TEKNIK DESAIN MEKANIKA - UNUD

Jurusan Teknik MesinJurusan Teknik MesinJurusan Teknik MesinJurusan Teknik Mesin

Fakultas TeknikFakultas TeknikFakultas TeknikFakultas Teknik, , , , Universitas UdayanaUniversitas UdayanaUniversitas UdayanaUniversitas Udayana

Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362

Telp./Fax.: Telp./Fax.: Telp./Fax.: Telp./Fax.: ++++62 361 70332162 361 70332162 361 70332162 361 703321

http://www.mesin.unud.ac.idhttp://www.mesin.unud.ac.idhttp://www.mesin.unud.ac.idhttp://www.mesin.unud.ac.id

TEKNIK DESAIN MEKANIKATEKNIK DESAIN MEKANIKATEKNIK DESAIN MEKANIKATEKNIK DESAIN MEKANIKA

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

ISSN 2302 ISSN 2302 ISSN 2302 ISSN 2302 –––– 5182518251825182

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

Volume Volume Volume Volume 7777 • Nomor • Nomor • Nomor • Nomor 1111 • • • • JanuariJanuariJanuariJanuari 2012012012018888 • Hal. 1 • Hal. 1 • Hal. 1 • Hal. 1 ---- 108108108108

Jurusan Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin –––– Fakultas TeknikFakultas TeknikFakultas TeknikFakultas Teknik

Universitas UdayanaUniversitas UdayanaUniversitas UdayanaUniversitas Udayana

JITM-TDM Volume 7 Nomor 1 Hal. 1 - 108 Badung, Januari 2018 ISSN 2302-5182

Universitas UdayanaUniversitas UdayanaUniversitas UdayanaUniversitas Udayana

Volume 7, Nomor

Koordinator Program Studi

RedaksiI Gede Teddy Prananda Surya,

I Gede Putu Agus Suryawan, S.T, M.T.Dr. Ir. I Gusti Ngurah Nitya Santhiarsa, M

Dosen

Jurusan Teknik Mesin, Universitas UdayanaKampus Bukit Jimbaran, Badung, Bali 80362

E-mail: jitm_tdm@Info JITM

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin TEKNIK DESAIN MEKANIKA diterbitkan oleh Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana empat kali dalam setahun pada bulan Januari, April, Juli dan Oktober, berisi artikel hasil penelitian dan kajian tulisan yang belum pernah serta tidak sedang dipertimbangkan untuk diterbitkan atau dipublikasikan dalam media lain. Naskah diketik dalam Bahasa Indonesia atau bahasa Inggris dengan mengikuti

pedoman yang dapat diunduh di halaman website Jurusan Teknik Mesin UNUD atau web JITM

i

ISSN

, Nomor 1, Januari 2018, Hal. 1 – 1

Penanggung Jawab oordinator Program Studi Teknik Mesin UNUD

Ketua Dewan Redaksi I Made Astika, S.T, M.Erg, M.T.

Redaksi Pelaksana/Tim Validasi I Gede Teddy Prananda Surya, S.T, M.T.

Ir. I Nengah Suarnadwipa, M.T. Ir. A. A Adhi Suryawan, M.T.

I Gede Putu Agus Suryawan, S.T, M.T. Dr. Ir. I Gusti Ngurah Nitya Santhiarsa, M.T.

Dr. Ir. I Ketut Suarsana, M.T. Ir. Made Suarda, M. Eng.

Editor Ahli Dosen-dosen di Jurusan Teknik Mesin

Universitas Udayana

Alamat Redaksi Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Badung, Bali 80362

Telp. / Fax.: 62 361 703321 @me.unud.ac.id; [email protected]

Info JITM-TDM: www.mesin.unud.ac.id

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin TEKNIK DESAIN MEKANIKA diterbitkan oleh Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana empat kali dalam setahun pada bulan Januari, April, Juli dan Oktober, berisi artikel hasil penelitian dan kajian teoritis-analitis di bidang Teknik Mesin. Dewan redaksi menerima tulisan yang belum pernah serta tidak sedang dipertimbangkan untuk diterbitkan atau dipublikasikan dalam media lain. Naskah diketik dalam Bahasa Indonesia atau bahasa Inggris dengan mengikuti

pedoman yang dapat diunduh di halaman website Jurusan Teknik Mesin UNUD atau web JITM

