑘𝑔
6,15 𝑚𝑚2= 14,40
𝑘𝑔𝑚𝑚2⁄
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
𝜎 = 14,40 𝑘𝑔
𝑚𝑚2⁄ × 9,8 𝑚𝑠2⁄ = 141,105 𝑀𝑝𝑎
Hasil pengujian tarik aluminium kondisi awal dan aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga dapat dilihat pada Tabel 4.6 dan Tabel
4.7.
Tabel 4.6 Tegangan tarik aluminium kondisi awal
Nomor spesimen
Gage length (mm)
Diameter (mm)
Beban (kg)
Elongasi ∆L(mm)
A (mm²)
ɛ σ
(kg/mm²) σ
(Mpa) Massa jenis (gram/dm³)
Umur
1 2,50 6,40 383,20 0,10 32,15 4,00% 11,92 116,79 2714,79 0
bulan 2 2,50 6,15 338,20 0,05 29,69 2,00% 11,39 111,63 2716,03
3 2,50 6,10 327,00 0,10 29,21 4,00% 11,19 109,71 2745,78
4 2,50 6,30 369,50 0,25 31,26 10,00% 11,86 116,22 2634,55 1
bulan 5 2,50 6,25 250,10 0,10 30,66 4,00% 8,16 79,93 2646,03
6 2,50 6,20 318,00 0,20 30,18 8,00% 10,54 103,28 2689,20
7 2,50 6,25 186,20 0,05 30,66 2,00% 6,07 59,51 2733,97 2
bulan 8 2,50 6,30 205,10 0,05 31,16 2,00% 6,58 64,51 2655,89
9 2,50 6,25 269,50 0,10 30,66 4,00% 8,79 86,13 2674,11
10 2,50 6,30 273,60 0,15 31,16 6,00% 8,78 86,06 2661,10 3
bulan 11 2,50 6,30 75,40 0,05 31,16 2,00% 2,42 23,72 2639,70
12 2,50 6,30 152,70 0,15 31,16 6,00% 4,90 48,03 2656,30
13 2,50 6,25 73,40 0,05 30,66 2,00% 2,39 23,46 2673,70 4
bulan 14 2,50 6,30 118,60 0,10 31,16 4,00% 3,81 37,30 2653,56
15 2,50 6,25 69,60 0,05 30,66 2,00% 2,27 22,24 2623,17
Tabel 4.7 Tegangan tarik paduan aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga
Nomor spesimen
Gage length (mm)
Diameter (mm)
Beban (kg)
Elongasi ∆L(mm)
A (mm²)
ɛ σ
(kg/mm²) σ
(Mpa) Massa jenis (gram/dm³)
Umur
1 2,50 6,15 413,10 0,15 29,69 6,00% 13,91 136,352 3032,29 0
bulan 2 2,50 6,15 427,50 0,05 29,69 2,00% 14,40 141,105 3046,43
3 2,50 6,15 369,20 0,10 29,69 4,00% 12,43 121,861 3085,29
4 2,50 6,10 348,90 0,10 29,21 4,00% 11,94 117,057 3003,00 1 bulan 5 2,50 6,20 325,20 0,10 30,18 4,00% 10,78 105,615 3003,10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
Nomor spesimen
Gage length (mm)
Diameter (mm)
Beban (kg)
Elongasi ∆L(mm)
A (mm²)
ɛ σ
(kg/mm²) σ
(Mpa) Massa jenis (gram/dm³)
Umur
6 2,50 6,20 84,10 0,05 30,18 2,00% 2.79 27,313 2722,21 1
bulan
7 2,50 6,15 247,40 0,10 29,69 4,00% 8,33 81,659 2961,71 2
bulan 8 2,50 6,15 184,20 0,10 29,69 4,00% 6,20 60,799 2719,34
9 2,50 6,15 253,20 0,10 29,69 4,00% 8,53 83,574 3054,86
10 2,50 6,15 54,10 0,05 29,69 2,00% 1,82 17,857 2760,26 3
bulan 11 2,50 6,15 119,30 0,05 29,69 2,00% 4,02 39,377 3007,04
12 2,50 6,15 316,30 0,05 29,69 2,00% 10,65 104,401 3006,43
13 2,50 6,15 320,70 0,05 29,69 2,00% 10,80 105,853 3012,71
4bulan 14 2,50 6,15 41,50 0,05 29,69 2,00% 1,40 13,698 2767,60
15 2,50 6,15 96,30 0,05 29,69 2,00% 3,24 31,786 3026,86
4.1.3 Data Penelitian Pengujian Korosi
Pengujian laju korosi dilakukan pada spesimen aluminium kondisi awal
dan spesimen aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%
tembaga. Penghitungan dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Massa awal seluruh spesimen ditimbang dengan menggunakan neraca
digital, sebelum mengalami proses korosi.
