BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pembuatan Spesimen dari Proses Peleburan
Bentuk dari spesimen pengujian tarik sudah mempunyai standar dengan meenggunakan standar dari Annual book of ASTM Vol.3 E8M-00b. Gambar
spesimen pengujian tarik dari paduan Aluminium-Magnesium dapat dilihat pada gambar 4.1.
Gambar 4.1 Bentuk Spesimen Uji Tarik
4.2 Hasil Pengujian
Hasil pengujian pada penelitian ini meliputi hasil pengujian tarik dan hasil pengujian foto mikro.
4.2.1 Hasil Pengujian Tarik
Berikut adalah gambar dari kurva pengujian tarik: a.
Spesimen I Al 98 - Mg 2 Dari kurva pengujian tarik spesimen I dengan variasi Al 98 - Mg 2
terlihat beban ultimate P
u
mempunyai nilai 1020 kgf, beban fracture P
f
mempunyai nilai 800 kgf dan beban yield P
y
mempunyai nilai 500 kgf.
Universitas Sumatera Utara
L mm Kurva hasil pengujian tarik spesimen I dengan variasi Al 98 - Mg 2
dapat dilihat pada gambar 4.2.
Gambar 4.2 Kurva Hasil uji tarik P kgf vs L mm spesimen I
b. Spesimen II Al 98 - Mg 2
Dari kurva pengujian tarik spesimen II dengan variasi Al 98 - Mg 2 terlihat beban ultimate P
u
mempunyai nilai 980 kgf, beban fracture P
f
mempunyai nilai 800 kgf dan beban yield P
y
mempunyai nilai 400 kgf. Kurva hasil pengujian tarik spesimen II dengan variasi Al 98 - Mg 2
dapat dilihat pada gambar 4.3.
Gambar 4.3 Kurva Hasil uji tarik P kgf vs L mm spesimen II P
kgf
Universitas Sumatera Utara
c. Spesimen III Al 98 - Mg 2
Dari kurva pengujian tarik spesimen III dengan variasi Al 98 - Mg 2 terlihat beban ultimate P
u
mempunyai nilai 1100 kgf, beban fracture P
f
mempunyai nilai 1050 kgf dan beban yield P
y
mempunyai nilai 600 kgf. Kurva hasil pengujian tarik spesimen III dengan variasi Al 98 - Mg 2
dapat dilihat pada gambar 4.4.
Gambar 4.4 Kurva Hasil uji tarik P kgf vs L mm spesimen III
d. Spesimen I Al 96 - Mg 4
Dari kurva pengujian tarik spesimen I dengan variasi Al 96 - Mg 4 terlihat beban ultimate P
u
mempunyai nilai 1020 kgf, beban fracture P
f
mempunyai nilai 810 kgf dan beban yield P
y
mempunyai nilai 430 kgf. Kurva hasil pengujian tarik spesimen I dengan variasi Al 96 - Mg 4
dapat dilihat pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 Kurva Hasil uji tarik P kgf vs L mm spesimen I
Universitas Sumatera Utara
e. Spesimen II Al 96 - Mg 4
Dari kurva pengujian tarik spesimen II dengan variasi Al 96 - Mg 4 terlihat beban ultimate P
u
mempunyai nilai 950 kgf, beban fracture P
f
mempunyai nilai 850 kgf dan beban yield P
y
mempunyai nilai 450 kgf. Kurva hasil pengujian tarik spesimen II dengan variasi Al 96 - Mg 4
dapat dilihat pada gambar 4.6.
Gambar 4.6 Kurva Hasil uji tarik P kgf vs L mm spesimen II
f. Spesimen III Al 96 - Mg 4
Dari kurva pengujian tarik spesimen III dengan variasi Al 96 - Mg 4 terlihat beban ultimate P
u
mempunyai nilai 850 kgf, beban fracture P
f
mempunyai nilai 700 kgf dan beban yield P
y
mempunyai nilai 430 kgf. Kurva hasil pengujian tarik spesimen III dengan variasi Al 96 - Mg 4
dapat dilihat pada gambar 4.7.
