PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg) TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN ALUMINIUM.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg)
TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO
PADA PENGECORAN ALUMINIUM
SKRIPSI
Oleh:
SETIAWAN NOOR CHOLIS
K 2508077
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
April 2013
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama
: Setiawan Noor Cholis
NIM
: K 2508077
Jurusan/Program Studi
: PTK/Pendidikan Teknik Mesin
menyatakan bahwa skripsi saya berjudul
UNSUR
MAGNESIUM
(Mg)
PENGARUH PENAMBAHAN
TERHADAP
KEKERASAN
DAN
ini benar-
STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN
benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang
dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
daftar pustaka.
Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini jiplakan,
saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.
Surakarta,
April 2013
Penulis,
Setiawan Noor Cholis
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg)
TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO
PADA PENGECORAN ALUMINIUM
Oleh :
SETIAWAN NOOR CHOLIS
K 2508077
Skripsi
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan Gelar
Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
April 2013
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSETUJUAN
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji
Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Surakarta,
April 2013
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Suharno, ST., MT.
NIP . 19710603 200604 1 001
Drs. Yadiono, MT.
NIP. 19491015 197903 1 001
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGESAHAN
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji
Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta dan diterima untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar
Sarjana Pendidikan.
Hari
:
Tanggal :
Tim Penguji Skripsi
Nama Terang
Tanda Tangan
Ketua
: Yuyun Estriyanto, ST., M. T
Sekretaris
: Budi Harjanto, ST, M. Eng
Anggota I
: Suharno, ST., MT.
Anggota II
: Drs. Yadiono, MT
Disahkan oleh
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret
Dekan,
Prof. Dr. H. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd.
NIP 19600727198702 1 001
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Setiawan Noor Cholis. PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM
(Mg) TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA
PENGECORAN ALUMINIUM. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, April 2013.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi
penambahan unsur magnesium (Mg) terhadap kekerasan dan struktur mikro pada
pengecoran aluminium. Bahan baku pada penelitian ini adalah aluminium.
Sebelum melakukan penelitian lebih lanjut terlebih dahulu aluminium mengalami
pengujian komposisi kimia untuk mengetahui secara pasti komposisi dari
aluminium tersebut.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang menggunakan satu
variabel bebas (variasi unsur magnesium sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6%), dua
variabel terikat (nilai uji kekerasan dan foto struktur mikro) dan lima variabel
kontrol (aluminium, suhu peleburan, suhu tuang, pasir cetak dan ukuran
spesimen). Penelitian ini terdiri dari beberapa tahap, di antaranya pemotongan
bahan baku, peleburan bahan baku, sampai penambahan unsur magnesium yang
dilakukan di Laboratorium Logam Politeknik Manufaktur Ceper yang beralamat
di Batur, Tegalrejo, Ceper, Klaten. Pengujian struktur mikro dan pengujian
kekerasan dilakukan di Laboratorium Bahan Teknik, Program Diploma Teknik
Mesin, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada (UGM) yang beralamat di Jl.
Grafika No. 2 Yogyakarta. Data hasil penelitian dan pengujian diuraikan dengan
menggunakan metode diskriptif analitis.
Hasil dari penelitian menunjukkan nilai kekerasan dari aluminium
meningkat seiring dengan banyaknya unsur magnesium (Mg) yang ditambahkan.
Semakin banyak unsur magnesium (Mg) yang dimasukkan ke dalam aluminium
cor mengakibatkan ukuran butir menurun.
Kata kunci: aluminium cor, magnesium (Mg), kekerasan, struktur mikro.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Setiawan Noor Cholis. THE EFFECT OF THE ADDED MAGNESIUM (Mg)
ELEMENT ON THE HARDNESS AND MICRO STRUCTURE OF CAST
ALUMINUM. Skripsi: The Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas
Maret University, Surakarta February 2013.
The objective of this research is to investigate the effect of the variations
of the added magnesium (Mg) element on the hardness and micro structure of
aluminum. Material for the research was aluminum. Prior to further study,
aluminum was exposed to chemical composition testing to find out its composition
definitely.