2. Spesimen yang telah dikorosikan, setiap bulan massanya ditimbang
menggunakan neraca digital.
3. Diameter awal seluruh spesimen diukur sebelum dikorosikan
menggunakan jangka sorong.
4. Setelah mengalami proses korosi, dilakukan pengukuran diameter
menggunakan jangka sorong pada spesimen.
5. Perhitungan laju korosi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Hasil perubahan massa setelah dikorosikan di pantai, aluminium kondisi awal dan
aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga dapat
dilihat pada Tabel 4.8 dan Tabel 4.9.
Tabel 4.8 Perubahan massa aluminium kondisi awal
Nomor spesimen
Umur (bulan) Selisih massa
Massa (gram)
0 1 2 3 4
1 19,958 - - - - -
2 19,388 - - - - -
3 19,518 - - - - -
4 19,818 19,822 - - - 0,004
5 17,111 17,123 - - - 0,012
6 17,573 17,577 - - - 0,004
7 17,388 - 17,404 - - 0,016
8 19,521 - 19,532 - - 0,011
9 19,371 - 19,387 - - 0,016
10 17,993 - - 18,012 - 0,019
11 19,391 - - 19,402 - 0,011
12 16,526 - - 16,538 - 0,012
13 20,169 - - - 20,188 0,019
14 19,426 - - - 19,443 0,017
15 17,422 - - - 17,447 0,025
Tabel 4.9 Perubahan massa aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%
silikon dan 8% tembaga
Nomor spesimen
Umur (bulan) Selisih massa
Massa (gram)
0 1 2 3 4
1 21,226 - - - - -
2 21,325 - - - - -
3 21,597 - - - - -
4 21,021 21,058 0,037
5 21,322 21,290 -0,032
6 20,961 20,976 0,015
7 20,732 20,753 0,021
8 20,667 20,705 0,038
9 21,384 21,325 -0,059
10 20,978 20,987 0,009
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Nomor spesimen
Umur (bulan) Selisih massa
Massa (gram)
0 1 2 3 4
11 21,350 21,278 -0,072
12 21,045 21,097 0,052
13 21,089 21,101 0,012
14 20,757 20,775 0,018
15 21,188 21,070 -0,118
Perlakuan korosi selama empat bulan berpengaruh pada penambahan
diameter. Perubahan diameter spesimen setelah dikorosikan di pantai, aluminium
kondisi awal dan aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%
tembaga dapat dilihat pada Tabel 4.10 dan Tabel 4.11
Tabel 4.10 Perubahan diameter aluminium kondisi awal
Nomor spesimen
d1 dan d3 awal (mm)
d2 awal (mm) d1 dan d3
setelah terkorosi (mm)
d2 setelah
terkorosi (mm)
Lama korosi
1 10 6,35 - -
0 bulan 2 10 6,15 - -
3 10 6,15 - -
4 10 6,30 10,10 6,40
1 bulan 5 10 6,25 10,05 6,20
6 10 6,30 10,05 6,20
7 10 6,35 10,05 6,35
2 bulan 8 10 6,15 10,10 6,30
9 10 6,25 10,10 6,30
10 10 6,30 10,15 6,35
3 bulan 11 10,20 6,30 10,30 6,40
12 10 6,30 10,10 6,35
13 10 6,10 10,10 6,40
4 bulan 14 10 6,25 10,15 6,30
15 10 6,20 10,10 6,30
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
Tabel 4.11 Perubahan diameter aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%
silikon dan 8% tembaga
Nomor spesimen
d1 dan d3 awal (mm)
d2 awal (mm) d1 dan d3
setelah terkorosi (mm)
d2 setelah
terkorosi (mm)
Lama korosi
1 10 6,35 - -
0 bulan 2 10 6,35 - -
3 10 6,35 - -
4 10 6,30 10,10 6,35
1 bulan 5 10 6,35 10,10 6,45
6 10 6,30 10,05 6,35
7 10 6,30 10,05 6,35
2 bulan 8 10 6,30 10,10 6,40
9 10 6,30 10,05 6,35
10 9,9 6,30 10,05 6,40
3 bulan 11 10 6,30 9,95 6,25