Gambar 4.7 Kurva Hasil uji tarik P kgf vs L mm spesimen III
Universitas Sumatera Utara
g. Spesimen I Al 94 - Mg 6
Dari kurva pengujian tarik spesimen I dengan variasi Al 94 - Mg 6 terlihat beban ultimate P
u
mempunyai nilai 700 kgf, beban fracture P
f
mempunyai nilai 600 kgf dan beban yield P
y
mempunyai nilai 400 kgf. Kurva hasil pengujian tarik spesimen I dengan variasi Al 94 - Mg 6
dapat dilihat pada gambar 4.8.
Gambar 4.8 Kurva Hasil uji tarik P kgf vs L mm spesimen I
h. Spesimen II Al 94 - Mg 6
Dari kurva pengujian tarik spesimen II dengan variasi Al 94 - Mg 6 terlihat beban ultimate P
u
mempunyai nilai 800 kgf, beban fracture P
f
mempunyai nilai 700 kgf dan beban yield P
y
mempunyai nilai 410 kgf. Kurva hasil pengujian tarik spesimen II dengan variasi Al 94 - Mg 6
dapat dilihat pada gambar 4.9.
Gambar 4.9 Kurva Hasil uji tarik P kgf vs L mm spesimen II
Universitas Sumatera Utara
i. Spesimen III Al 94 - Mg 6
Dari kurva pengujian tarik spesimen III dengan variasi Al 94 - Mg 6 terlihat beban ultimate P
u
mempunyai nilai 750 kgf, beban fracture P
f
mempunyai nilai 700 kgf dan beban yield P
y
mempunyai nilai 390 kgf. Kurva hasil pengujian tarik spesimen III dengan variasi Al 94 - Mg 6
dapat dilihat pada gambar 4.10.
Gambar 4.10 Kurva Hasil uji tarik P kgf vs L mm spesimen III
Daerah patahan spesimen Aluminium-Magnesium setelah dilakukan pengujian tarik dapat dilihat pada gambar 4.11.
a.
b.
c.
Gambar 4.11 Daerah Patahan spesimen Aluminium coran setelah uji kekuatan tarik a. 2 Mg, b. 4 Mg, dan c. 6 Mg.
Universitas Sumatera Utara
Berikut ini adalah hasil pengujian dan tabel hasil pengujian untuk tegangan, regangan dan modulus elastisitas dari hasil uji kekuatan tarik:
a. Tegangan σ
Tegangan pada uji tarik merupakan berat beban P dibagi dengan luas penampang A pada sepesimen. Maka hasil perhitungan tegangan pada untuk
setiap spesimennya sama. Dapat dihitung dengan persamaan berikut :
A P
=
σ Dimana :
σ = Tegangan MPa P = Beban pada waktu pengujian kgf
A = Luas penampang cm
2
Nilai tegangan untuk masing-masing spesimen adalah : 1.
Spesimen I Al 98 - Mg 2
Maka, 567163
, 1020
= =
A P
σ
= 1798,4264 kgfcm² = 176,24578 MPa
2. Spesimen II Al 98 – Mg 2
Maka, 621799
, 980
= =
A P
σ
= 1576,0733 kgfcm² = 154,45518 MPa
3. Spesimen III Al 98 - Mg 2
Maka, 650059
, 1100
= =
A P
σ
= 1692,1554 kgfcm² = 165,83123 MPa
Universitas Sumatera Utara
4. Spesimen I Al 96 - Mg 4
Maka, 621799
, 1020
= =
A P
σ = 1640,4028 kgfcm²
= 160,75947 MPa 5.
Spesimen II Al 96 - Mg 4 Maka,
477594 ,
900 =
= A
P
σ
= 1884,4458 kgfcm² = 184,67569 MPa
6. Spesimen III Al 96 - Mg 4 Maka,
63585 ,
850 =
= A
P
σ
= 1336,7933 kgfcm² = 131,00574 MPa
7. Spesimen I Al 94 - Mg 6
Maka, 621799
, 700
= =
A P
σ = 1125,7666 kgfcm²
= 110,32513MPa 8.
Spesimen II Al 94 -Mg 6 Maka,
607904 ,
800 =
= A
P
σ
= 1315,9973 kgfcm² = 128,96773 MPa
Universitas Sumatera Utara
9. Spesimen III Al 94 - Mg 6
Maka, 664424
, 750
= =
A P
σ
= 1128,7973 kgfcm² = 110,62213 MPa
Nilai tegangan dapat dilihat pada tabel 4.1. Tabel 4.1 Nilai Tegangan
Kadar Spesimen
σ MPa σ rata-rata
Al 98 Mg 2
1a 176,24578
165,5107317 1b
154,45518 1c
165,83123 Al 96
Mg 4 2a
160,75947 158,8136339
2b 184,67569
2c 131,00574
Al 94 Mg 6
3a 110,32513
116,6383313 3b
128,96773 3c
110,62213
Grafik nilai tegangan dapat dilihat pada gambar 4.12.
Gambar 4.12 Grafik nilai tegangan, tegangan tarik MPa vs spesimen
0,00000 50,00000
100,00000 150,00000
200,00000
1 2
3
T e
g an
g an
M P
a
Spesimen
Mg 2 Mg 4
Mg 6
Universitas Sumatera Utara
Grafik nilai tegangan rata-rata dapat dilihat pada gambar 4.13.
Gambar 4.13 Grafik nilai tegangan rata-rata, tegangan rata-rata MPa vs kadar Mg
Gambar 4.13 diatas memperlihatkan bahwa semakin besar penambahan unsur Magnesium di dalam Aluminium, maka kekuatan tarik Aluminium akan
semakin kecil. Kerakkotoran adalah salah satu penyebab menurunnya kekuatan tarik.
Kerakkotoran ini berasal dari sisa pengecoran yang tertinggal di dalam dapur lebur. Kerakkotoran ini juga dapat menyebabkan cacat pada spesimen hasil
pengecoran. Hal lain yang menyebabkan terjadinya penurunan kekuatan tarik adalah
porositas. Porositas adalah suatu cacat yang terjadi pada suatu produk cor yang dapat menurunkan kualitas benda tuang. Salah satu penyebab terjadinya porositas
pada penuangan paduan Aluminium adalah gas hidrogen. Gas hidrogen ini dapat terbentuk karena logam cair saat proses pengecoran dimulai beroksidasi dengan
karbon monoksida. Porositas oleh gas hidrogen dalam benda cetak paduan Aluminium akan memberikan pengaruh yang buruk pada kekuatan serta
kesempurnaan dari benda tuang tersebut. Penyebab lainnya adalah kontrol yang kurang sempurna terhadap absorbsi gas oleh paduan, pengeluaran gas dari logam
karena interaksi antara gas dengan logam selama peleburan dan penuangan.
0,0000000 20,0000000
40,0000000 60,0000000
80,0000000 100,0000000
120,0000000 140,0000000
160,0000000 180,0000000
2 4
6
T e
g an
g an
r at
a -r
at a
M P
a
Kadar Mg
Universitas Sumatera Utara
Porositas yang muncul dapat dibedakan atas ukuran dan penyebabnya. Porositas berdasarkan ukuran dapat digolongkan atas dua jenis yaitu porositas
mikro dan makro. Porositas berdasarkan penyebabnya dapat digolongkan atas dua jenis yaitu porositas penyusutan dengan bentuk tidak teratur dan porositas gas
berbentuk lingkaran. Porositas akan membangkitkan tegangan lokal dan merupakan inisial
retak. Porositas gas dan penyusutan akan berkembang dari ukuran mikro ke- makro, selanjutnya akan bertransformasi menjadi retak panas dipengaruhi oleh
penyusutan dan kontraksi panas selama pembekuan. Temperatur tuang dan cetakan yang tinggi akan mengakibatkan pembekuan lambat, sehingga muncul
tegangan penyusutan dan kontraksi panas yang besar untuk perkembangan retak panas. Temperatur tuang dan cetakan yang tinggi akan mengakibatkan muncul
dan berkembangnya retak panas. Banyaknya porositas yang terjadi pada pengecoran paduan Aluminium
tidak saja tergantung dengan banyaknya kandungan gas hidrogen yang terabsorbsi oleh logam, tetapi juga tergantung pada kecepatan pembekuan logam dalam
cetakan. Makin rendah kecepatan pembekuan, kemungkinan terjadinya porositas lebih besar.
b. Reganganε
Untuk nilai regangan diambil nilai perpanjangan setiap spesimen uji. Maka nilai regangan dapat ditentukan dari persamaan berikut :
Dimana : ε = Regangan
L
f
= Panjang Akhir cm L
o
= Panjang Awal cm ∆L = Perpanjangan cm
100 x
Lo L
∆ =
ε
Universitas Sumatera Utara
Maka nilai regangan untuk masing-masing spesimen adalah : 1.
Spesimen I Al 98 - Mg 2
Maka,
5743 ,
2 100
05 ,
5 13
, 100
= =
∆ =
x x
Lo L
ε
2. Spesimen II Al 98 -Mg 2
Maka,
2339 ,
4 100
96 ,
4 21
, 100
= =
∆ =
x x
Lo L
ε
3. Spesimen III Al 98 -Mg 2
Maka,
8468 ,
5 100
96 ,
4 29
, 100
= =
∆ =
x x
Lo L
ε
4. Spesimen I Al 96 - Mg 4
Maka,
3576 ,
2 100
09 ,
5 12
, 100
= =
∆ =
x x
Lo L
ε
5. Spesimen II Al 96 - Mg 4
Maka,
7613 ,
5 100
86 ,
4 28
, 100
= =
∆ =
x x
Lo L
ε
6. Spesimen III Al 96 - Mg 4
Maka,
3473 ,
3 100
78 ,
4 16
, 100
= =
∆ =
x x
Lo L
ε
7. Spesimen I Al 94 - Mg 6
Maka,
4068 ,
3 100
99 ,
4 17
, 100
= =
∆ =
x x
Lo L
ε
Universitas Sumatera Utara
8. Spesimen II Al 94 - Mg 6
Maka,
937 ,
3 100
08 ,
5 20
, 100
= =
∆ =
x x
Lo L
ε
9. Spesimen III Al 94 - Mg 6
Maka,
6477 ,
2 100
91 ,
4 13
, 100
= =
∆ =
x x
Lo L
ε
Nilai regangan dapat dilihat pada tabel 4.2. Tabel 4.2 Nilai Regangan
Kadar Spesimen
ε ε rata-rata
Al 98 Mg 2
1a 5743
, 2
4,20841683 1b
2339 ,
4 1c
8468 ,
5 Al 96
Mg 4 2a
3576 ,
2 3,80176511
2b 7613
, 5
2c 3473
, 3
Al 94 Mg 6
3a 4068
, 3
3,33778371 3b
937 ,
3 3c
6477 ,
2
Grafik nilai regangan dapat dilihat pada gambar 4.14.
Gambar 4.14 Grafik nilai regangan, regangan vs spesimen
1 2
3 4
5 6
7
1 2
3
R e
g a
n g
a n
Spesimen
Mg 2 Mg 4
Mg 6
Universitas Sumatera Utara
Grafik nilai regangan rata-rata dapat dilihat pada gambar 4.15.
Gambar 4.15 Grafik nilai regangan rata-rata, regangan rata-rata vs kadar Mg
Gambar 4.15 diatas memperlihatkan bahwa semakin besar penambahan unsur Magnesium di dalam Aluminium, maka regangan yang terjadi akan
semakin kecil.
c. Modulus elastisitas E
ε σ
= E
Dimana : E = Modulus Elastisitas MPa
σ = Tegangan MPa ε = Regangan
Nilai modulus elastisitas untuk masing-masing spesimen adalah :
1. Spesimen I Al 98 -Mg 2 Maka,
5743 ,
2 24578
, 176
= =
ε σ
E
0,00000000 0,50000000
1,00000000 1,50000000
2,00000000 2,50000000
3,00000000 3,50000000
4,00000000 4,50000000
2 4
6
R e
g an
g an
r at
a -r
at a
Kadar Mg
Universitas Sumatera Utara
025743 ,
24578 ,
176 =
= 6846,470876 MPa 2.
Spesimen II Al 98 -Mg 2
Maka, 2339
, 4
45518 ,
154 =
= ε
σ E
042339 ,
45518 ,
154 =
= 3648,08428 MPa 3.
Spesimen III Al 98 -Mg 2
Maka, 8468
, 5
83123 ,
165 =
= ε
σ E
058468 ,
83123 ,
165 =
= 2836,285848 MPa
4. Spesimen I Al 96 - Mg 4
Maka, 3576
, 2
75947 ,
160 =
=
ε σ
E
023576 ,
75947 ,
160 =
= 6818,881036 MPa
5. Spesimen II Al 96 - Mg 4
Maka, 7613
, 5
67569 ,
184 =
=
ε σ
E
057613 ,
67569 ,
184 =
= 3205,442279 MPa
Universitas Sumatera Utara
6. Spesimen III Al 96 - Mg 4
Maka, 3473
, 3
00574 ,
131 =
=
ε σ
E
033473 ,
00574 ,
131 =
= 3913,796493 MPa
7. Spesimen I Al 94 - Mg 6
Maka, 4068
, 3
32513 ,
110 =
=
ε σ
E
034068 ,
32513 ,
110 =
= 3238,367035 MPa
8. Spesimen II Al 94 - Mg 6
Maka, 937
, 3
96773 ,
128 =
=
ε σ
E
03937 ,
96773 ,
128 =
= 3275,780386 MPa
9. Spesimen III Al 94 - Mg 6
Maka, 6477
, 2
62213 ,
110 =
=
ε σ
E
026477 ,
3 `
6221 ,
110 =
= 4178,112864 MPa
Universitas Sumatera Utara
Nilai modulus elastisitas dapat dilihat pada tabel 4.3. Tabel 4.3 Nilai Modulus Elastisitas
Kadar Spesimen
σ MPa ε
E MPa E rata-rata
Al 98 Mg 2
1a 176,24578
5743 ,
2 6846,470876
4443,613668 1b
154,45518 2339
, 4
3648,08428 1c
165,83123 8468
, 5
2836,285848 Al 96
Mg 4 2a
160,75947 3576
, 2
6818,881036 4646,039936
2b 184,67569
7613 ,
5 3205,442279
2c 131,00574
3473 ,
3 3913,796493
Al 94
Mg 6 3a
110,32513 4068
, 3
3238,367035 3564,086762
3b 128,96773
937 ,
3 3275,780386
3c 110,62213
6477 ,
2 4178,112864
Grafik nilai modulus elastisitas dapat dilihat pada 4.16.
Gambar 4.16 Grafik modulus elastisitas, modulus elastisitas MPa vs spesimen
0,000000 1.000,000000
2.000,000000 3.000,000000
4.000,000000 5.000,000000
6.000,000000 7.000,000000
8.000,000000
1 2
3
M o
d u
lu s e
la st
is it
a s
M P
a
Spesimen
Mg 2 Mg 4
Mg 6
Universitas Sumatera Utara
Grafik nilai modulus elastisitas rata-rata dapat dilihat pada gambar 4.17
Gambar 4.17 Grafik nilai modulus elastisitas rata-rata, modulus elastisitas rata-rata MPa vs kadar Mg
Gambar 4.17 memperlihatkan bahwa semakin besar penambahan unsur Magnesium di dalam Aluminium, maka modulus elastisitas yang terjadi akan
semakin kecil. Terjadi kenaikan nilai modulus elastisitas pada variasi Al 96 - Mg 4.
Gambar perpatahan dari Aluminium coran setelah dilakukan pengujian tarik dapat dilihat pada gambar 4.18.
a. Al 98 - Mg 2
0,000000 500,000000
1.000,000000 1.500,000000
2.000,000000 2.500,000000
3.000,000000 3.500,000000
4.000,000000 4.500,000000
5.000,000000
2 4
6
M o
d u
lu s E
la st
is it
a s
ra ta
-r at
a M
P a
Kadar Mg
Universitas Sumatera Utara
b. Al 96 - Mg 4
c. Al 94 - Mg 6
Gambar 4.18 Bentuk perpatahan dari Aluminium coran setelah uji kekuatan tarik a.
2 Mg, b. 4 Mg, dan c. 6 Mg
4.2.2 Hasil Uji Metallography
Kategori