This research used the experimental research method with one
independent variable (variations of magnesium element of 0.2%, 0.4% and
0.6%), two independent variables (hardness test value, micro structure
photograph), and five control variables (aluminum, smelting temperature, casting
temperature, molding sands, and specimen size). It consisted of several phases,
namely: cutting the material, smelting the material, adding the magnesium
element at the Metal Laboratory, Ceper Polytechnics of Manufacture residing in
Batur, Tegalrejo, Klaten. The micro structure testing and the hardness testing
were conducted at the Engineering Material Laboratory, Gadjah Mada University
residing at Jl. Grafika No. 2 Yogyakarta. The data of the research were analyzed
by using the descriptive analytical methods.
The results of the research show that the hardness value of the aluminum
increases along with the quantity of the added magnesium element. The
increasing amount of magnesium element added into the cast aluminum causes
grain size of the aluminum to get smaller.
Keywords: cast aluminum, magnesium (Mg), hardness, micro structure.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk:
Doamu yang tiada terputus, kerja keras tiada henti, pengorbanan yang
tak terbatas pula. Semuanya membuatku bangga memiliki kalian. Tiada kasih
sayang yang seindah dan seabadi kasih sayangmu.
Kakak dan Adiku
Terima kasih telah mendukung dan mendorong langkahku, membantu di saat aku
kesusahan dan kekurangan dan mengarahkan di saat aku salah jalan.
Yunita Hispana Suiza
Terima kasih karena senantiasa mendorong langkahku dengan perhatian dan
semangat dan selalu ada di sampingku baik di saat kutegar berdiri maupun saat
kujatuh dan terluka.
Keluarga besar PTK
Terima kasih atas kerja samanya dalam membantu penulisan skripsi ini.
Sahabat-sahabatku
Sahabat cost Dewi Muning (Santoso, Irawan, Teguh, Andi, Wega, Sirus dkk),
sahabat seperjuangan (Hepy, Kokok, Dwi, Joko, Momox, Sidiq, Ampx,Yudi, Aziz,
Kating, Tri Ujan, Dika, Fuad, Prisma, Aziz, Desy dkk) dan sahabat PTK terima
kasih atas dukungan, hiburan canda tawa yang menghilangkan stres dalam
perjalanan penulisan skripsi ini .
Almamaterku tercinta
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
limpahan rohmat, taufik, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul PENGARUH PENAMBAHAN
UNSUR
MAGNESIUM
(Mg)
TERHADAP
KEKERASAN
STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN
DAN
.
Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam
mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan Teknik Mesin
Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Skripsi ini dapat diselesaikan
tidak lepas dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih
kepada yang terhormat:
1.
Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.
2.
Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah
memberikan persetujuan atas permohonan penulisan skripsi.
3.
Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah
memberikan persetujuan atas permohonan penulisan skripsi.
4.
Drs. H. Wardoyo selaku Pembimbing Akademik.
5.
Suharno, ST., MT selaku Dosen Pembimbing I, yang selalu memberikan
pengarahan dan bimbingan dengan penuh kesabaran dalam penulisan skripsi
ini.
6.
Drs. Yadiono, MT selaku Dosen Pembimbing II, yang selalu memberikan
motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran dalam penulisan skripsi ini.
7.
Pak Kosa dan Pak Basuki selaku instruktur Politeknik Manufaktur Ceper
yang telah memberikan waktu dan tempat dalam proses pengecoran pada
penelitian ini.
8.
Pak Wiyadi, ST selaku staff Laboratorium Bahan Teknik, Program Diploma
Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada (UGM) yang telah
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
mendampingi dalam pengujian kekerasan dan struktur mikro pada penelitian
ini.
9.
Teman-teman seperjuangan PTM 2008 terima kasih atas kerja sama dan
bantuannya.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak
kekurangan. Sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya
membangun dari semua pihak. Apabila dalam pelaksanaan penelitian dan
penulisan skripsi ini terdapat kesalahan dan hal yang tidak berkenan, penulis
sampaikan mohon maaf yang sebesar-besarnya.