12 10 6,30 10,10 6,40
13 10 6,35 10,10 6,45
4 bulan 14 10 6,30 10,10 6,40
15 10 6,30 10,05 6,40
Pada Tabel 4.9 perubahan massa aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%
silikon dan 8% tembaga terdapat penurunan massa pada nomor spesimen 5, 9, 11,
dan 15. Sehingga laju korosi dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut :
Gambar 4.2 Desain spesimen tegangan tarik aluminium kondisi awal dan
aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%
tembaga menurut ASTM A370
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
𝑑1 & 𝑑3 = 10 𝑚𝑚
𝑑2 = 6,2 𝑚𝑚
𝑡1 & 𝑡3 = 42 𝑚𝑚
𝑡2 = 25,60 𝑚𝑚
𝑎1 & 3 = 𝜋 × 𝑑 × 𝑡 = 3,14 × 10 𝑚𝑚 × 42 𝑚𝑚 = 1318,80 𝑚𝑚2
𝑎2 = 498,38 𝑚𝑚2
𝑏1 & 3 =𝜋
4× 𝑑2 =
3,14
4× (10 𝑚𝑚)2 = 78,5 𝑚𝑚2
𝐴 = 𝑎1 + 𝑎2 + 𝑎3 + 𝑏1 + 𝑏3
𝐴 = (2 × 1318,80 𝑚𝑚2) + 498,38 𝑚𝑚2 + (2 × 78,5 𝑚𝑚2)
𝐴 = 3292,98 𝑚𝑚2
Tabel 4.12 Tabel Dimensi dan Luas Penampang (A) Spesimen Nomor 5, 9, 11,
dan 15 dari Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8%
Tembaga
Nomor Spesimen
d1 (mm)
d2 (mm)
d3 (mm)
t1 (mm)
t2 (mm)
t3 (mm)
a1 (mm2)
a2 (mm2)
a3 (mm2)
b1 (mm2)
b3 (mm2)
A (mm2)
5 10 6,2 10 42 26,70 42 1318,80 519,79 1318,80 78,5 78,5 3314,39
9 10 6,2 10 42 25,60 42 1318,80 498,38 1318,80 78,5 78,5 3292,98
11 10 6,2 10 42 26,50 42 1318,80 515,90 1318,80 78,5 78,5 3310,50
15 10 6,2 10 42 25,00 42 1318,80 486,70 1318,80 78,5 78,5 3281,30
𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐾𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖 (𝑚𝑑𝑑) =𝑚
𝐴 × 𝑡
𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐾𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖 (𝑚𝑑𝑑) =59 𝑚𝑔
0,329 𝑑𝑚3 × 60 𝑑𝑎𝑦= 2,986 𝑚𝑑𝑑
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Laju Korosi Spesimen 5, 9, 11, dan 15 dari
Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga
Nomor spesimen
A (dm3) Perubahan
massa (mg)
Waktu (day)
Laju korosi (mdd)
5 0,331 32 30 3,218
9 0,329 59 120 2,986
11 0,279 72 60 2,863
15 0,328 118 60 2,997
4.2 Pembahasan
Proses pembuatan dan peleburan spesimen dilakukan secara manual
menggunakan burner dengan bahan bakar solar, media yang digunakan dalam
pengecoran adalah cetakan tanah liat. Proses machining dilakukan dengan gergaji,
mesin milling, dan mesin bubut, menghasilkan 30 buah spesimen yang terdiri dari
15 buah spesimen aluminium kondisi awal dan 15 buah spesimen aluminium
dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga. Semua spesimen
ditimbang di Laboratorium Analisa Pusat, Fakultas Farmasi, Universitas Sanata
Dharma, kemudian diberi nomor. Pada tanggal 15 Desember 2015 spesimen mulai
diberi perlakuan korosi dengan digantung setinggi dua meter di pinggir Pantai
Pelangi, Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Setiap tanggal 15 dengan rentan
satu bulan, tiga buah spesimen diambil sebagai data korosi dan data tegangan
tarik. Setelah diambil, spesimen ditimbang di Laboratorium Analisa Pusat
kemudian dilakukan pengujian tarik di Laboratorium Fakultas Teknik Mesin,
Universitas Sanata Dharma.