ISSN 2302 –5182

108

@yahoo.co.id

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin TEKNIK DESAIN MEKANIKA diterbitkan oleh Jurusan Teknik Mesin - Universitas Udayana empat kali dalam setahun pada bulan Januari, April, Juli dan Oktober, berisi

analitis di bidang Teknik Mesin. Dewan redaksi menerima tulisan yang belum pernah serta tidak sedang dipertimbangkan untuk diterbitkan atau dipublikasikan dalam media lain. Naskah diketik dalam Bahasa Indonesia atau bahasa Inggris dengan mengikuti

pedoman yang dapat diunduh di halaman website Jurusan Teknik Mesin UNUD atau web JITM-TDM.

ii

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin – TEKNIK DESAIN MEKANIKA Volume 7, Nomor 1, Januari 2018

Kata Pengantar

Puji syukur tercurahkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas terbitnya Jurnal Ilmiah Teknik Mesin – TEKNIK

DESAIN MEKANIKA, Universitas Udayana volume 7 Nomor 1, Januari 2018 ini. Penerbitan jurnal ini bertujuan

menyediakan media publikasi untuk hasil-hasil penelitian maupun kajian aplikasi di bidang Teknik Mesin, baik untuk

peneliti di kalangan internal maupun eksternal kampus Universitas Udayana, baik dari kalangan mahasiswa maupun

dosen.

Dewan redaksi mengucapkan terima kasih atas dukungan dan motivasi dari rekan-rekan di kampus serta

pimpinan jurusan dalam merealisasikan terbitnya jurnal ini. Dewan redaksi juga menyampaikan terima kasih atas

partisipasi rekan-rekan peneliti yang mengirimkan naskahnya untuk dipublikasikan via Jurnal Teknik Mesin

Universitas Udayana.

Dalam penerbitan JITM TEKNIK DESAIN MEKANIKA Volume 7 Nomor 1 ini, disajikan 20 artikel, dalam berbagai

topik meliputi gasifikasi/biogas, transmisi, studi numerik uji tarik, material, pompa, pembakaran, kolektor surya,

pompa kalor dan komposit.

Akhirnya, Dewan redaksi berharap semoga artikel-artikel dalam jurnal ini bermanfaat bagi pembaca dan

memperkuat semangat untuk ikut dalam pengembangan ilmu dan teknologi terutama di bidang Teknik Mesin. Kami

tunggu naskah-naskah untuk penerbitan berikutnya.

Dewan Redaksi

iii

ISSN 2302 –5182

TEKNIK DESAIN MEKANIKA

Jurnal IlmiahTeknik Mesin

Volume 7 • Nomor 1 • Januari 2018 • Hal. 1 – 108

D a f t a r I s i

Pengaruh Variasi Gaya TekanPadaAluminium Matrix Composite(AMC) Berpenguat

SiCw/Al2O3DenganWetting Agent Terhadap Porositas, DensitasDan Kekerasan

I Putu Ferdian A, K.Suarsana, Cok Istri Putri K. K.

1-6

Pengaruh Variasi Komposisi Komposit Matrik Aluminium Berpenguat SiCw/Al2O3

Dengan Wetting Agent Terhadap Densitas, Porositas Dan Kekerasan

Dw Gd Eka Perdana P., K. Suarsana, Cok Istri Putri K. K.

7- 12

Studi Kecepatan Udara Superfisial Terhadap Laju Konsumsi Bahan Bakar Gasification

Dual Reactor Fluidized Bed Berbahan Bakar Arang Batok Kelapa

Julio Victorio Sibarani, I N. Suprapta Winaya dan Cok Istri Putri Kusuma K.

13 - 16

VariasiTemperaturTerhadapFCR GasifikasiDual Reactor Fluidized BedBerbahan Bakar

SekamPadi

I Putu Adi Wiranata, I Nyoman Suprapta Winaya, dan I Putu Lokantara

17 - 21

Studi Kecepatan Superfisial Terhadap Waktu Nyala Dan Laju Konsumsi Bahan Bakar

Pada DualReactorFluidized Bed Berbahan Bakar Serbuk Kayu

I Komang Suteja Agustara D. W. P, I Nyoman Suprapta Winaya dan I Putu Lokantara

22 - 27

Sifat Fisik dan Kekuatan Tarik Bioresin Getah Pinus dengan Variasi Temperatur

Pemanasan Tommy Bernad Sirait, Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati, I Ketut Gede Sugita

28 - 33

PengaruhiPenambahaniUnsuriCu pada Al – 7%Si Terhadap KarakteristikKekerasan

dan Keausan pada Proses Sand Casting Yosep Reza Budi Setiawan, I Ketut Gede Sugita, A A I A S Komaladewi