Surakarta, April 2013
Penulis
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................
i
HALAMAN PERNYATAAN .........................................................................
ii
HALAMAN PENGAJUAN .............................................................................
iii
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................
iv
HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................
v
HALAMAN ABSTRAK ..................................................................................
vi
HALAMAN MOTTO ......................................................................................
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................
ix
KATA PENGANTAR .....................................................................................
x
DAFTAR ISI ...................................................................................................
xii
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
xv
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xvi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .................................................................................
1
B. Identifikasi Masalah ........................................................................
3
C. Pembatasan Masalah........................................................................
3
D. Perumusan Masalah ........................................................................
3
E. Tujuan Penelitian .............................................................................
4
F. Manfaat Penelitian ...........................................................................
4
BAB II LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka .............................................................................
1.
Pengecoran Logam ..................................................................
2.
Perbandingan Cetakan Pasir (Sand Casting) dan Cetakan Logam
5
5
(Die Casting) ...........................................................................
8
3.
Uji Komposisi...........................................................................
15
4.
Sifat Mekanis Logam ...............................................................
16
5.
Uji Kekerasan ...........................................................................
19
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
6.
Struktur Mikro ..........................................................................
23
7.
Aluminium (Al) ........................................................................
27
8.
Pengaruh Unsur pada Paduan Aluminium ...............................
29
9.
Magnesium (Mg) ......................................................................
34
Magnesium (Al - Mg) ..........................
35
B. Penelitian yang Relevan ..................................................................
36
C. Kerangka Berpikir ...........................................................................
37
D. Hipotesis
38
10. Paduan Aluminium
....................................................................................
BAB III METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian .........................................................
39
1.
Tempat Penelitian .....................................................................
39
2.
Waktu Penelitian ......................................................................
39
B. Rancangan Penelitian ......................................................................
40
C. Populasi dan Sampel ......................................................................
40
1.
Populasi Penelitian ..................................................................
40
2.
Sampel Penelitian ....................................................................
40
D. Teknik Pemgambilan Sampel .........................................................
41
E. Pengumpulan Data ........................................................................
41
1.
Identifikasi Variabel .................................................................
41
2.
Instrumen Penelitian ................................................................
42
F. Desain Eksperimen ........................................................................
53
G. Pelaksanaan Penelitian ....................................................................
54
1.
Diagram Alir Penelitian ...........................................................
54
2.
Urutan Langkah Penelitian ......................................................
55
H. Analisis Data ..................................................................................
56
1.
Analisis Hasil Pengujian Kekerasan ........................................
56
2.
Analisis Struktur Mikro ............................................................
57
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Deskrisi Data ...................................................................................
58
1.
Raw Material dan Hasil Spesimen yang Dibuat ......................
58
2.
Pengujian Kekerasan ................................................................
59
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
3.
digilib.uns.ac.id
Pengujian Struktur Mikro .........................................................
60
B. Pengujian Hipotesis ........................................................................
61
C. Pembahasan Data ............................................................................
62
1.
Analisa Hasil Pengujian Kekerasan..........................................
62
2.
Analisa Hasil Pengujian Struktur Mikro ..................................
64
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN
A. Simpulan ..........................................................................................
67
B. Implikasi .........................................................................................
67
C. Saran ...............................................................................................
68
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
69
LAMPIRAN ....................................................................................................
71
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1 Waktu Pembekuan Aluminium dari Beberapa Proses Pengecoran............
9
2.2 Perbandingan Ukuran Indentor Terhadap Ukuran Meterial.......................
21
2.3 Perbandingan Diameter Indentor (D) Terhadap Konstanta Bahan ............
21
2.4 Sifat Fisis Aluminium Murni .....................................................................
29
2.5 Sifat Mekanis Aluminium Murni ...............................................................
29
3.1 Komposisi Kimia Aluminium yang Digunakan .........................................
43
3.1 Desain Eksperimen Penelitian....................................................................
54
4.1 Hasil Pengujian Kekerasan Brinell ............................................................
60
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1 Proses Pembuatan Benda Coran ................................................................
5
2.2 Contoh Cetakan Pasir Sederhana ...............................................................
6
2.3 Ilustrasi Skematis dari Pembekuan Logam ................................................
7
2.4 Interface Antara Cairan Logam dengan Cetakan Pasir dan Juga dengan
Cetakan Logam Drag ................................................................................