Proses pengambilan benda uji di pantai dilakukan sebanyak empat kali
berutut-turut setiap tanggal 15 dengan rentan waktu satu bulan, untuk data bulan
pertama, kedua, ketiga, dan keempat sehingga pengambilan data korosi berakhir
pada tanggal 15 April 2016.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
4.2.1 Pembahasan Pengujian Massa Jenis
Pada Tabel 4.4 dan Tabel 4.5, massa jenis menunjukan perbedaan rata-rata
aluminium kondisi awal yaitu 2674,53 gr/dm3, dan aluminium dengan
penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga yaitu 2947,28 gram/dm3.
Peningkatan massa jenis dari paduan Al-Si-Cu dikarenakan 8% massa aluminium
digantikan oleh 8% massa tembaga, dari massa jenis tembaga teoritis yaitu 8930
gram/dm3. Massa jenis paduan Al-Si-Cu ini juga dipengaruhi 8,5% massa silikon
yang menggantikan 8,5% massa aluminium dengan massa jenis silikon teoritis
2329 gram/dm3.
Perbedaan massa jenis aluminium kondisi awal sebelum proses pengecoran
yaitu 2698,51 gram/dm3, dan sesudah proses pengecoran yaitu 2674,526
gram/dm3 disebabkan karena proses pengecoran yang dilakukan secara manual.
Pengecoran secara manual memiliki kemungkinan adanya udara yang terjebak di
dalam spesimen saat pengecoran dan menyebabkan adanya kekosongan (vacancy)
pada batas butir sehingga menyebabkan turunnya massa jenis dari benda uji.
4.2.2 Pembahasan Pengujian Tegangan Tarik Terhadap Korosi
Pada Tabel 4.6 dan Tabel 4.7 nilai tegangan tarik menunjukan perbedaan
antara aluminium kondisi awal dan aluminium dengan penambahan komposisi
8,5% silikon dan 8% tembaga, maupun nilai tegangan tarik pada tiap bulannya,
seperti ditampilkan pada Gambar 4.3.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Tegangan Tarik dan Lama Perlakuan Korosi
Selama Empat Bulan antara Aluminium Kondisi Awal dengan
Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan
8% Tembaga
Grafik pada Gambar 4.3 didapatkan dengan menentukan rata-rata data
perbulan, kemudian diurutkan menurut bulannya, dan dibandingkan antara
aluminium kondisi awal dan aluminium dengan penambahan komposisi 8,5%
silikon dan 8% tembaga.
Pada Tabel 4.10 dan Tabel 4.11, diameter benda uji sebelum dan sesudah
mengalami perlakuan korosi tidak memiliki selisih perbedaan diameter yang
teramat mencolok. Korosi yang terjadi menyebabkan terjadinya penurunan
signifikan terhadap kualitas uji tarik spesimen, seperti yang disampaikan oleh
Denny A. Jones pada buku berjudul Principles and Prevention of Corrosion.
Pada grafik Gambar 4.3 dapat diamati kekuatan tarik sebelum perlakuan
korosi aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga
lebih tinggi daripada aluminium kondisi awal. Pada kondisi nol bulan kekuatan
tarik dari aluminium kondisi awal adalah 112,71 Mpa dan aluminium dengan
penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga sebesar 133,106 Mpa.