34 - 38

Pengaruh permeabilitas cetakan pasir dan temperatur tuang pada proses pengecoran

aluminium silikon (Al-7%Si) terhadap kekuatan tarik, kekerasan dan struktur mikro

Sujana Lingga, I Ketut Gede Sugita, A A I A S Komaladewi

39 - 44

Pengaruh Variasi Kecepatan Superfisial Terhadap Lama Nyala Gas Pada Dual Reaktor

Fluidized Bed Berbahan Bakar Sekam Padi

I Putu Wahyu Eka Rama, I Nyoman Suprapta Winaya, dan Cok Istri Putri Kusuma K

45 - 49

iv

Studi eksperimental performansi pendingin evaporative coling pads dengan tapis kelapa

dan jerami

I Kadek Chris Setiawan, Hendra Wijaksana,I NengahSuarnadwipa

50 - 53

Pengaruh Pendinginan Air, Oli Dan Udara Terhadap Tingkat Kekasaran Dan Struktur

Mikro Pada Proses Milling Baja Karbon WF 250

Agusti Royan Mustofa, I Gusti Komang Dwijana, I Nyoman Gde Antara

54 - 58

Pengaruh Air Fuel Ratio Terhadap Emisi Gas Buang Berbahan Bakar Gas Dari Bahan

Dasar Arak Bali

Haryono, I G.N.P. Tenaya dan I G.K Sukadana.

59 - 62

Sifat fisik dan kekuatan tarik bioresin getah pinus dengan variasi waktu pemanasan Fiko Syafri Rama, Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati, I Ketut Gede Sugita

63 - 68

Studi Eksperimental Kolektor Surya Terkonsentrasi Menggunakan Media Penyimpan

Panas Pasir Dengan Variasi Penempatan Pipa Absorber Yang Berbentuk Spiral

Kadek Adi Jaya Purnayasa, Made Sucipta, Ketut Astawa.

69 - 76

Studi Eksperimental Kolektor Surya Terkonsentrasi Menggunakan Media Penyimpan

Panas Pasir Dengan Variasi Kerenggangan Pipa Absorber Berbentuk Spiral

I Putu Agus Putra Swastika, Made Sucipta, Ketut Astawa

77 – 83

Pengaruh Variasi Jumlah Sudu Miring Bertingkat Terhadap Volume Produksi Tanah

Liat

IGN. Dodik Adi Karya Putrawan*, IM. Widiyarta dan DNKP Negara.

84 – 88

Pengaruh Variasi Diameter Lubang Katup Limbah Terhadap Unjuk Kerja

Pompa Hydram

I Wayan Edi Pratama, Made Suarda,Ainul Ghurri

89 – 93

Studi Variasi Diameter Piringan Katup Limbah Terhadap Head Losses Katup Limbah

Pompa Hydram

I Made Bangkit Suartama, Made Suarda, Made Sucipta,

94 – 96

Pengaruh Variasi Ukuran Pasir Dan Densitas Lost Foam Terhadap Kontur Permukaan

Dan Porositas Hasil Pengecoran (Al-7%Si) Dengan Metode Pengecoran Evaporative

Casting

I Made Bayu Cokro Dwi Prana, I Ketut Gede Sugita, I Putu Gede Agus Suryawan

97 – 102

Pengaruh Fraksi Berat Serat Daun Nanas Terhadap Kekuatan Tarik Dan Lentur

Komposit Polyester

I Gede Sudiarsa,Tjokorda Gde Tirta Nindha, I Wayan Surata.

103 - 108

Jurnal Ilmiah TEKNIK DESAIN MEKANIKA Vol. 7 No. 1, Januari 2018 (1–6)

Korespondensi: Tel./Fax: 087860914141 E-mail: [email protected]

Pengaruh Variasi Gaya Tekan Pada Aluminium Matrix Composite

(AMC) Berpenguat Sicw/Al2o3 Dengan Wetting Agent Terhadap

Porositas, Densitas Dan Kekerasan

I Putu Ferdian A, K.Suarsana, Cok Istri Putri K. K. Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali

Abstrak

Kebutuhan material berbahan dasar logam pada dunia industri mendorong pemikiran untuk pengembangan material

komposit, yang memiliki sifat-sifat mekanis lebih baik dari material sebelumnya. Maka dikembangkanlah aluminium matrik

komposit menggunakan Aluminium sebagai matrik, SiCw dan Al2O3 sebagai penguat, dengan bantuan magnesium sebagai

wetting agent. Penelitian yang dilakukan menggunakan proses metalurgi serbuk, dengan memvariasikan gaya tekannya

