PENGARUH AGING TERHADAP KETAHANAN LELAH ALUMINIUM PADUAN (Al-Si) TUGAS AKHIR - Pengaruh aging terhadap ketahanan lelah aluminium paduan (Al-Si) - USD Repository

  PENGARUH AGING TERHADAP KETAHANAN LELAH ALUMINIUM PADUAN (Al-Si) TUGAS AKHIR

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  Jurusan Teknik Mesin Disusun Oleh :

  EDDY NIM : 015214116 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

  THE EFFECT OF AGING ON FATIQUE ENDURANCE OF ALUMINIUM ALLOYS (Al-Si) FINAL PROJECT

  Presented as Partial fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  In Mechanical Engineering By

  EDDY Student Number : 015214116 MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2007

  

PERNYATAAN

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Yogyakarta, 29 November 2007 Eddy

  ”KU PERSEMBAHKAN UNTUK PAPA , MAMA, KAKAK & ADIK KU”

“ BAGAIMANA KAMU BISA MENCINTAI TUHAN YANG TIDAK

  

TERLIHAT BILA KAMU BELUM MENCINTAI SESAMA MU YANG

TERLIHAT “

By : Acay “ K E E P M OVI N G F OR WAR D “ “IBU DARI SEGALA TINDAKAN ADALAH KEPUTUSAN DAN BAPAK DARI SEGALA TINDAKAN ADALAH SUASANA EMOSI “ By : Tung Desem Waringin

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria, yang telah memberikan berkat, semangat, rahmat dan cinta kasih yang berlimpah di dalam penulisan tugas akhir ini hingga selesai.

  Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi bagi mahasiswa Teknik Mesin sebelum dinyatakan lulus sabagai Sarjana Teknik.

  Dalam pelaksanaan dan penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, baik berupa materi, bimbingan, kerja sama serta dukungan moril. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada :

  1. Ir. Greg Heliarko, S.J., S.S., B.S.T., M.A., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

  2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T. selaku Kaprodi Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma.

  3. Bapak Ir. Rines Alapan, M.T. selaku Dosen pembimbing akademik.

  4. Bapak Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing tugas akhir.

  5. Seluruh Dosen dan Karyawan Fakultas Teknik, Universitas Sanata Dharma.

  6. Pak Martono, Pak Ronny, Pak Intan dan semua Laboran yang lain.

  7. Bapak, Mamak, Kakak dan Abang serta seluruh keluarga, terimakasih atas finansial, doa dan dukungannya.

  8. Teman- temanku Totok, Fendy, Tris Saputra, Dimas Hamonangan, Sakius Ginting, Berty, Lambret, Ready, Bernard, Teguh, Alek Saputra, Murdi

  Prasetya, Ningrum, Alex Manalu, Joe, Boy, Dirham, Willy, Roy Purba, Ahoq dan seluruh teman-teman Teknik Mesin angkatan 2001.

  9. Rekan-rekan dan semua pihak yang membantu dalam penulisan tugas akhir ini.

  Penulis Eddy

  

INTISARI

  Pada penelitian ini bahan yang digunakan berupa aluminium paduan, dengan komposisi kimia 94,03858% Al, 0,58293% Cu, 2,73352% Si, dan unsur lain-lain sebesar 2,64497%. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis aluminium paduan setelah mendapat perlakuan panas aging

  Proses penelitian yang dilakukan adalah aluminium paduan diberi perlakuan panas aging yaitu perlakuan panas logam pada suhu antara 120°C sampai 180°C dalam beberapa waktu, kemudian didinginkan secara Perlahan di dalam dapur. Aluminium paduan pertama diaging pada suhu 170ºC selama 10 jam dan aluminium paduan kedua diquenching pada suhu 520ºC selama 4 jam kemudian diaging pada suhu 170ºC selama 10 jam, kemudian dicari kekerasan dan ketahanan lelah tertinggi dari bahan. Setelah itu, dilakukan pengujian bahan yaitu uji tarik, uji kekerasan, uji kelelahan, analisis struktur mikro dan makro.

  Aluminium paduan mengalami peningkatan ketahanan lelah dan kekerasan setelah diberi perlakuan panas aging pada suhu 170ºC selama 10 jam dan perlakuan panas quenching pada suhu 520ºC selama 4 jam kemudian diaging pada suhu 170ºC selama 10 jam, bila dibandingkan dengan ketahanan lelah dan kekerasan pada kondisi awal bahan tanpa perlakuan panas. Susunan struktur kristal aluminium paduan juga mengalami perubahan.