0
20
40
60
80
100
120
140
0 1 2 3 4
Tega
nga
n T
arik
(M
pa)
Umur (Bulan)
Al Kondisi Awal
Aluminium denganpenambahan 8.5%Si dan8%Cu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
Dapat diamati pula, antara aluminium kondisi awal dan aluminium dengan
penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga bahwa keduanya
mengalami penurunan kekuatan tarik. Namun pada aluminium dengan
penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga terdapat penurunan yang
sangat drastis pada bulan pertama, kedua, ketiga, dan keempat. Pada Tabel 4.7
data pada bulan pertama, benda uji nomor empat, lima, dan enam berturut-turut
memiliki kekuatan tarik 117,057 Mpa; 105,615 Mpa; dan 27,313 Mpa. Benda uji
nomor tujuh, delapan, dan Sembilan pada bulan kedua berturut-turut memiliki
kekuatan tarik 81,659 Mpa; 60,799 Mpa; 83,574 Mpa. Di bulan ketiga, benda uji
nomor 10, 11, dan 12 berturut-turut memiliki nilai tegangan tarik sebesar 17,857
Mpa; 39,377 Mpa; 104,401 Mpa. Secara berturut-turut nilai tegangan tarik sebesar
105,853 Mpa; 13,698 Mpa; 31,786 Mpa dimiliki oleh benda uji nomor 13, 14, dan
15 pada bulan keempat. Pada data nomor enam, delapan, sepuluh, dan 14
memiliki kejanggalan, dapat dilihat massa jenis paduan aluminium dengan
penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga pada Tabel 4.3 benda uji
nomor enam, delapan, sepuluh, dan 14 secara berturut-turut memiliki massa jenis
2722,21 gr/dm3, 2719,34 gr/dm3, 2760,26 gr/dm3, 2731,18 gr/dm3. Pada
pembuktian data Tabel 4.7 dan Tabel 4.3 dapat disimpulkan bahwa adanya
ketidaksempurnaan pengecoran sehingga terjadi vacancy yang dapat mengurangi
massa jenis serta sangat mempengaruhi berkurangnya kekuatan tarik spesimen.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
Gambar 4.4 Grafik Perbaikan Hubungan Tegangan Tarik dan Lama
Perlakuan Korosi Selama Empat Bulan antara Aluminium
Kondisi Awal dengan Aluminium dengan Penambahan
Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga
Dengan mencoba menghilangkan data benda uji nomor enam, delapan,
sepuluh, dan 14 seperti yang disajikan pada grafik Gambar 4.4, didapatkan
kekuatan tarik aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%
tembaga setiap bulannya secara berturut-turut 133,106 Mpa; 111,336 Mpa; 82,617
Mpa; 71,889 Mpa; dan 60,568 Mpa. Pada grafik Gambar 4.4 nilai kekuatan tarik
yang kurang baik dihilangkan. Analisa yang dapat diambil adalah perlakuan
korosi selama empat bulan memberikan penurunan hasil penurunan yang
signifikan pada aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%
tembaga disebabkan paduan memiliki kadar tembaga yang paling tinggi yaitu
sebesar delapan persen.
Perlakuan korosi selama empat bulan memberikan efek penurunan yang
sangat signifikan pada aluminium kondisi awal. Secara berturut-turut kekuatan
tarik aluminium kondisi awal 112,711 Mpa; 99,810 Mpa; 70,050 Mpa; 52,602
Mpa; 27,669 Mpa. Penurunan hasil pengujian tarik yang sangat signifikan terjadi
karena kondisi udara di pinggir pantai yang bersifat korosif. Kadar garam atau
0
20
40
60
80
100
120
140
0 1 2 3 4
Tega
nga
n T
arik
(M
pa)
Umur (Bulan)
Al Kondisi Awal
Aluminium denganpenambahan 8.5%Si dan8%Cu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
NaCl pada udara pinggir pantai sangat mudah bereaksi dengan aluminium dan
menghasilkan Aluminium Klorida (AlCl3). Aluminium klorida berbentuk seperti
butiran berwarna putih dan menempel pada permukaan. Pada saat udara menjadi
lembab atau saat pagi hari udara menghasilkan embun, terjadi reaksi kimia seperti
berikut:
𝐴𝑙𝐶𝑙3 + 3𝐻2𝑂 → 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 + 3𝐻𝐶𝑙
Dapat disimpulkan ketika aluminium klorida bereaksi dengan uap air, tidak
terbentuk aluminium oksida yang bersifat melindungi spesimen dari korosi.
Sehingga terjadi pengikisan pada permukaan selama perlakuan korosi di pinggir
pantai. Permukaan spesimen yang terkikis ini menyebabkan penurunan kekuatan
tarik yang sangat signifikan. Data hasil penelitian menunjukkan, secara
keseluruhan pada aluminium kondisi awal dan aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga tetap mengalami penurunan kekuatan
tarik.