(kompaksi) dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh variasi gaya tekan (kompaksi) terhadap sifat mekanis. Variasi

penekanan spesimen menggunakan gaya tekan 20 kN, 25 kN, 30 kN, dengan penahanan masing-masing 20 menit. Pengujian

yang dilakukan meliputi uji densitas, porositas, kekerasan, dan pengamatan menggunakan SEM (Scanning Electronic

Microscope). Dari hasil pengujian pengaruh variasi tekanan mempengaruhi dari sifat mekanis. Hasil pengujian densitas

menunjukan bahwa nilai densitas meningkat seiring dengan meningkatnya tekanan (kompaksi) yang diberikan. Nilai densitas

paling tinggi didapatkan yaitu: 2,248 gram/cm3 pada tekanan 30 kN. Hasil pengujian porositas menunjukan bahwa nilai

porositas menurun seiring dengan meningkatnya tekanan yang diberikan, didapat nilai porositas yang terendah yaitu

sebesar 15,382% pada tekanan kompaksi 30 kN. Hasil pengujian kekerasan menunjukaan nilai kekerasan tertinggi yaitu

sebesar 49,246 pada tekanan 30 kN.

Kata kunci: aluminium matrik komposit, metal matrik komposit, densitas, porositas, vickers.

Abstract

The requirement for metal base material in industrial encourages idea for the development of composite materials, that have

better mechanical properties than the previous materials. Aluminium matrix composite developed using Aluminium as

matrix, SiCw and Al2O3 as reinforcement, with asist of magnesium as wetting agent.The research conducted using powder

metalurgy process, by varying the compaction to know the effect of compaction variation on mechanical properties. The

variation preassure of the speciment compaction use 20 kN, 25 kN, 30 kN, with each 20 minutes holding time. The test

conducted include, density, porosity, vickers, and observation using SEM (Scanning Electronic Microscope). From the

results of the variation compacting influence from the mechanical properties. The density test results shows that the density

value increases with increasing compaction giving. The highest density values obtained were : 2,248 gram/cm at 30 kN of

compaction. Porosity test result showed that the porosity value decreased along with the increasing preasure given,obtained

the lowest porosity value that is equal to 15.382% at 30 kN of compaction. The result of vicker number test show the highet

hardness value is equal to 49.246 at 30 kN of compaction.

Keywords: aluminium matrix composite, metal matrix composite, density, porosity, vickers.

1. Pendahuluan

Ketersediaan material konvensional berbasis

logam yang kuantitas dan kualitasnya terbatas

memunculkan pemikiran untuk pengembangan

material baru yang terdiri dari 2 atau lebih dari

gabungan material yang berbeda, seperti logam

dengan keramik, material ini disebut komposit [1].

Secara umum penelitian dan pengembangan

teknologi komposit bertujuan untuk meningkatkan

karakteristik sifat material yang signifikan,

sepertiiuntuk aplikasi material yang ringan tetapi

sangat kuat. Penelitian yang akan dilakukan adalah

metode pengembangan Aluminium Matrix

Composite wisker (AMCw) menggunakan penguat

SiCw dan Al2O3 dengan menambahkan wetting agen

yaitu Mg, menggunakan teknik powder metalurgy,

dan memvariasikan gaya tekannya.

Tahun 2016 dilakukan penelitian terhadap

pemanfaatan serat silicon carbon dan partikel

alumina pada Aluminium Matrix Composite guna

meningkatkan sifat mekanisnya. Hasil yang didapat

dari peningkatan komposisi penguat Al2O3 dapat

mengurangi porositas, meningkatkan densitas, dan

kekerasan pun meningkat, dimana hasil porositas

tertinggi adalah 21,546 % dan densitas tertinggi

2,469 gr/cm3 [2].

Penelitian yang telah dilakukan, ada beberapa

hal yang perlu dikaji dan diteliti yaitu pengaruh

variasi gaya tekan pada aluminium matrix composite

(AMC) berpenguat SiCw/Al2O3 dengan wetting

Agent terhadap porositas densitas dan kekerasan

Beberapa permasalahan yang akan dikaji, yaitu

bagaimana pengaruh variasi gaya tekan pada

komposit Al-SiCw/Al2O3 dengan wetting agent

melalui proses powder metalurgy yang terukur dari

hasil pengujian, meliputi: uji densitas, porositas dan

uji kekerasan, serta bagaimana morfologi bahan yang

diamati melalui scanning electronic microscope.