9
2.5 Cope dan Drag ...........................................................................................
13
2.6 Cetakan yang Telah Siap Diisi Cairan Logam ...........................................
14
2.7 Rangka Cetakan dari Kayu ........................................................................
14
2.8 Rangka Cetakan dari Baja ..........................................................................
14
2.9 Macam-macam Ladle .................................................................................
15
2.10 Alat Uji Komposisi ..................................................................................
16
2.11 Mesin Uji Kekerasan Brinell....................................................................
20
2.12 Posisi Indentor Terhadap Benda Uji ........................................................
22
2.13 Mikroskop ...............................................................................................
26
2.14 Diagram Fasa Al-Mg................................................................................
35
2.15 Kerangka Berfikir.....................................................................................
37
3.1 Aluminium .................................................................................................
42
3.2 Serbuk Magnesium (Mg) ...........................................................................
43
3. 3 Pasir Cetak ................................................................................................
44
3.4 Pola.............................................................................................................
44
3.5 Penumbuk...................................................................................................
45
3.6 Thermocouple .............................................................................................
45
3.7 Tunggku Peleburan ....................................................................................
46
3.8 Panci Tuangan (Ladle) ...............................................................................
46
3.9 Kompresor ..................................................................................................
47
3.10 Timbangan................................................................................................
48
3.11 Cangkul ....................................................................................................
48
3.12 Rangka Cetak ...........................................................................................
48
3.13 Ampelas ..................................................................................................
49
commit to user
xvi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.14 Autosol .....................................................................................................
49
3.15 Jangka Sorong ..........................................................................................
50
3.16 Larutan Etsa .............................................................................................
50
3.17 Peralatan Keselamatan Kerja ...................................................................
50
3.18 Spectrometer Metal Scan Merk Arun Technologi Type 2500 Series
Tahun 2005 ..............................................................................................
51
3.19 Universal Hardness Tester .......................................................................
52
3.20 Metallurgical Microscop With Inverted (Olympus PME) ......................
52
3.21 Bentuk dan Ukuran Spesimen ..................................................................
53
3.22 Diagram Alir Penelitian ...........................................................................
54
4.1 Raw Material dan Hasil Spesimen yang Dibuat ........................................
58
4.2 Histogram Hasil Uji Kekerasan Brinell dari Hasil Pengecoran Aluminium
dengan Penambahan Unsur Magnesium (Mg) Sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6%
dan Raw Material yang Digunakkan. ..........................................................
62
4.3 Grafik Tingkat Kekerasan dari Hasil Pengecoran Aluminium dengan
Penambahan Unsur Magnesium (Mg) Sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6% dan
Raw Material yang Digunakkan..................................................................
63
4.4 Hasil Pengujian Struktur Mikro ................................................................
64
commit to user
xvii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Perhitungan Nilai Kekerasan Brinell pada Masing-masing Spesimen .....
72
2. Table of Brinell Hardness Numbers .........................................................
81
3. Laporan Pengujian Komposisi Kimia Aluminium dari Politeknik
Manufaktur Ceper ....................................................................................
89
4. Hasil Uji Kekerasan Brinell dari Laboratorium Bahan Teknik Program
Diploma Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada ...................................
91
5. Daftar Kegiatan Seminar Proposal Skripsi ...............................................
92
6. Surat Permohonan Ijin Penulisan Skripsi .................................................
94
7. Surat Keputusan Dekan FKIP Tentang Ijin Penyusunan Skripsi..............
95
8. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Rektor UNS ................
96
9. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Kepala Laboratorium
Bahan Teknik UGM .................................................................................
97
10. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Kepala Akademik
Politeknik Manufaktur Ceper ...................................................................
98
11. Surat Keterangan Pengujian Analisis Struktur Mikro Dan Uji Kekerasan
Brinell di Laboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin
Universitas Gadjah Mada ..........................................................................