4.2.3 Pembahasan Pengujian Korosi
Berdasarkan dari tiga kondisi perkorosian dari F. Corvo, T. Perez, L.R. Dzib,
Corrosion Science Vol 50 (2008) yang berjudul “Outdoor-indoor corrosion of
metal in tropical coastal atmospheres”, penulis menggunakan kondisi outdoor
atau pada udara terbuka di pesisir pantai sehingga logam akan terkena kondisi
udara pesisir pantai serta terpengaruh oleh presipitasi atau terkena hujan.
Perlakuan korosi selama empat bulan mempengaruhi adanya perubahan
massa. Pada Tabel 4.8 dan Tabel 4.9 dapat diamati perubahan masssa yang
menunjukan perbedaan antara aluminium kondisi awal dan aluminium dengan
penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga, seperti disajikan pada
Gambar 4.5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
Gambar 4.5 Grafik Hubungan Pertambahan Massa Akibat Partikel Garam dan
Produk Korosi yang Menempel Selama Empat Bulan antara Aluminium Kondisi
Awal dan Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8%
Tembaga.
Pada bulan pertama, kedua, ketiga, dan keempat berturut-turut aluminium
kondisi awal rata-rata pertambahan massa akibat partikel garam dan produk korosi
yang menempel sebesar 0,0067 gram, 0,0143 gram, 0,014 gram, dan 0,020 gram.
Pada aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga,
rata-rata pertambahan massa akibat partikel garam dan produk korosi yang
menempel pada bulan pertama, kedua, ketiga, dan keempat berturut-turut sebesar
0,028 gram, 0,039 gram, 0,044 gram, dan 0,049 gram.
Pada grafik Gambar 4.5 dapat diamati bahwa pertambahan massa
aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga lebih
tinggi daripada aluminium kondisi awal. Rata-rata perubahan massa dari
0.00
0.01
0.02
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0 1 2 3 4
Per
tam
bah
an m
assa
(gr
am)
Waktu (Bulan)
Al Kondisi Awal
Aluminiumdenganpenambahan8.5%Si dan 8%Cu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga adalah
0,012 gram dan aluminium kondisi awal adalah 0,005 gram.
Perubahan massa pada spesimen diikuti juga dengan adanya perubahan
diameter yang disajikan pada Tabel 4.10 dan Tabel 4.11. Perubahan diameter
pada aluminium kondisi awal 0,05-0,10 mm pada bulan pertama dan kedua,
kemudian 0,05-0,15 mm pada bulan ketiga dan keempat. Pada aluminium dengan
penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga 0,05-0,15 mm pada bulan
pertama dan kedua, kemudian 0,05-0,10 mm pada bulan ketiga dan keempat.
Pada Tabel 4.11 perubahan massa aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga terdapat empat data yang massanya
berkurang. Benda uji nomor lima pada bulan pertama perlakuan korosi, benda uji
nomor sembilan pada bulan kedua perlakuan korosi, benda uji nomor 11 pada
bulan ketiga perlakuan korosi, dan benda uji nomor 15 pada bulan keempat
perlakuan korosi, sehingga laju korosi dapat dihitung seperti pada Tabel 4.12 dan
Tabel 4.13.
Gambar 4.6 Partikel Garam dan Produk Korosi yang Menempel pada Spesimen
Nomor 14 Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8%
Tembaga Setelah Mengalami Empat Bulan Perlakuan Korosi Selama Empat
Bulan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
73
Gambar 4.7 Partikel Garam dan Produk Korosi yang Menempel pada Spesimen
Aluminium Kondisi Awal Setelah Mengalami Empat Bulan Perlakuan Korosi.
Pada aluminium dengan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8%
tembaga jenis korosi yang dialami oleh spesimen yaitu korosi merata dan korosi
galvanis. Korosi merata yang terjadi pada spesimen terjadi karena benda uji
digantung di pinggir pantai dengan kondisi tanpa atap (outdoor), sehingga seluruh
permukaan benda uji yang terbuka dapat kontak langsung dengan lingkungan.