I Putu Ferdian A, K. Suarsana, Cok Istri Putri K.K / Jurnal Ilmiah TEKNIK DESAIN MEKANIKA

Vol. 7 No. 1, Januari 2018 (1–6)

2

Beberapa batasan ditetapkan dalam penelitian ini

meliputi, material yang digunakan adalah matrik

aluminium sebagai pengikat, SiCw, dan Al2O3

sebagai penguat, dan magnesium sebagai wetting

agent. Proses kompaksi dilakukan dengan gaya tekan

20, 25, dan 30 kN dengan waktu tahan 20 menit

dengan asumsi tekanan merata dan menyebar

kesegala arah. Suhu sintering menggunakan

temperaatur 600oC dengan waktu tahan selama 6 jam.

2. Dasar Teori

Material komposit didefinisikan sebagai material

hasil kombinasi makroskopis dari dua atau lebih

komponen yang berbeda, dengan tujuan untuk

mendapatkan material yang memiliki sifat-sifat fisik

dan mekanik tertentu yang lebih baik dari sifat

masing-masing komponen penyusunnya. Komponen

penyusun dari komposit, yaitu berupa penguat

(reinforcement) dan pengikat (matrix). Pada

umumnya Berdasarkan bahan matrik yang

digunakan, maka komposit dapat dibagi ke dalam

tiga kelompok, salah satunya adalah Metal Matrix

Composite (MMC). MMC adalah salah satu jenis

komposit yang merupakan kombinasi dari dua

material atau lebih dengan matrik berupa logam dan

umumnya menggunakan keramik sebagai

penguat.Berdasarkan bentuk partikel penguatnya,

(MMC) dibagi menjadi 2, yaitu: Continous

merupakan komposit yang menggunakan bahan fiber

sebagai penguat.Komposit dengan penguat fiber

umumnya digunakaan jika komponen yang hendak

dibuat lebih mementingkaan kekuatan tarik yang

baik. Sedangkan Discontinousdigunakan untuk

aplikasi yang pembebanannya diterima merata di

seluruh material MMC, karena beban akan disalurkan

ke semua penguat melalui matrik sehingga

penyebarannya akan merata dan tidak terpusat seperti

serat continuous [3]. Dengan penguat jenis ini,

memungkinkan untuk membuat material komposit

secara metalurgi serbuk (powder metalurgy). Pada

penelitian ini, MMC diteliti menggunakan jenis

Discontinous, yang memiliki 4 elemen penting dari

fabrikasi yang dibuat yaitu, logam aluminium sebagai

matrik, partikel SiCw dan Al2O3 sebagai penguat,

dan magnesium sebagai wetting agent yang berfungsi

untuk meningkatkan pembasahan antara matrik

aluminium dengan penguat SiC/Al2O3.

Aluminium merupakan logam ringan dengan

masa jenis yang rendah (2,7 gr/cm3) memiliki sifat

keuletan dan sifat mampu tekan yang cukup tinggi

[4]. Silikon karbida (SiC) merupakan salah satu jenis

keramik yang sering digunakan sebagai penguat

dalam komposit. SiC whisker banyak dipergunakan

untuk memperkuat bahan logam, karena

ketahanannya terhadap suhu tinggi, dan memiliki

kekerasan mendekati kekerasan intan [5]. Alumina

merupakan salah satu jenis keramik oksida yang

keras, penambahan alumina bertujuan untuk

meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus material

[6]. Pembutan komposit dengan penambahan

magnesium bertujuansebagai pengikat antara matrik

dengan penguat, dengan cara menurunkan tegangan

permukaan antara keduanya. Logam ini berfungsi

untuk memperkuat ikatan adhesi antara dua unsur

atau lebih pembentuk komposit [7]. Adapun proses

pembuatan komposit menggunakan proses metalurgi

serbuk yang mencakup beberapa tahapan seperti

pencampuran (mixing) yang menggunakan metode

pencampuran basah dengan menggunakan etanol.

Selanjutnya adalah kompaksi, kompaksi adalah salah

satu cara untuk memadatkan serbuk menjadi bentuk

material baku. Tetakhir adalah Sintering, proses

sintering merupakan proses pemanasan, dengan atau

tanpa aplikasi tekan sehingga partikel akan saling

berkaitan secara kimia menjadi struktur yang kohern

[8]. Proses sinter akan meningkatkan sifat mekanik,

hal ini diakibatkan oleh penyatuan dari partikel-

partikel tersebut sehingga dapat meningkatkan

densitas produk.