99
12. Foto Pelaksanaan Penelitian...................................................................... 100
commit to user
xviii
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg)
TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO
PADA PENGECORAN ALUMINIUM
SKRIPSI
Oleh:
SETIAWAN NOOR CHOLIS
K 2508077
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
April 2013
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama
: Setiawan Noor Cholis
NIM
: K 2508077
Jurusan/Program Studi
: PTK/Pendidikan Teknik Mesin
menyatakan bahwa skripsi saya berjudul
UNSUR
MAGNESIUM
(Mg)
PENGARUH PENAMBAHAN
TERHADAP
KEKERASAN
DAN
ini benar-
STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN
benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang
dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
daftar pustaka.
Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini jiplakan,
saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.
Surakarta,
April 2013
Penulis,
Setiawan Noor Cholis
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM (Mg)
TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO
PADA PENGECORAN ALUMINIUM
Oleh :
SETIAWAN NOOR CHOLIS
K 2508077
Skripsi
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan Gelar
Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
April 2013
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSETUJUAN
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji
Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Surakarta,
April 2013
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Suharno, ST., MT.
NIP . 19710603 200604 1 001
Drs. Yadiono, MT.
NIP. 19491015 197903 1 001
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGESAHAN
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji
Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta dan diterima untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar
Sarjana Pendidikan.
Hari
:
Tanggal :
Tim Penguji Skripsi
Nama Terang
Tanda Tangan
Ketua
: Yuyun Estriyanto, ST., M. T
Sekretaris
: Budi Harjanto, ST, M. Eng
Anggota I
: Suharno, ST., MT.
Anggota II
: Drs. Yadiono, MT
Disahkan oleh
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret
Dekan,
Prof. Dr. H. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd.
NIP 19600727198702 1 001
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Setiawan Noor Cholis. PENGARUH PENAMBAHAN UNSUR MAGNESIUM
(Mg) TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA
PENGECORAN ALUMINIUM. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, April 2013.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi
penambahan unsur magnesium (Mg) terhadap kekerasan dan struktur mikro pada
pengecoran aluminium. Bahan baku pada penelitian ini adalah aluminium.
Sebelum melakukan penelitian lebih lanjut terlebih dahulu aluminium mengalami
pengujian komposisi kimia untuk mengetahui secara pasti komposisi dari
aluminium tersebut.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang menggunakan satu
variabel bebas (variasi unsur magnesium sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6%), dua
variabel terikat (nilai uji kekerasan dan foto struktur mikro) dan lima variabel
kontrol (aluminium, suhu peleburan, suhu tuang, pasir cetak dan ukuran
spesimen). Penelitian ini terdiri dari beberapa tahap, di antaranya pemotongan
bahan baku, peleburan bahan baku, sampai penambahan unsur magnesium yang
dilakukan di Laboratorium Logam Politeknik Manufaktur Ceper yang beralamat
di Batur, Tegalrejo, Ceper, Klaten. Pengujian struktur mikro dan pengujian
kekerasan dilakukan di Laboratorium Bahan Teknik, Program Diploma Teknik
Mesin, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada (UGM) yang beralamat di Jl.
Grafika No. 2 Yogyakarta. Data hasil penelitian dan pengujian diuraikan dengan
menggunakan metode diskriptif analitis.
Hasil dari penelitian menunjukkan nilai kekerasan dari aluminium
meningkat seiring dengan banyaknya unsur magnesium (Mg) yang ditambahkan.
Semakin banyak unsur magnesium (Mg) yang dimasukkan ke dalam aluminium
cor mengakibatkan ukuran butir menurun.
Kata kunci: aluminium cor, magnesium (Mg), kekerasan, struktur mikro.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Setiawan Noor Cholis. THE EFFECT OF THE ADDED MAGNESIUM (Mg)
ELEMENT ON THE HARDNESS AND MICRO STRUCTURE OF CAST
ALUMINUM. Skripsi: The Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas
Maret University, Surakarta February 2013.
The objective of this research is to investigate the effect of the variations
of the added magnesium (Mg) element on the hardness and micro structure of
aluminum. Material for the research was aluminum. Prior to further study,
aluminum was exposed to chemical composition testing to find out its composition
definitely.