Udara pesisir pantai memiliki kandungan garam (salinitas) yang tinggi
sehingga mudah terjadi perubahan zat dari bentuk udara ke bentuk zat padat
(deposisi). Salah satu partikel yang mudah terdeposisi adalah partikel klorida.
Pada saat udara menjadi lembab atau saat pagi hari udara menghasilkan
embun. Terjadi reaksi kimia AlCl3 + 3H2O menjadi Al(OH)3 +3HCl. NaCl
bereaksi dengan aluminium dan menghasilkan Aluminium Klorida (AlCl3).
Aluminium klorida berbentuk seperti butiran berwarna putih dan menempel pada
permukaan. Tidak terbentuknya Aluminium Oksida (Al2O3) menyebabkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
74
terbentuknya Aluminium Hidroksida yang dapat merusak permukaan benda uji
sehingga menurunkan kekuatan tarik
Korosi galvanis yang terjadi pada spesimen disebabkan pada awal mula
pengecoran benda uji dengan menggunakan sistem manual, hal ini menyebabkan
pencampuran partikel antara aluminium, silikon, dan tembaga secara keseluruhan
tidak dapat dipastikan tercampur dengan sempurna.
Perpaduan partikel yang kurang sempurna ini dapat menyebabkan
beberapa partikel yang mempunyai nilai potensial sejenis berkumpul di suatu titik
dan menyebabkan nilai potensial antar komponen paduan (Al-Si-Cu ) menjadi
lebih besar, sehingga salah satu jenis logam pada aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga menjadi katodik dan yang lainnya
menjadi anodik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
75
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan
sebagai berikut:
1. Pengaruh penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga
menghasilkan peningkatan massa jenis sebesar 9,25% dari kondisi awal,
menjadi 2947,28 gr/dm3. Pada kekuatan tarik pengaruh penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga meningkatkan kekuatan tarik
sebesar 15,32% dari kondisi awal, menjadi 133,106 MPa.
2. Perlakuan korosi selama empat bulan pada aluminium kondisi awal
menyebabkan penurunan rata-rata kekuatan tarik sebesar 75,45% dari awal
sebelum perlakuan korosi hingga pada bulan keempat menjadi 27,67 MPa.
Setelah diberikan penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga
pada spesimen yang diberikan perlakuan korosi, memberikan hasil yang
lebih baik pada nilai kekuatan tarik sebesar 48,30% dari awal sebelum
perlakuan korosi hingga pada bulan keempat menjadi 68,82 Mpa.
3. Perlakuan korosi selama empat bulan memberikan perubahan massa yang
signifikan pada aluminium kondisi awal dan aluminium dengan
penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga yang disebabkan
oleh partikel garam dan produk korosi yang menempel pada spesimen.
Pertambahan massa aluminium kondisi awal sebesar 0,004 gram
perbulannya sedangkan pertambahan massa aluminium dengan
penambahan komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga sebesar 0,007 gram
perbulannya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
76
5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan peneliti agar untuk kedepannya memperoleh hasil
yang lebih baik, adalah sebagai berikut:
1. Sebelum melakukan penelitian, sebaiknya calon peneliti berkomunikasi
lebih intensif dengan dosen pembimbing mengenai metode dan langkah
penelitian yang akan dipergunakan.
2. Cetakan tanah liat sebaiknya dipanaskan sebelum cairan cor dituang
kedalam cetakan tanah liat, agar tidak terjadi penyusutan massa jenis
akibat perambatan kalor.
3. Persiapan alat, bahan, dan proses pengecoran dapat dikerjakan sedini
mungkin, sebab proses penelitian ini memakan waktu cukup lama.
4. Semoga Laboratorium Ilmu Logam, Universitas Sanata Dharma dapat
menambah dan memperbaharui alat pengecoran.
5. Sering mencari serta membaca literatur atau buku yang berhubungan
dengan penelitian sangat berguna sebagai referensi ilmu pengetahuan
dalam melakukan penelitian.
6. Dengan adanya koleksi buku maupun jurnal yang lebih lengkap dan baru
di perpustakaan, diharapkan dapat semakin mempermudah proses
pengerjaan tugas akhir.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
DAFTAR PUSTAKA
Askeland, Donald R., Phule P., 2011, The Science and Engineering of Materials
6th Edition. Solid State, New Delhi.