2.1. Pengujian Spesimen

Dalam penelitian ini karakteristik yang akan

dicari dari material komposit yaitu meliputu: uji

densitas, porositas, kekerasan dan analisa struktur

mikro dengan menggunakan SEM.

A. Uji Densitas

Densitas merupakan perbandingan massa

(m) dengan volume benda (V). Pengukuran

densitas yang berbentuk padatan atau bulk

digunakan metoda Archimedes. Untuk

menghitung nilai densitas material komposit Al-

SiCw/Al2O3 dipergunakan persamaan dengan

standar ASTM C. 134–95.

0)(

2Hxmmm

m

kgb

s ρρ−−

= ....(1)

Dengan :

ρ = Densitas Bahan (gr/cm3)

ms = Massa sampel kering (gr)

mg = Massa sampel digantung dalam

air (gr)

mb = Massa sampel setelah direndam

air (gr)

ρH2O = Massa jenis air (1 gr/cm3)

B. Uji Porositas

Porositas dapat didefenisikan sebagai

perbandingan antara jumlah volume ruang kosong

(rongga pori) yang dimilikiioleh zat padat

terhadap jumlah dari volume zat padat itu sendiri.

Porositas suatu bahan pada umumnya dinyatakan

sebagai porositas terbuka atau apparent porosity,

dan dapat dinyatakan dengan persamaan standar

ASTM C 373 – 88 [9].


Vol. 7 No. 1, Januari 2018 (1–6)

3

%100)(

xmm

mm

gb

sb

−

−=Ρ …................... (2)

Dengan :

P = Porositas Bahan (%)

ms = Masa sample kering (gr)

mg = Masa sample digantung dalam air

(gr)

mb = Masa sample setelah direndam

air (gr)

C. Uji Kekerasan

Uji vickers dikembangkan di inggris tahun

1925 dan dikenal sebagai diamond pyramid

hardness test (DPH). Uji kekerasan vickers

menggunakan indentor piramida intan, besar

sudut antar permukaan piramida intan yang saling

berhadapan adalah 136 derajat.

Ada dua rentang kekuatan yang berbeda,

yaitu mikro (10 – 1000gr) dan makro (1 – 100

kg). Standar untuk pengujian:

- ASTM E-384 - Rentang mikro (10 – 1000 gr).

- ASTM E-92 - Rentang makro (1 – 100 kg).

- ISO 6507 – Rentang mikro dan makro.

• Rumus Perhitungan Pengujian vickers sebagai

berikut :

VHN = �,��

….............. (3)

Dengan:

VHN = Vickhers hardness number

P = Beban yang diberikan (kgf)

d2 = Panjang diagonal rata-rata hasil

indentasi

D. Uji SEM

Scanning Electron Microscope (SEM)

merupakan mikroskop elektron yang banyak

digunakan untuk menganalisa material. SEM

juga dapat digunakan untuk menganalisa data

kristalografi, sehingga dapat dikembangkan untuk

menentukan elemen atau senyawa. Prinsip kerja

SEM di mana dua sinar elektron digunakan secara

simultan. Satu strike spesimentdigunakan untuk

menguji dan strike yang lain adalah Cathode Ray

Tube (CRT) memberi tampilan gambar.[10].

3. Metode Penelitian

Pada penelitian ini penulis membuat material

aluminium matrik komposit dengan matrik

aluminium, berpenguat serbuk SiC/Al2O3 dan

menggunakan Mg sebagai wetting agent. Penelitian

ini menggunakan proses metalurgi serbuk. Kemudian

dianalisa karakteristik menggunakan uji densitas,

porositas dan kekerasan dengan diikuti pengamatan

SEM. Dalam penelitian ini, terdapat variabel yang

dibagi menjadi dua yaitu variabel yang direncanakan

meliputi komposisi % berat (Al fine powder, SiC

whisker, serbuk Al2O3 dan magnesium) dan

penekanan benda uji menggunakan gaya tekan 20, 25

dan 30 kN selama 20 menit. Sedangkan variabel yang

dicari meliputi nilai densitas, porositas, kekerasan

dan pengamatan struktur mikro. Sampel komposit

yang dibuat berbentuk tabung dengan diameter 1 cm

dan tinggi 1 cm, sehingga volume total komposit

yang dihasilkan 0,785 cm3, dengan massa spesimen

2,2469 gram.

4. Hasil dan Pembahasan

Pengambilan data hasil penelitian dilakukan sejak

dari awal proses pencampuran komposisi untuk

mengetahui persentase berat antara matrik dengan

penguat, hingga pengambilan data pada pengujian

densitas, porositas, kekerasan dan pengamatan

menggunakan SEM.

4.1 Data Hasil Pengujian Densitas

Hasil pengujian densitas pada spesimen yang

telah melalui proses sintering

Tabel 1. Hasil Uji Densitas

Tabel pengujian densitas yang telah didapat,

selanjutnya akan ditampilkan grafik yang ditunjukan

pada gambar 1.

Gambar 1. Grafik Rata-Rata Nilai Densitas

Berdasarkan grafik pada Gambar 1, terlihat

adanya peningkatan densitas. Peningkatan densitas

pada gaya tekan 20kN sebesar 2,048 gr/cm3 menjadi

2,113 gr/cm3 pada gaya tekan 25kN dan meningkat

hingga 2,247 gr/cm3 pada gaya tekan 30 kN.


Vol. 7 No. 1, Januari 2018 (1–6)

4

Densitas yang tertinggi yaitu pada gaya tekan

30 kN yaitu sebesar 2,247 gram/cm3. Dapat ditarik

kesimpulan bahwa semakin tinggi gaya tekan

(kompaksi) yang diberikan maka semakin tinggi pula

densitas yang diperoleh.

Perbedaan gaya tekan yang diberikan sangat

berpengaruh terhadap densitas pada spesimen.

Peningkatan densitas yang semakin baik sebanding

dengan peningkatan gaya tekan yang diberikan.

Densitas terjadi akibat adanya ikatan antar partikel,

ikatan partikel ini memberikan pengaruh terhadap

distribusi porositas pada spesimen.

4.2 Data Hasil Pengujian Porositas

Hasil pengujian porositas pada spesimen yang


Tabel 2. Hasil Uji Porositas

Dari tabel pengujian densitas yang telah

didapat, selanjutnya akan ditampilkan grafik yang

ditunjukan pada gambar 2.

Gambar 2. Grafik Rata-Rata Nilai Porositas

Berdasarkan grafik pada gambar 2 dapat dilihat

bahwa porositas akan semakin menurun dengan

semakin tinggi gaya tekan (kompaksi) yang

diberikan. Penurunan porositas pada gaya tekan 20

kN sebesar 18,595%, menjadi 16,976% pada gaya

tekan 25 kN dan menurun menjadi 15,381% pada

gaya tekan 30kN.

Dapat ditarik kesimpulan bahwa dengan

bertambahnya gaya tekan (Kompaksi) maka porositas

berangsur-angsur semakin menurun. Gaya Tekan

(kompaksi) yang lebih tinggi menyebabkan kerapatan

antar partikel lebih tinggi sehingga mengurangi

jumlah porositas.

Porositas merupakan pusat konsentrasi

tegangaan eksternal yang dapat menurunkan

kemampuan material komposit dalam menahan

beban. Porositas akan berpengaruh terhadap

kekerasan.

4.3 Data Hasil Pengujian Kekerasan

Hasil pengujian kekerasan pada spesimen yang


Tabel 3. Hasil Uji Kekerasan

Dari tabel pengujian kekerasan yang telah

didapat, selanjutnya akan ditampilkan grafik yang

ditunjukan pada gambar 3.

Gambar 3. Grafik Rata-Rata Nilai Kekerasan

Melalui grafik pada Gambar 3, dapat dilihat

bahwa kekerasan akan semakin meningkat dengan

semakin tinggi gaya tekan (kompaksi) yang


Vol. 7 No. 1, Januari 2018 (1–6)

5

diberikan. Dari hasil pengujian tersebut didapat

kekerasan rata-rata 32,853 pada gaya tekan 20kN,

pada gaya tekan 25 kN didapat kekerasan rata-rata

sebesar 45,179, dan semakin meningkat pada gaya

tekan 30 kN yaitu sebesar 49,246.

4.4. Hasil Pengamatan Scanning Electron

Microscope (SEM)

Gambar 4. Hasil Pengamatan Porositas

Menggunakan SEM pada Spesimen 20 kN

Perbesaran 100x dan 500x







Melalui Gambar 4 dengan pembesaran 100x

menjelaskan bagaimana proses metalurgi serbuk

menggunakan gaya tekan 20 kN masih terdapat

porositas yang timbul cukup banyak , dan melalui

Gambar 4dengan pembesaran 500x menjelaskan

terlihatnya volume porositas yang timbul cukup

besar.

Melalui Gambar 5 dengan perbesaran 100x

menjelaskan pada gaya tekan 25 kN jumlah porositas

yang timbul berkurang, dan melalui Gambar 5

dengan pembesaraan 500x, volume porositas yang

timbul mulai merapat.

Melalui Gambar 6 dengan pembesaraan 100x

menjelaskan pada gaya tekan 30 kN jumlah porositas

yang timbul semakin berkurang, dan melalui Gambar

6 dengan pembesaran 500x, volume porositas yang

timbul berangsur-angsur semakin merapat.

Melalui gambar hasil pengamatan porositas

menggunakan SEM dapat ditarik kesimpulan bahwa

semakin meningkatnya gaya tekan yang diberikan,

semakin kecil pula nilai porositas yang terdapat pada

spesimen. Porositas yang terdapat pada spesimen

yaitu porositas gas. Porositas gas terjadi akibat

adanya gas yang terjebak pada saat proses metalurgi

serbuk. Hal ini disebabkan karena pada saat tahapan

metalurgi serbuk terdapat kemungkinan adanya udara

yang terjebak diantara partikel serbuk.

5. Kesimpulan

Data dari hasil penelitian pengaruh variasi gaya

tekan pada Aluminium Matrik Komposit berpenguat

SiCw/Al2O3 dengan wetting agent terhadap porositas,

densitas dan kekerasan, maka dapat ditarik

kesimpilan bahwa:

1. Pengaruh variasi gaya tekan terhadap densitas

menunjukan bahwa nilai densitas meningkat

seiring dengan meningkatnya gaya tekan

(kompaksi) yang diberikan. Densitas terjadi

akibat adanya ikatan antar partikel, ikatan

partikel ini memberikan pengaruh terhadap

distribusi porositas pada spesimen. Pengaruh

variasi gaya tekan terhadap porositas

menunjukan bahwa porositas menurun seiring

dengan meningkatnya gaya tekan (kompaksi)

yang diberikan. Gaya Tekan (kompaksi) yang

lebih tinggi menyebabkan kerapatan antar

partikel lebih tinggi sehingga mengurangi

jumlah porositas. Porositas akan berpengaruh

terhadap kekerasan. Pengaruh variasi gaya tekan

terhadap kekerasan menunjukan kekerasan yang

tertinggi yaitu sebesar 49,246 pada gaya tekan

(kompaksi) 30 kN.

2. Hasil pengamatan SEM terlihat jelas porositas

yang paling banyak terjadi pada gaya tekan

(kompaksi) 20 kN, dan terlihat pula partikel

penguat kurang terdistribusi merata.

Daftar Pustaka

[1] Zainuri M., 2006, Pembentukan Lapisan

Tipis Oksida Logam Partikel SiC untuk

meningkatkan Ikatan Komposit Isotropik

Al/SiC.

[2] Suarsana, Ketut., 2016, Pemanfaatan Serat

Silicon Carbon dan Partikel Alumina Pada

Matriks Aluminium Untuk Meningkatkan

Sifat Mekanis Material Komposit, Bali,

Universitas Udayana.

[3] Matthew, F.L and R.D Rawlijns., 1994,

CompositeMaterial: Enginering &

Science.Chapman & Hall, London

[4] Altenpohl, D., 1982, Aluminium Viewed from

Within. Aluminium Verlag. Dusseldrof

[5] Brandt, N. G. L. and Senesan, Z. D., 1995,

Ceramic Cutting Tool Reinforced by

Whiskers, United State Patent, No. RE35,090.


Vol. 7 No. 1, Januari 2018 (1–6)

6

[6] Devi,C., 2011, Mechanical Caracterization of

Aluminium Silicone Carbide Composite. International Journal of Applied Engineering

Research, Dindigul Volume 1, No 4.2011.

ISSSN-0976-4259.

[7] Lutfi, Syukron., 2010 Pengaruh Magnesium

Terhadap Proses Electroless Coating pada

Partikel Penguat SiCw. Departemen Teknik

Metalurgi dan Material Universitas Indonesia.

[8] Randall M. German., 1996, Sintering Theory

and Practice (New York: John Wiley&Son,

Inc.)

[9] Birkeland, P.W. 1984, Soil And

Geomorphology, Oxford, University Press

New York.

[10] Cahn, Haasen. P., Kramer. E. J., 1993,

Material Science And Technology, A

Comprehensiv Treatment, Vol 2A.,

Caracterisation of Material Part 1. Eric

Lifshin.V.H, New York.

TEKNIK DESAIN MEKANIKA - UNUD

Documents

Transcript of TEKNIK DESAIN MEKANIKA - UNUD