This research used the experimental research method with one
independent variable (variations of magnesium element of 0.2%, 0.4% and
0.6%), two independent variables (hardness test value, micro structure
photograph), and five control variables (aluminum, smelting temperature, casting
temperature, molding sands, and specimen size). It consisted of several phases,
namely: cutting the material, smelting the material, adding the magnesium
element at the Metal Laboratory, Ceper Polytechnics of Manufacture residing in
Batur, Tegalrejo, Klaten. The micro structure testing and the hardness testing
were conducted at the Engineering Material Laboratory, Gadjah Mada University
residing at Jl. Grafika No. 2 Yogyakarta. The data of the research were analyzed
by using the descriptive analytical methods.
The results of the research show that the hardness value of the aluminum
increases along with the quantity of the added magnesium element. The
increasing amount of magnesium element added into the cast aluminum causes
grain size of the aluminum to get smaller.
Keywords: cast aluminum, magnesium (Mg), hardness, micro structure.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk:
Doamu yang tiada terputus, kerja keras tiada henti, pengorbanan yang
tak terbatas pula. Semuanya membuatku bangga memiliki kalian. Tiada kasih
sayang yang seindah dan seabadi kasih sayangmu.
Kakak dan Adiku
Terima kasih telah mendukung dan mendorong langkahku, membantu di saat aku
kesusahan dan kekurangan dan mengarahkan di saat aku salah jalan.
Yunita Hispana Suiza
Terima kasih karena senantiasa mendorong langkahku dengan perhatian dan
semangat dan selalu ada di sampingku baik di saat kutegar berdiri maupun saat
kujatuh dan terluka.
Keluarga besar PTK
Terima kasih atas kerja samanya dalam membantu penulisan skripsi ini.
Sahabat-sahabatku
Sahabat cost Dewi Muning (Santoso, Irawan, Teguh, Andi, Wega, Sirus dkk),
sahabat seperjuangan (Hepy, Kokok, Dwi, Joko, Momox, Sidiq, Ampx,Yudi, Aziz,
Kating, Tri Ujan, Dika, Fuad, Prisma, Aziz, Desy dkk) dan sahabat PTK terima
kasih atas dukungan, hiburan canda tawa yang menghilangkan stres dalam
perjalanan penulisan skripsi ini .
Almamaterku tercinta
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
limpahan rohmat, taufik, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul PENGARUH PENAMBAHAN
UNSUR
MAGNESIUM
(Mg)
TERHADAP
KEKERASAN
STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN
DAN
.
Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam
mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan Teknik Mesin
Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Skripsi ini dapat diselesaikan
tidak lepas dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih
kepada yang terhormat:
1.
Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.
2.
Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah
memberikan persetujuan atas permohonan penulisan skripsi.
3.
Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah
memberikan persetujuan atas permohonan penulisan skripsi.
4.
Drs. H. Wardoyo selaku Pembimbing Akademik.
5.
Suharno, ST., MT selaku Dosen Pembimbing I, yang selalu memberikan
pengarahan dan bimbingan dengan penuh kesabaran dalam penulisan skripsi
ini.
6.
Drs. Yadiono, MT selaku Dosen Pembimbing II, yang selalu memberikan
motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran dalam penulisan skripsi ini.
7.
Pak Kosa dan Pak Basuki selaku instruktur Politeknik Manufaktur Ceper
yang telah memberikan waktu dan tempat dalam proses pengecoran pada
penelitian ini.
8.
Pak Wiyadi, ST selaku staff Laboratorium Bahan Teknik, Program Diploma
Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada (UGM) yang telah
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
mendampingi dalam pengujian kekerasan dan struktur mikro pada penelitian
ini.
9.
Teman-teman seperjuangan PTM 2008 terima kasih atas kerja sama dan
bantuannya.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak
kekurangan. Sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya
membangun dari semua pihak. Apabila dalam pelaksanaan penelitian dan
penulisan skripsi ini terdapat kesalahan dan hal yang tidak berkenan, penulis
sampaikan mohon maaf yang sebesar-besarnya.
Surakarta, April 2013
Penulis
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................
i
HALAMAN PERNYATAAN .........................................................................
ii
HALAMAN PENGAJUAN .............................................................................
iii
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................
iv
HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................
v
HALAMAN ABSTRAK ..................................................................................
vi
HALAMAN MOTTO ......................................................................................
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................
ix
KATA PENGANTAR .....................................................................................
x
DAFTAR ISI ...................................................................................................
xii
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
xv
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xvi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .................................................................................
1
B. Identifikasi Masalah ........................................................................
3
C. Pembatasan Masalah........................................................................
3
D. Perumusan Masalah ........................................................................
3
E. Tujuan Penelitian .............................................................................
4
F. Manfaat Penelitian ...........................................................................
4
BAB II LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka .............................................................................
1.
Pengecoran Logam ..................................................................
2.
Perbandingan Cetakan Pasir (Sand Casting) dan Cetakan Logam
5
5
(Die Casting) ...........................................................................
8
3.
Uji Komposisi...........................................................................
15
4.
Sifat Mekanis Logam ...............................................................
16
5.
Uji Kekerasan ...........................................................................
19
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
6.
Struktur Mikro ..........................................................................
23
7.
Aluminium (Al) ........................................................................
27
8.
Pengaruh Unsur pada Paduan Aluminium ...............................
29
9.
Magnesium (Mg) ......................................................................
34
Magnesium (Al - Mg) ..........................
35
B. Penelitian yang Relevan ..................................................................
36
C. Kerangka Berpikir ...........................................................................
37
D. Hipotesis
38
10. Paduan Aluminium
....................................................................................
BAB III METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian .........................................................
39
1.
Tempat Penelitian .....................................................................
39
2.
Waktu Penelitian ......................................................................
39
B. Rancangan Penelitian ......................................................................
40
C. Populasi dan Sampel ......................................................................
40
1.
Populasi Penelitian ..................................................................
40
2.
Sampel Penelitian ....................................................................
40
D. Teknik Pemgambilan Sampel .........................................................
41
E. Pengumpulan Data ........................................................................
41
1.
Identifikasi Variabel .................................................................
41
2.
Instrumen Penelitian ................................................................
42
F. Desain Eksperimen ........................................................................
53
G. Pelaksanaan Penelitian ....................................................................
54
1.
Diagram Alir Penelitian ...........................................................
54
2.
Urutan Langkah Penelitian ......................................................
55
H. Analisis Data ..................................................................................
56
1.
Analisis Hasil Pengujian Kekerasan ........................................
56
2.
Analisis Struktur Mikro ............................................................
57
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Deskrisi Data ...................................................................................
58
1.
Raw Material dan Hasil Spesimen yang Dibuat ......................
58
2.
Pengujian Kekerasan ................................................................
59
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
3.
digilib.uns.ac.id
Pengujian Struktur Mikro .........................................................
60
B. Pengujian Hipotesis ........................................................................
61
C. Pembahasan Data ............................................................................
62
1.
Analisa Hasil Pengujian Kekerasan..........................................
62
2.
Analisa Hasil Pengujian Struktur Mikro ..................................
64
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN
A. Simpulan ..........................................................................................
67
B. Implikasi .........................................................................................
67
C. Saran ...............................................................................................
68
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
69
LAMPIRAN ....................................................................................................
71
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1 Waktu Pembekuan Aluminium dari Beberapa Proses Pengecoran............
9
2.2 Perbandingan Ukuran Indentor Terhadap Ukuran Meterial.......................
21
2.3 Perbandingan Diameter Indentor (D) Terhadap Konstanta Bahan ............
21
2.4 Sifat Fisis Aluminium Murni .....................................................................
29
2.5 Sifat Mekanis Aluminium Murni ...............................................................
29
3.1 Komposisi Kimia Aluminium yang Digunakan .........................................
43
3.1 Desain Eksperimen Penelitian....................................................................
54
4.1 Hasil Pengujian Kekerasan Brinell ............................................................
60
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1 Proses Pembuatan Benda Coran ................................................................
5
2.2 Contoh Cetakan Pasir Sederhana ...............................................................
6
2.3 Ilustrasi Skematis dari Pembekuan Logam ................................................
7
2.4 Interface Antara Cairan Logam dengan Cetakan Pasir dan Juga dengan
Cetakan Logam Drag ................................................................................
9
2.5 Cope dan Drag ...........................................................................................
13
2.6 Cetakan yang Telah Siap Diisi Cairan Logam ...........................................
14
2.7 Rangka Cetakan dari Kayu ........................................................................
14
2.8 Rangka Cetakan dari Baja ..........................................................................
14
2.9 Macam-macam Ladle .................................................................................
15
2.10 Alat Uji Komposisi ..................................................................................
16
2.11 Mesin Uji Kekerasan Brinell....................................................................
20
2.12 Posisi Indentor Terhadap Benda Uji ........................................................
22
2.13 Mikroskop ...............................................................................................
26
2.14 Diagram Fasa Al-Mg................................................................................
35
2.15 Kerangka Berfikir.....................................................................................
37
3.1 Aluminium .................................................................................................
42
3.2 Serbuk Magnesium (Mg) ...........................................................................
43
3. 3 Pasir Cetak ................................................................................................
44
3.4 Pola.............................................................................................................
44
3.5 Penumbuk...................................................................................................
45
3.6 Thermocouple .............................................................................................
45
3.7 Tunggku Peleburan ....................................................................................
46
3.8 Panci Tuangan (Ladle) ...............................................................................
46
3.9 Kompresor ..................................................................................................
47
3.10 Timbangan................................................................................................
48
3.11 Cangkul ....................................................................................................
48
3.12 Rangka Cetak ...........................................................................................
48
3.13 Ampelas ..................................................................................................
49
commit to user
xvi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.14 Autosol .....................................................................................................
49
3.15 Jangka Sorong ..........................................................................................
50
3.16 Larutan Etsa .............................................................................................
50
3.17 Peralatan Keselamatan Kerja ...................................................................
50
3.18 Spectrometer Metal Scan Merk Arun Technologi Type 2500 Series
Tahun 2005 ..............................................................................................
51
3.19 Universal Hardness Tester .......................................................................
52
3.20 Metallurgical Microscop With Inverted (Olympus PME) ......................
52
3.21 Bentuk dan Ukuran Spesimen ..................................................................
53
3.22 Diagram Alir Penelitian ...........................................................................
54
4.1 Raw Material dan Hasil Spesimen yang Dibuat ........................................
58
4.2 Histogram Hasil Uji Kekerasan Brinell dari Hasil Pengecoran Aluminium
dengan Penambahan Unsur Magnesium (Mg) Sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6%
dan Raw Material yang Digunakkan. ..........................................................
62
4.3 Grafik Tingkat Kekerasan dari Hasil Pengecoran Aluminium dengan
Penambahan Unsur Magnesium (Mg) Sebesar 0.2%, 0.4% dan 0.6% dan
Raw Material yang Digunakkan..................................................................
63
4.4 Hasil Pengujian Struktur Mikro ................................................................
64
commit to user
xvii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Perhitungan Nilai Kekerasan Brinell pada Masing-masing Spesimen .....
72
2. Table of Brinell Hardness Numbers .........................................................
81
3. Laporan Pengujian Komposisi Kimia Aluminium dari Politeknik
Manufaktur Ceper ....................................................................................
89
4. Hasil Uji Kekerasan Brinell dari Laboratorium Bahan Teknik Program
Diploma Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada ...................................
91
5. Daftar Kegiatan Seminar Proposal Skripsi ...............................................
92
6. Surat Permohonan Ijin Penulisan Skripsi .................................................
94
7. Surat Keputusan Dekan FKIP Tentang Ijin Penyusunan Skripsi..............
95
8. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Rektor UNS ................
96
9. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Kepala Laboratorium
Bahan Teknik UGM .................................................................................
97
10. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out kepada Kepala Akademik
Politeknik Manufaktur Ceper ...................................................................
98
11. Surat Keterangan Pengujian Analisis Struktur Mikro Dan Uji Kekerasan
Brinell di Laboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin
Universitas Gadjah Mada ..........................................................................
99
12. Foto Pelaksanaan Penelitian...................................................................... 100
commit to user
xviii