Craig, H.L. Jr., 1972, Stress-Corrosion Cracking of Metals-a State of the Art,
ASTM-STP 518.
Fontana, Mars G., 1986, Corrosion Engineering 3rd Edition, B & Jo Enterprise
PTE LTD, Singapore.
Jones, Denny A., 1992, Principles and Prevention of Corrosion, Macmillan
Publishing Company, Ontario, Canada.
Metal Handbook Ninth Edition, American Society for Metal.
Spiegel, Murray R., Stephens, Larry J., Schaum’s Outlines : Sta tistik Edisi
Ketiga, Erlangga, Jakarta.
Surdia, T., Chijiwa K., 1976, Teknik Pengecoran Logam, edisi kedua. Pradnya
Paramita, Jakarta.
Surdia, T., Saito, S., 1995, Pengetahuan Bahan Teknik, cetakan ketiga. Pradnya
Paramita, Jakarta.
Trethewey, KR., Chamberlain, J., 1991, Korosi untuk Mahasiswa dan
Rekayasawan, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
78
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
79
Berikut ini adalah lampiran gambar spesimen uji tegangan tarik.
Lampiran 1.1 Lampiran Gambar Spesimen Uji Tegangan Tarik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
80
Lampiran 1.2 Hasil Pengujian Komposisi Aluminium
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
Lampiran 1.3 Hasil Pengujian Komposisi Aluminium Lembar Kedua
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
82
Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga saat nol bulan.
Lampiran 1.4 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan Penambahan
Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Nol Bulan
∆L(mm)
F(kg) F(kg)
F(kg)
∆L(mm)
∆L(mm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
83
Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga pada bulan pertama.
Lampiran 1.5 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan Penambahan
Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Bulan Pertama
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
84
Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga pada bulan kedua.
Lampiran 1.6 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan Penambahan
Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Bulan Kedua
∆L(mm)
F(kg) F(kg)
F(kg)
∆L(mm)
∆L(mm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
85
Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga pada bulan ketiga.
Lampiran 1.7 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan Penambahan
Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Bulan Ketiga
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
86
Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga pada bulan keempat.
Lampiran 1.8 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium dengan Penambahan
Komposisi 8,5% Silikon dan 8% Tembaga Bulan Keempat
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
87
Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium kondisi awal saat nol bulan.
Lampiran 1.9 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal Nol Bulan
F(kg)
∆L(mm) ∆L(mm)
F(kg)
F(kg)
∆L(mm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
88
Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium kondisi awal pada bulan pertama.
Lampiran 2.0 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal Bulan Pertama
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
∆L(mm)
F(kg)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
89
Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium kondisi awal pada bulan kedua.
Lampiran 2.1 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal Bulan Kedua
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
∆L(mm)
F(kg)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
90
Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium kondisi awal pada bulan ketiga.
Lampiran 2.2 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal Bulan Ketiga
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
91
Lampiran hasil tegangan tarik dari spesimen aluminium kondisi awal pada bulan keempat.
Lampiran 2.3 Hasil Pengujian Tegangan Tarik Aluminium Kondisi Awal Bulan Keempat
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
F(kg)
∆L(mm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
92
Lampiran struktur mikro dari spesimen aluminium kondisi awal.
Lampiran 2.4 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal
Lampiran 2.5 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal yang Mengalami Vacancy
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
93
Lampiran struktur mikro dari spesimen aluminium kondisi awal.
Lampiran 2.6 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal Sebelum Perlakuan Korosi
Lampiran 2.7 Struktur Mikro Aluminium Kondisi Awal Setelah Perlakuan Korosi Empat Bulan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
94
Lampiran struktur mikro dari spesimen aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga.
Lampiran 2.8 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8%
Tembaga
Lampiran 2.9 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan 8%
Tembaga yang Mengalami Vacancy
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
95
Lampiran struktur mikro dari spesimen aluminium dengan penambahan
komposisi 8,5% silikon dan 8% tembaga.
Lampiran 2.10 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan
8% Tembaga Sebelum Perlakuan Korosi
Lampiran 2.11 Struktur Mikro Aluminium dengan Penambahan Komposisi 8,5% Silikon dan
8% Tembaga Setelah Perlakuan Korosi Empat Bulan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI