Studi Pengaruh Temperatur Tuang Terhadap Sifat Mekanis Dan Mikrostruktur Pada Pembuatan Metal Matrix Composite Menggunakan Metode Stir Casting
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Aluminium
Aluminium merupakan logam non-ferrous dan merupakan logam kedua
terbesar yang dipergunakan oleh industri komponen setelah baja. Kelebihan dari
logam Aluminium adalah memiliki berat sepertiga dari berat baja (ρ: 2,7 g/cm3),
memiliki konduktifitas panas dan listrik yang baik, ratio kekuatan dan berat yang
tinggi, tahan terhadap korosi, memiliki sifat formability yang baik serta mudah
dicetak. Aluminium merupakan salah satu material yang sangat banyak
dipergunakan dalam bidang teknik, namun sangat jarang dipergunakan dalam
kondisi Aluminium murni. Aluminium yang dijumpai dalam bidang teknik
kebanyakan dalam bentuk alloy dengan unsur penambah utama seperti Silikon,
Copper, Magnesium, Iron, Mangan dan Zincum (Nadca, 1997).
Secara umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu
akan meningkatkan kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur.
Jika melebihi konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan naik disertai
meningkatnya kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau granula dalam
logam. Namun, kekuatan bahan paduan Aluminium tidak hanya bergantung pada
konsentrasi logam paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya
hingga Aluminium siap digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan panas,
penyimpanan, dan sebagainya (Makalah Aluminium, 2009).
Aluminium sekrap yang selama ini memiliki nilai ekonomis yang lebih
rendah jika dibandingkan dengan Aluminium murni dikarenakan proses
pegecoran yang tidak sempurna. Aluminium sekrap telah digunakan untuk
pembuatan sudu impeller dan brake disc melalui proses pengecoran, dimana
hasilnya bagus dengan casting yield 73,59% untuk impeller dan 85,1% untuk disc
brake (Abolarin,etl, 2007).
Pengecoran Aluminium akan berakibat penurunan sifat mekanis (tarik
dan
impak)
dari
logam,
yang
terjadi
akibat
peningkatan
porositas
Universitas Sumatera Utara
6
(Purnomo,2004). Porositas yang terjadi pada saat pengecoran Aluminium dapat
dieleminir dengan mengontrol gas/oksigen dan variable pengecoran lainnya
seperti, temperatur, laju pembekuan, laju pendinginan (Melo,M.L.N.M.,etl., 2005)
yang dapat dilakukan dengan tersedianya dapur peleburan yang memadai.
Parameter pembekuan sangat dipengaruhi laju pendinginan, keadaan
temperatur pada berbagai fasa berubah dengan peningkataan laju pendinginan,
peningkatan laju pendinginan secara signifikan meningkatkan temperatur
pengintian Aluminium (Dobrzanski, dkk, 2006).
Penambahan Si dan Cu pada Aluminium akan meningkatkan kekerasan
dan kekuatan tarik Aluminium dan penambahan unsur Ti juga dapat
meningkatkan kekerasan dan menghaluskan butir dari Aluminium. Komposisi
paduan dan pemilihan proses pengecoran dapat mempengaruhi struktur mikro
dari Aluminium paduan. Struktur mikro dapat dirubah dengan penambahan
elemen tertentu pada paduan Aluminium seperti mampu cor, sifat mekanis dan
mampu mesin yang baik dapat diperbaiki (Brown, 1999).
2.1.1 Sifat-sifat Aluminium
Aluminium telah menjadi salah satu logam industri yang paling luas
penggunaannya di dunia. Aluminium banyak digunakan di dalam semua sektor
utama industri seperti angkutan, konstruksi, listrik, peti kemas dan kemasan, alat
rumah tangga serta peralatan mekanis.
Adapun sifat-sifat Aluminium antara lain sebagai berikut:
a) Ringan
Memiliki bobot sekitar 1/3 dari bobot besi dan baja, atau tembaga dan
banyak digunakan dalam industri transportasi seperti angkutan udara.
b) Tahan terhadap korosi
Sifatnya durabel sehingga baik dipakai untuk lingkungan yang
dipengaruhi oleh unsur-unsur seperti air, udara, suhu dan unsur-unsur
kimia lainnya, baik di ruang angkasa atau bahkan sampai ke dasar
laut.
c) Kuat
Aluminium memiliki sifat yang kuat terutama bila dipadu dengan
Universitas Sumatera Utara
7
logam
lain.
Digunakan
untuk
pembuatan
komponen
yang
memerlukan kekuatan tinggi seperti: pesawat terbang, kapal laut,
bejana tekan, kendaraan dan lain-lain.
d) Mudah dibentuk
Proses pengerjaan Aluminium mudah dibentuk karena dapat
disambung dengan logam/material lainnya dengan pengelasan,
brazing, solder, adhesive bonding, sambungan mekanis, atau dengan
teknik penyambungan lainnya.
e) Konduktor listrik
Aluminium dapat menghantarkan arus listrik dua kali lebih besar jika
dibandingkan dengan tembaga. Karena Aluminium tidak mahal dan
ringan, maka Aluminium sangat baik untuk kabel-kabel listrik
overhead maupun bawah tanah (Surdia, T. 1992).
f) Konduktor panas
Sifat ini sangat baik untuk penggunaan pada mesin-mesin/alat-alat
pemindah panas sehingga dapat memberikan penghematan energi.
2.1.2 Alumunium-Si
Aluminium silicon alloy merupakan material yang sangat berguna, jika
dilihat 85-90% produk coran aluminium digunakan untuk industri otomotif.
Tergantung pada konsentrasi Si dalam persen berat. Sistem Al-Si alloy dibagi
kedalam tiga kategori yaitu ; hypoeutectic (
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Aluminium
Aluminium merupakan logam non-ferrous dan merupakan logam kedua
terbesar yang dipergunakan oleh industri komponen setelah baja. Kelebihan dari
logam Aluminium adalah memiliki berat sepertiga dari berat baja (ρ: 2,7 g/cm3),
memiliki konduktifitas panas dan listrik yang baik, ratio kekuatan dan berat yang
tinggi, tahan terhadap korosi, memiliki sifat formability yang baik serta mudah
dicetak. Aluminium merupakan salah satu material yang sangat banyak
dipergunakan dalam bidang teknik, namun sangat jarang dipergunakan dalam
kondisi Aluminium murni. Aluminium yang dijumpai dalam bidang teknik
kebanyakan dalam bentuk alloy dengan unsur penambah utama seperti Silikon,
Copper, Magnesium, Iron, Mangan dan Zincum (Nadca, 1997).
Secara umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu
akan meningkatkan kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur.
Jika melebihi konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan naik disertai
meningkatnya kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau granula dalam
logam. Namun, kekuatan bahan paduan Aluminium tidak hanya bergantung pada
konsentrasi logam paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya
hingga Aluminium siap digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan panas,
penyimpanan, dan sebagainya (Makalah Aluminium, 2009).
Aluminium sekrap yang selama ini memiliki nilai ekonomis yang lebih
rendah jika dibandingkan dengan Aluminium murni dikarenakan proses
pegecoran yang tidak sempurna. Aluminium sekrap telah digunakan untuk
pembuatan sudu impeller dan brake disc melalui proses pengecoran, dimana
hasilnya bagus dengan casting yield 73,59% untuk impeller dan 85,1% untuk disc
brake (Abolarin,etl, 2007).
Pengecoran Aluminium akan berakibat penurunan sifat mekanis (tarik
dan
impak)
dari
logam,
yang
terjadi
akibat
peningkatan
porositas
Universitas Sumatera Utara
6
(Purnomo,2004). Porositas yang terjadi pada saat pengecoran Aluminium dapat
dieleminir dengan mengontrol gas/oksigen dan variable pengecoran lainnya
seperti, temperatur, laju pembekuan, laju pendinginan (Melo,M.L.N.M.,etl., 2005)
yang dapat dilakukan dengan tersedianya dapur peleburan yang memadai.
Parameter pembekuan sangat dipengaruhi laju pendinginan, keadaan
temperatur pada berbagai fasa berubah dengan peningkataan laju pendinginan,
peningkatan laju pendinginan secara signifikan meningkatkan temperatur
pengintian Aluminium (Dobrzanski, dkk, 2006).
Penambahan Si dan Cu pada Aluminium akan meningkatkan kekerasan
dan kekuatan tarik Aluminium dan penambahan unsur Ti juga dapat
meningkatkan kekerasan dan menghaluskan butir dari Aluminium. Komposisi
paduan dan pemilihan proses pengecoran dapat mempengaruhi struktur mikro
dari Aluminium paduan. Struktur mikro dapat dirubah dengan penambahan
elemen tertentu pada paduan Aluminium seperti mampu cor, sifat mekanis dan
mampu mesin yang baik dapat diperbaiki (Brown, 1999).
2.1.1 Sifat-sifat Aluminium
Aluminium telah menjadi salah satu logam industri yang paling luas
penggunaannya di dunia. Aluminium banyak digunakan di dalam semua sektor
utama industri seperti angkutan, konstruksi, listrik, peti kemas dan kemasan, alat
rumah tangga serta peralatan mekanis.
Adapun sifat-sifat Aluminium antara lain sebagai berikut:
a) Ringan
Memiliki bobot sekitar 1/3 dari bobot besi dan baja, atau tembaga dan
banyak digunakan dalam industri transportasi seperti angkutan udara.
b) Tahan terhadap korosi
Sifatnya durabel sehingga baik dipakai untuk lingkungan yang
dipengaruhi oleh unsur-unsur seperti air, udara, suhu dan unsur-unsur
kimia lainnya, baik di ruang angkasa atau bahkan sampai ke dasar
laut.
c) Kuat
Aluminium memiliki sifat yang kuat terutama bila dipadu dengan
Universitas Sumatera Utara
7
logam
lain.
Digunakan
untuk
pembuatan
komponen
yang
memerlukan kekuatan tinggi seperti: pesawat terbang, kapal laut,
bejana tekan, kendaraan dan lain-lain.
d) Mudah dibentuk
Proses pengerjaan Aluminium mudah dibentuk karena dapat
disambung dengan logam/material lainnya dengan pengelasan,
brazing, solder, adhesive bonding, sambungan mekanis, atau dengan
teknik penyambungan lainnya.
e) Konduktor listrik
Aluminium dapat menghantarkan arus listrik dua kali lebih besar jika
dibandingkan dengan tembaga. Karena Aluminium tidak mahal dan
ringan, maka Aluminium sangat baik untuk kabel-kabel listrik
overhead maupun bawah tanah (Surdia, T. 1992).
f) Konduktor panas
Sifat ini sangat baik untuk penggunaan pada mesin-mesin/alat-alat
pemindah panas sehingga dapat memberikan penghematan energi.
2.1.2 Alumunium-Si
Aluminium silicon alloy merupakan material yang sangat berguna, jika
dilihat 85-90% produk coran aluminium digunakan untuk industri otomotif.
Tergantung pada konsentrasi Si dalam persen berat. Sistem Al-Si alloy dibagi
kedalam tiga kategori yaitu ; hypoeutectic (