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN............................................................................ iii

HALAMAN PERNYATAN ............................................................................... v

HALAMAN MOTTO ........................................................................................ vi

KATA PENGANTAR........................................................................................ vii

  

INTISARI ........................................................................................................... ix

DAFTAR ISI........................................................................................................ x

DAFTAR GAMBAR......................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang Penelitian ..........................................................1

  1.2 Tujuan Penelitian .......................................................................2

  1.3 Batasan Penelitian ......................................................................2

  BAB II DASAR TEORI

  2.1 Sejarah Aluminium ....................................................................3

  2.2 Pembuatan Aluminium ..............................................................4

  2.3 Sifat-Sifat Aluminium................................................................5

  2.4 Paduan Aluminium ....................................................................7

  2.5 Paduan Aluminium Utama.........................................................9

  2.6 Paduan Aluminium Cor ...........................................................19

  2.7 Pengaruh Unsur Paduan Dalam Aluminium ............................20

  2.8 Perlakuan Panas .......................................................................23

  2.9 Dasar perlakuan panas pada aluminium...................................26

  2.9.1 Pengerasan presipitasi atau pengerasan penuaan .........26

  2.9.2 Perubahan sifat-sifat mekanis yang disertai oleh Presipitasi .....................................................................28

  2.10 Kelelahan Pada Bahan Uji .......................................................30

  2.11 Hal-Hal Yang Berpengaruh Pada Kegagalan Lelah.................34

  2.12 Batas Kelelahan (Endurance Limit ) ....................................... 36

  2.13 Pengujian Kekerasan................................................................36

  2.14 Pengujian struktur kristal .........................................................38

  BAB III METODE PENELITIAN

  3.1 Metodoligi Penelitian ..................................................................40

  3.2 Bahan dan Peralatan....................................................................41

  3.3 Proes Pengujian...........................................................................42

  BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

  4.1 Paduan Aluminium .....................................................................47

  4.2 Pengujian Tarik ...........................................................................47

  4.3 Pengujian Kekerasan...................................................................49

  4.4 Pengujian Kelelahan....................................................................52

  4.5 Analisis Struktur Mikro ..............................................................57

  4.6 Analisis struktur Makro ..............................................................60

  BAB V PENUTUP

  5.1 Kesimpulan .................................................................................63

  5.2 Saran............................................................................................64

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.7 Fasa presipitasi selama penuaan pada 130°C dan pengerasan penuaan dua tahap paduan Al-Cu (Silcock)....................................... 30Gambar 4.7 Bentuk patahan spesimen mula-mula................................................. 60Gambar 4.6 Struktur mikro benda uji quenching pada suhu 520°C selama 4 jam kemudian diaging pada suhu 170°C selama 10 jam .......................... 58Gambar 4.5 Struktur mikro benda uji aging pada suhu 170°C selama 10 jam ...... 58Gambar 4.4 Struktur mikro benda uji mula-mula .................................................. 57Gambar 4.3 Kurva S-N hasil pengujian kelelahan................................................. 56Gambar 4.2 Diagram SFD dan BMD .................................................................... 53Gambar 4.1 Grafik kekerasan Brinell .................................................................... 51Gambar 3.1 Benda uji lelah ................................................................................... 41Gambar 2.8 Pengujian kelelahan ........................................................................... 31Gambar 2.6 Pengerasan penuaan dua tahap dari paduan Al-4%Cu (Gayler) ........ 29Gambar 2.1 Diagram fasa AL-Si ........................................................................... 12Gambar 2.5 Diagram fasa Al-Cu ........................................................................... 28

  .............................. 19

  2 ^B

Gambar 2.4 Diagram fasa biner semu dari paduan Al-MgZn B

  Si ......... 17

  2 ^B

  Si pada kekuatan tarik paduan Al-Mg ^B

  2 ^B

Gambar 2.3 Pengaruh kadar Mg BGambar 2.2 Diagram perbaikan sifat-sifat mekanik oleh modifikasi paduan Al-Si ..................................................................................... 12Gambar 4.8 Bentuk patahan spesimen quenching 520°C selama 4 jam kemudian diaging pada suhu 170°C selama 10 jam .......................... 60

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.7 Sifat-sifat mekanik paduan 7075......................................................... 19Tabel 4.4 Data hasil pengujian kelelahan specimen di aging 170°C selama 10 jam...................................................................................... 54Tabel 4.3 Data hasil pengujian kelelahan specimen tanpa perlakuan ................. 54Tabel 4.2 Data hasil pengujian tarik.................................................................... 48Tabel 4.1 Komposisi kimia paduan aluminium cor ............................................ 47

  Association ......................................................................................... 20

Tabel 2.8 Sifat-sifat mekanis paduan aluminium cor menurut Aluminium

  Si................................................. 17

Tabel 2.1 Klasifikasi paduan aluminium cor ........................................................ 8

  2 ^B

Tabel 2.6 Sifat-sifat mekanik paduan Al-Mg BTabel 2.5 Kekuatan tarik panas paduan Al-Si-Ni-Mg......................................... 14Tabel 2.4 Sifat-sifat mekanik paduan Al-Cu-Mg................................................ 10Tabel 2.3 Klasifikasi perlakuan bahan .................................................................. 9Tabel 2.2 Klasifikasi paduan aluminium tempaan ................................................ 8Tabel 4.5 Data hasil pengujian kelelahan specimen di quench selama 4 jam kemudian di aging 170°C selama 10 jam............................................ 55

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian

  Pada saat ini ilmu metalurgi sangat berperan dalam menentukan perkembangan indutri logam di Indonesia, maka perlu diadakan penelitian- penelitian tentang logam untuk mengembangkan ilmu metalurgi sehingga dihasilkan suatu produk bahan industri yang berkualitas.

  Penelitian yang dilakukan yaitu “Pengaruh Aging Terhadap Ketahanan Lelah Aluminium Paduan, Al -Si”.

  Di sini penulis mengambil Aluminium paduan sebagai objek untuk diteliti karena aluminium sebagai logam non ferro yang paling banyak dipakai untuk kebutuhan bahan industri. Hal ini dikarenakan dari sifat-sifat aluminium yaitu merupakan logam ringan, tahan terhadap korosi dan mudah dibentuk, selain itu aluminium merupakan logam yang mudah dilebur karena memiliki titik cair yang rendah.

  Kelelahan suatu bahan dapat terjadi walaupun bahan mengalami tegangan yang jauh lebih rendah dari pembebanan statis, ini tergantung pada jumlah putaran dan besarnya beban. Dengan adanya kelelahan akan mempengaruhi umur suatu bahan, untuk itu perlu diperkirakan umur suatu bahan sebelum digunakan untuk suatu komponen produksi sehingga dapat menghasilkan kinerja yang maksimal, untuk itu perlu diadakan pengujian kelelahan.

  Selain dengan menambah unsur paduan sifat-sifat logam dapat diperbaiki dengan memberi perlakuan panas tertentu, pada penelitian ini akan dicoba untuk meneliti pengaruh perlakuan panas pada aluminium.

  1.2 Tujuan Penelitian

  Penelitian ini bertujuan untuk :

  1. Mengetahui pengaruh aging terhadap ketahanan lelah Al – Si

  2. Mengetahui pengaruh aging terhadap kekerasan Al – Si

  3. Mengetahui pengaruh aging terhadap perubahan struktur mikro Al – Si

  1.3 Batasan Masalah

  Dalam penulisan tugas akhir ini, diberikan batasan-batasan agar dalam penulisan dapat terarah dan sistematis. Direncanakan paduan aluminium akan diuji sebelum dan sesudah perlakuan panas. Perlakuan panas yang dilakukan yaitu aging pada suhu 170ºC selama 10 jam dan quenching pada suhu 520ºC selama 4 jam kemudian diaging pada suhu 170ºC selama 10 jam, kemudian dicari kekerasan dan ketahanan lelah tertinggi dari bahan.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Sejarah Aluminium

  Aluminium ditemukan oleh Sir Humphrey Davi dalam tahun 1809 sebagai suatu unsur, dan pertama kali direduksi sebagai logam oleh H. C. Oersted. Tahun 1825. secara industri tahun 1886, Paul heroult di Perancis dan C. M. Hall di Amerika Serikat secara terpisah telah memperoleh logam aluminium dari alumina dengan cara elektrolisa dari garam yang terfusi. Sampai sekarang proses Heroult Hall masih dipakai untuk memproduksi alumunium. Penggunaan aluminium sebagai logam setiap tahunnya adalah urutan yang kedua setelah besi dan baja, yang tertinggi di antara logam non fero.

  Aluminium merupakan logam ringan mempunyai ketahanan korosi yang baik dan hantaran listrik yang baik dan sifat-sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam. Sebagai tambahan terhadap kekuatan mekaniknya yang sangat meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Ni, dsb, secara satu persatu atau bersama- sama, memberikan juga sifat-sifat fisik yang baik lainnya seperti ketahanan korosi, ketahanan haus, koefisien pemuaian rendah dsb. Material ini dipergunakan di dalam berbagai bidang yang luas bukan saja untuk peralatan rumah tangga tetapi juga dipakai untuk keperluan material pesawat terbang, mobil, kapal laut, kontruksi dan lain-lain.

2.2 Pembuatan Aluminium

  Bauksit merupakan salah satu sumber aluminium yang ekonomis. Bauksit banyak terdapat di daerah Bintan dan Kalimantan. Cara penambangan adalah penambangan terbuka, bauksit kemudian dihaluskan, dicuci dan dikeringkan. Sesudah itu bauksit mengalami pemurnian menjadi oksida aluminium atau alumina.

  Proses Bayer, yang dikembangkan oleh Karl Josef Bayer, seorang ahli kimia yang berkebangsaan Jerman, biasanya digunakan untuk memperoleh aluminium murni. Bauksit halus yang kering dimasukan ke dalam pencampur, diolah dengan soda api (NaOH) di bawah pengaruh tekanan dan pada suhu di atas titik didih. NaOH bereaksi dengan bauksit menghasilkan aluminat natrium yang larut. Setelah proses selesai, tekanan dikurangi dan ampas yang terdiri dari oksida besi yang tidak larut, silikon, titanium dan kotoran-kotoran lainnya ditekan melalui suatu saringan dan dikesampingkan. Cairan yang mengandung alumina dalam bentuk aluminat natrium dipompa ke dalam tangki pengendapan.

  Di dalam tangki tersebut, dibubuhkan kristal hidroksida aluminium yang halus. Krisal halus tadi menjadi inti kristalisasi dan kristal hidroksida aluminium terpisah dari larutan. Hidroksida ini kemudian disaring dan dipanaskan sampai mencapai suhu di atas 980 °C, alumina berubah dan siap untuk dilebur. Logam aluminium dihasilkan melalui proses elektrolisa di mana alumina berubah menjadi oksigen dan aluminium. Alumina murni dilarutkan kedalam criolit cair (natrium aluminium fluoride) dalam dapur elektrolit yang besar atau sel reduksi. Arus listrik dialirkan dalam campuran melalui elektroda karbon, dan logam aluminium diendapkan pada katoda karbon didasar sel. Panas yang ditimbulkan arus listrik memanaskan isi sel sehingga tetap cair, dengan demikian alumina dapat ditambahkan secara terus menerus (proses kontinu). Pada saat-saat tertentu, aluminium disadap dari sel dan logan cair tersebut dipindahkan ke dapur penampung untuk dimurnikan atau untuk keperluan paduan, setelah itu dituangkan ke dalam ingot untuk diolah lebih lanjut.

2.3 Sifat – sifat Aluminium

  Aluminium banyak digunakan karena logam ini memiliki banyak kelebihan-kelebihan yaitu : _P

  3 _P

  − Memiliki berat jenis yang rendah yaitu 2643 kg/m (bandingkan dengan baja

_{P P}

  

3

yang memiliki berat jenis 7769 kg/m ).

  − Tahan terhadap korosi (corrosion resistance). Untuk logam-logam non ferro dapat dikatakan bahwa semangkin besar kerapatan maka semakin baik daya tahan korosinya tetapi aluminium merupakan pengecualian. Walaupun aluminium mempunyai daya senyawa tinggi terhadap oksigen (logam aktif) dan oleh sebab itu dikatakan bahwa aluminium mudah sekali mengoksidasi (korosi), tetapi dalam kenyataannya aluminium mempunyai daya tahan sangat baik terhadap korosi. Hal ini disebabkan oleh lapisan atau selaput tipis oksida transparan dan jenuh oksigen di seluruh permukaan. Selaput ini mengendalikan laju korosi dan melindungi lapisan dibawahnya dari serangan atmosfer berikutnya.

  − Sifat mekanis yang baik. Aluminium mempunyai kekutan tarik, kekerasan, dan sifat mekanis lain sebanding dengan paduan bukan besi lainya, dan sebanding dengan beberapa jenis baja. − Penghantar panas dan listrik yang baik. Disamping daya tahan yang baik terhadap korosi, aluminium memiliki daya hantar panas dan listrik yang tinggi. Daya hantar listrik aluminium murni sekitar 60% dari daya hantar tembaga.

  − Tidak beracun. Aluminium dapat digunakan sebagai bahan pembungkus atau kaleng makanan dan minuman. Hal ini disebabkan reaksi kimia anatara makanan dan minuman tersebut dengan aluminium tidak menghasilkan zat beracun yang membahayakan manusia.

  − Sifat mampu bentuk (formability). Aluminium dapat dibentuk dengan mudah. Aluminium mempunyai sifat mudah ditempa (malleability) yang memungkinkannya dibuat dalam bentuk plat atau lembaran tipis. − Tiitk lebur rendah (melting point). Tiitk lebur alumunium relatif rendah

  (660°C) sehingga sangat baik untuk proses penuangan dengan waktu peleburan relatif singkat dan biaya operasi akan lebih murah.

  Selain sifat-sifat tersebut, masih banyak sifat-sifat aluminium yang menguntungkan, seperti: anti magnetik. Reflektivitas tinggi, nilai arsitektur dan dekoratif, mudah dilakukan proses pengerjaan akhir (finishing) dan lain sebagainya.

2.4 Paduan Aluminium

  Aluminium benar-benar lunak dan mudah diregangkan, sehingga mudah dibentuk dalam keadaan dingin dan panas. Dengan perubahan bentuk pada suhu ruang (penggilingan dingin, penempaan, perentangan dan pemartilan) dapat ditingkatkan kekuatan dan kekerasan, sedangkan regangan menurun sehingga bahan menjadi lebih rapuh sejalan dengan naiknya derajat perubahan bentuk. Tetapi dengan perlakuan panas yang cocok dapat dikembalikan ke keadaan semula dengan pemijaran lunak.

  Sifat mekanik aluminium juga dapat ditingkatkan dengan penambahan unsur-unsur paduan atau yang disebut juga aluminium paduan. Paduan aluminium diklasifikasikan dalam berbagai standar oleh beberapa negara di dunia. Saat ini klasifikasi yang sangat terkenal dan sempurna adalah standar Aluminium Association di Amerika (AA) yang didasarkan atas standar terdahulu dari Alcoa (Aluminium company of Amerika). Paduan tempaan dinyatakan dengan satu atau dua angka “S”, sedangkan paduan coran dinyatakan dengan tiga angka. Standar AA menggunakan penandaan dengan 4 angka sebagai berikut : angka pertama menyatakan sistem paduan dengan unsur-unsur yang ditambahkan, yaitu : 1: Al murni, 2: Al-cu, 3: Al-Mn, 4: Al-Si, 5: AlMg, 6: Al-Mg-Si dan 7: Al-Zn. Sebagai contoh Al-Cu dinyatakan dengan angka 2000. Angka pada tempat kedua menyatakan kemurnian dalam paduan yang dimodifikasi dan Al murni sedangkan angka ketiga dan keempat dimaksudkan untuk tanda Alcoa terdahulu kecuali S, sebagai contoh 3S sebagai 3003 dan 63S sebagai 6063. Al dengan kemurnian 99% atau di atasnya dengan kemurnian terbatas (2S) dinyatakan sebagai 1100.

Tabel 2.1 Klasifikasi Paduan Aluminium Cor

  

(Sumber : V. Malau, Diktat Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, USD Yogyakarta)

Seri Paduan Unsur Paduan Utama

  1XXX Al ≥ 99%

  2XXX Cu

  

3XXX Si + Cu atau Mg

  4XXX Si Mg

  5XXX

  

6XXX Tidak digunakan

  7XXX Zn

  8XXX Sn

Tabel 2.2 Klasifikasi Paduan Aluminium Tempaan

  

(Sumber : V. Malau, Diktat Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, USD Yogyakarta)

Standar AA Standar Alco terdahulu Keterangan 1001

  1S Al murni 99,5% atau diatasnya 1100

  12S Al murni 99,0% atau diatasnya 2010-2029 10S-29S Cu merupakan unsur paduan utamanya 3003-3009

  3S-9S Mn merupakan unsur paduan utamanya 4030-4039

  30S-39S Si merupakan unsur paduan utamanya 5050-5086 50S-69S Mg merupakan unsur paduan utamanya _{B B} 6061-6069 50S-69S Mg ^{2 Si merupakan unsur paduan utamanya} 7070-7079

  70S-79S Zn merupakan unsur paduan utamanya

Tabel 2.3 Klasifikasi Perlakuan Bahan

  (Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 136) Tanda Perlakuan

• F
• O
• H
• H 1n
• H 2n
• H 3n
• T
• T2
• T3
• T4
• T5
• T6
• T7
• T8
• T9
• T10 Setelah pembuatan Dianil penuh Pengerasan regangan Pengerasan regangan Sebagian dianil setelah pengerasan regangan

  Dianil untuk penyetabilan setelah pengerasan regangan n=2 (1/4 keras), 4 (1/2 keras), 6 (3/4 keras),8 (keras), 9 (sangat keras) Perlakuan panas Penganilan penuh (hanya untuk coran) Pengerasan regangan setelah perlakuan pelarutan Penuaan alamiah penuh setelah perlakuan pelarutan Penuaan tiruan (tanpa perlakuan perlarutan) Penuaan tiruan setelah perlakuan pelarutan Penyetabilan setelah perlakuan perlarutan Perlakuan pelarutan, pengerasan regangan, penuaan tiruan Perlakuan prlarutan, penuaan tiruan, pengerasan regangan Pengerasan regangan setelah penuaan tiruan

2.5 Paduan Aluminium Utama

  1. Al-Cu dan Al-Cu-Mg Sebagai paduan coran digunakan paduan yang mengandung 4-5% Cu.

  Fasa paduan ini mempunyai daerah luas dari pembekuannya, penyusutan yang besar, resiko besar pada kegetasan panas dan mudah terjadi retakan pada coran. Adanya Si sangat berguna untuk mengurangi keadaan itu dan penambahan Ti sangat efektif untuk menghalus butir. Dengan perlakuan panas T6 pada coran dapat dibuat bahan yang mempunyai kekutan tarik kira-kira 25

  2 Sebagai paduan Al-Cu-Mg paduan yang mengandun 4% Cu dan 0,5% Mg dapat mengeras dengan sangat dalam beberapa hari oleh penuaan pada temperatur biasa setelah pelarutan, paduan ini ditemukan oleh A. Wilm dalam usaha mengembangkan paduan Al yang kuat yang dinamakan duralumin. Selanjutnya telah banyak studi yang dilakukan mengenai paduan ini. Khususnya Nishimura menemukan dua senyawa terner berada dalam keseimbangan dengan Al, yang dinamakan senyawa S dan T, dan teryata _{B B} senyawa S (Al CuMg) mempunyai kemampuan penuaan pada temperatur

  2

  biasa. Duralumin adalah paduan praktis yang sangat terkenal disebut paduan 2017, komposisi standarnya adalah Al-4%Cu-1,5%Mg-0,5%Mn dinamakan paduan 2024, nama lamanya disebut duralumin super. Paduan yang mengandung Cu mempunyai ketahanan korosi yang jelek, jadi apabila dibutuhkan ketahanan korosi yang khusus diperlukan permukaannya dilapisi dengan aluminium murni atau paduan Al yang tahan korosi yang disebut pelat alklad.

Tabel 2.4 Sifat-Sifat Mekanik Paduan Al-Cu-Mg

  (Sumber : V. Malau, Diktat Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, USD Yogyakarta) Paduan Keadaan Kekuatan Kekuatan Perpanjan Kekuatan Keker Batas tarik mulur gan geser asan lelah _{P P P P 2) P P P 2 2} (kgf/mm (kgf/mm ) % (kgf/mm ) Brinel (kgf/mm _{2 P} )

  17S 18,3 7,0 _ 12,7 45 7,7 (2017) T4 43,6 28,1 _ 26,7 105 12,7 A17S T4 30,2 16,9 27 19,7 70 9,5

  (A2017) Setelah

R317 42,9 24,6 22 – 100 –

dianil

  O 18,9 7,7 22 12,7 42 _

  24S T4 47,8 42,3 22 28,8 120 _ (2024)

  T36 51,3 40,1 _ 29,5 130 _ O 19,0 9,8 18 12,7 45 _

  14S T4 39,4 28,0 25 23,9 100 _ (2014)

  T4 49,0 42,0 13 29,5 135 _

2. Paduan Al-Mn

  Mn adalah unsur yang memperkuat Al tampa mengurangi ketahanan korosi, dan dipakai untuk membuat paduan yang tahan korosi. Dalam diagram fasa Al-Mn yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah _{B B} Al

6 Mn (25,3%Mn), sistem ortorobik a=6,498 A, b=7,552 A, c=8,870 A, dan

  kedua fasa mempunyai titik eutektik pada 658,5°C, 1,95% Mn. Kelarutan padat maksimum pada temperatur eutektik adalah 1,82% dan pada 500° 0,36%, sedangkan pada temperatur biasa kelarutannya hampir 0. Sebenarnya paduan Al-12%Mn dan Al-1,2%Mn-1,0%Mg dinamakan paduan 3003 dan3004 yang dipergunakan sebagai paduan tahan korosi tampa perlakuan panas.

  3. Paduan Al-Si Pada Gambar 2.1 menunjukan diagram fasa dari sistem ini. Ini adalah tipe eutektik yang sederhana yang mempunyai titik eutektik pada 577°C, 11,7%Si, larutan padat terjadi pada sisi Al. karena batas kelarutan padat sangat kecil maka pengerasan pada penuaan sukar diharapkan.

Gambar 2.1 Diagram Fasa Al-Si

  

(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 137)

Gambar 2.2 Diagram Perbaikan Sifat-Sifat Mekanik oleh Modifikasi Paduan Al-Si

  

(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 137)

  Kalau paduan ini didinginkan pada cetakan logam, setelah cairan logam diberi natrium florida kira-kira 0,05-1,1% kadar logam natrium, tampaknya temperatur eutektik meningkat 15°, dan komposisi eutektik bergeser kedaerah kaya Si kira-kira pada 14%. Hal ini biasa terjadi pada paduan hipereutektik seperti 11,7-14%Si, Si mengkristal sebagai kristal primer, tetapi karena perlakuaan yang disebut di atas Al mengkristal sebagai kristal primer dan struktur euitektiknya menjadi sangat halus. Ini dinamakan struktur yang dimodifikasi. Sifat-sifat mekaniknya sangat diperbaiki yang ditunjukan pada Gambar 2.2. fenomena ini ditemukan oleh A. Pacz tahun 1921 dan paduan yang telah diadakan perlakuan tersebut dinamakan silumin.

  Paduan Al-Si sangat baik kecairannya, yang mempunyai kecairan yang bagus sekali, tanpa kegetasan panas, dan sangat baik untuk paduan coran, tahan korosi, sangat ringan, koefisien pemuaian yang kecil dan sebagai penghantar yang baik untuk listrik dan panas. Karena mempunyai kelebihan yang mencolok, paduan ini sangat banyak dipakai. Paduan Al-12%-Si sangat banyak dipakai untuk paduan coran cetak. Tetapi dalam hal ini modifikasi tidak perlu dilakukan. Sifat-sifat silumin sangat diperbaiki oleh perlakuan panas dan sedikit diperbaiki oleh unsure paduan. Umumnya dipakai paduan dengan 0,15-0,4%Mn dan 0,5%Mg. paduan yang diberi perlakuan perlarutan dan dituakan dinamakan silumin

  γ, dan yang hanya distemper saja dinamakan silumin β. Paduan yang memerlukan perlakuan panas ditambah Mg dan Cu seta Ni untuk memberi kekerasan pada saat panas, bahan ini dipakai untuk torak motor.

Tabel 2.5 Kekutan Tarik Panas Paduan Al-Si-Ni-Mg

  

(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 138)

Sifat-sifat mekanik Temperatur Paduan perlakuan Kekuatan Kekuatan

  Uji(°C) Perpanjangan tarik mulur _{P P P P 2 2} (%) (kgf/mm ) (kgf/mm ) Alcoa 32S T6:510-521°C

  24 39,2 32,2

  8 Al-12,5Si-

4 jam dicelup 204 11,2 7,7

30 1,0Mg-

dingin di air, 316 4,2 2,5

  60 0,9Cu-0,9Ni 160-174°C, 6-10 371 2,5 1,4 120 untuk dibentuk jam penuaan Alcoa A132

  T551:168-174°C, 24 25,2 19,6 0,5 Al-12Si-2,5Ni- 14-18 jam dianil, 204 16,1 9,5 2,0 1,2Mg-0,8Cu tanpa perlakuan 316 7,7 3,5 8,0 (untuk dicor pelarutan cetak)

  Alcoa D132 T5:204°C,7-9 jam 24 25,2 19,6 1,0 Al-9Si-3,5Cu- dianil, tanpa 204 14,4 9,1 5,0 0,8Mg-0,8Ni perlakuan 316 6,3 4,2 20,0 pelarutan 371 3,9 2,8 40,0

  Koefisien pemuaian termal dari Si sangat rendah, oleh karena itu paduannya mempunyai koefisien yang rendah apabila ditambah Si lebih banyak. Berbagai cara dicoba untuk memperhalus butir primer Si, dan telah dikembangkan paduan hypereutektik Al-Si sampai 29%Si. Dalam hal ini penghalusan kristal primer Si yang dijelaskan di atas tidaklah efektif tetapi dengan penambahan P oleh paduan Cu-P atau penambahan fosfor klorida _{B B}

  (PCl

  5 ) untuk mencapai presentasi 0,001%P, dapat tercapai penghalusan kristal

  primer dan homogenisasi. Paduan Al-Si banyak dipakai sebagai elektroda untuk pengelasan yaitu terutama yang mengandung 5%Si.

4. Paduan Al-Mg

  Dalam paduan biner Al-Mg satu fasa yang ada dalam keseimbangan fasa dengan larutan padat Al adalah larutan padat yang merupakan senyawa _{B B B B} antara logam yaitu Al

  3 Mg 2 . Sel satuannya merupakan hexagonal susunan rapat (cph) tetapi ada juga dilaporkan bahwa sel satuannya merupakan kubus berpusat muka (fcc) rumit. Titik eutektiknya adalah 450°C, 35%Mg batas kelarutan padatnya pada temperatur eutektik adalah 17,4%Mg, yang menurun pada temperatur biasa sampai kira-kira 1,9%Mg, jadi kemampuan penuaan dapat diharapkan. Secara praktis penambahan Mg tidaklah banyak, pengerasan penuaan yang berarti tidak diharapkan. Senyawa

  β mempunyai masa jenis yang rendah dan mudah teroksidasi, oleh karena itu biasanya ditambahkan sedikit flux dari Be.

  Paduan Al-Mg mempunyai ketahanan korosi yang sangat baik, sejak lama disebut hidronalium dan dikenal sebagai paduan yang tahan korosi. Cu dan Fe sangat berbahaya bagi ketahanan korosi, terutama Cu sangat memberikan pengaruhnya. Maka perlu perhatian khusus terhadap tercampurnya pengotor.

  Paduan dengan 2-3%Mg dapat mudah ditempa, dirol dan diekstruksi, dan paduan 5052 adalah paduan yang biasa dipakai sebagai bahan tempaan.

  Paduan 5056 adalah paduan yang paling kuat dalam sistem ini, dipakai setelah dikeraskan oleh pengerasan regangan apabila diperlukan kekerasan tinggi.

  Paduan 5083 yang dianil adalah paduan antara (4,5%Mg) kuat dan mudah dilas, oleh karena itu sekarang dipakai sebagai bahan untuk tangki LNG.

5. Paduan Al-Mg-Si

  Kalau sedikit Mg ditambahkan kepada Al, pengerasan penuaan sangat jarang terjadi, tetapi apabila secara simultan mengandung Si, maka dapat dikeraskan dengan penuaan panas setelah perlakuan pelarutan. Hal ini

  B B

  disebabkan karena senyawa Mg

2 Si berkelakuan sebagai komponen murni dan

  membuat keseimbangan dari sistem biner semu dengan Al, berasal dari _{B B} kelarutan yang menurun dari Mg Si terhadap larutan padat Al dari temperatur

  2

  tinggi ke temperatur lebih rendah. Sebagai paduan praktis dapat diperoleh paduan 5053, 6063 dan 6061. paduan dalam sistem ini mempunyai kekuatan kurang sebagai bahan tempaan dibandingkan dengan paduan-paduan lainnya, tetapi sangat liat, sangat baik mampu bentuknya untuk penempaan, ekstrusi dsb, dan sangat baik untuk mampu bentuk pada temperatur biasa. Mempunyai mampu bentuk yang baik pada ekstrusi dan tahan korosi, dan sebagai tambahan dapat diperkuat dengan perlakuan panas setelah pengerjaan. Paduan 6063 dipergunakan banyak untuk rangka-rangka kontruksi. Karena paduan dalam sistem ini mempunyai kekuatan yang cukup baik tanpa mengurangi hantaran listrik, maka dipergunakan untuk kabel tembaga. Dalam hal ini pencampuran dengan Cu, Fe dan Mn perlu dihindari karena unsur-unsur itu menyebabkan tahanan listrik menjadi tinggi.

Gambar 2.3 menunjukan hubungan antara kekuatan setelah penuaan B B

  dan kadar Mg

2 Si. Pada temperatur biasa cukup untuk dapat dikeraskan dengan

  penuaan akan tetapi pengerasan maksimum dapat dicapai dengan jalan perlakuan pelarutan pada 500°C, pencelupan dingin dan temper pada 160° selama 18 jam. Selanjutnya Tabel 2.6 menunjukan contoh perlakuan panas dan sifat-sifat mekanik untuk paduan sistem ini.

Gambar 2.3 Pengaruh Kadar Mg

  65

  73

  60

  11 11,9 15,5 15,5

  12

  12

  21,8 26,6

  19,0 24,6 26,0 14,8

  6063 T5 T6 T83

  95 6,3 9,5 9,5

  30

  ^{B 2 B} Si pada Kekuatan Tarik Paduan Al-Mg ^{B 2 B} Si

(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 140)

  15 8,4 26,9 21,0

  28

  30

  14,8 38,0

  O T4 T6 12,6 24,6 31,6 5,6

  Brinel Batas lelah (kgf/mm ^{P 2 P} ) 6061

  (%) Kekuatan geser (kgf/mm ^{P 2 P} ) Kekerasan

  ^{B 2 B} Si

(Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 140)

Paduan Keadaan Kekuatan tarik (kgf/mm ^{P 2 P} ) Kekuatan mulur (kgf/mm ^{P 2 P} ) Perpanjangan

Tabel 2.6 Sifat-Sifat Mekanik Paduan Al-Mg

  82 6,7 6,7 _

  6. paduan Al-Mg-Zn

  Seperti telah ditunjukan pada Gambar 2.4 aluminium menyebabkan _{B B} keseimbangan biner semu senyawa antara logam MgZn , dan kelarutannya

  2

  menurun apabila temperatur turun. Telah diketahui sejak lama bahwa paduan sistem ini dapat dibuat keras sekali dengan penuaan setelah pelakuan perlarutan. Tetapi sejak lama tidak dipakai sebab mempunyai sifat patah getas oleh retakan korosi tegangan. Di Jepang pada permulaan tahun 1940, Igarashi dkk. mengadakan studi dan berhasil dalam pengembangan suatu paduan dengan penambahan kira-kira 0,3%Mn atau Cr, dimana butir kristal padat diperhalus, dan mengubah bentuk presipitasi serta retakan korosi tegangan tidak terjadi. Pada saat itu paduan tersebut dinamakan ESD, duralumin super ekstra. Selama perang dunia II di Amerika Serikat dengan maksud hampir sama telah dikembangkan pula suatu paduan. Yaitu suatu paduan yang tersendiri dari: Al-5,5%Zn-2,5%Mn-1,5Cu-0,3%Cr-0,2%Mn, sekarang dinamakan paduan 7075. Paduan ini mempunyai kekuatan tertinggi di antara paduan-paduan lainnya, sifat-sifat mekaniknya ditunjukan pada Tabel 2.7. Penggunaan paduan ini yang paling besar adalah untuk bahan konstruksi pesawat udara gunanya menjadi lebih penting sebagai konstruksi.

  B B

Gambar 2.4 Diagram Fasa Biner Semu dari Paduan Al-MgZn

  ² (Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 141)

Tabel 2.7 Sifat-Sifat Mekanik Paduan 7075

  (Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Jakarta 1999, hal. 141) Perlaku Kekuatan Kekuatan Perpanjangan Kekerasan Kekuatan Batas an tarik mulur (%) geser lelah _{P P 2 P P 2 P P 2 P P 2} panas (kgf/mm ) (kgf/mm ) (kgf/mm ) (kgf/mm )

  (a) (b) Rockwell Brinell Bukan klad

  17

  16 E60-70 60 15,5 – O 23,2 10,5 T6 22,5 51,3

  11

  11 B85-95 150 33,8 16,2 Klad

• – O 22,5 9,8 17 – – – 15,5 11 – 88-111 – 32,3
• – T6 53,4 47,1

2.6 Paduan Aluminium Cor

  Struktur mikro paduan aluminium cor (berhubungan erat dengan sifat-sifat mekanisnya) terutama tergantung pada laju pendinginan saat pengecoran dilakukan. Laju pendinginan ini tergantung pada laju pendinginan saat pengecoran dilakukan. Laju pendinginan ini tergantung pada jenis cetakan yang digunakan.

  Dengan cetakan logam, pendinginan akan berlangsung lebih cepat dibandingkan halus dan menyebabkan peningkatan sifat mekanisnya. Tabel 2.8 memperlihatkan sifat-sifat mekanis beberapa paduan aluminium cor.

Tabel 2.8 Sifat-Sifat Mekanis Paduan Aluminium Cor Menurut Aluminium Association

  5,8Zn-0,6Mg- 0,5Cr-0,2Ti Cetakan pasir F 130 200

  − Meningkatkan daya tahan terhadap korosi. − Memperbaiki sifat-sifat atau karaktristik coran. − Menurunkan penyusutan dalam hasil coran. − Menurunkan keuletan bahan terhadap beban kejut. − Hasil cor akan rapuh jika kandungan silicon terlalu tinggi.

  Si (Silicon) − Mempermudah proses pengecoran.

  A.

  Unsur paduan sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat aluminium paduan, untuk itu perlu diketahui pengaruh suatu unsur terhadap sifat-sifat aluminium.

  5

  1 413.0 12Si-1,3Fe Tekanan F 160 280 3 712.0

  (Sumber : V. Malau, Diktat Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, USD Yogyakarta) paduan Komposisi rata-rata (%)

  17Si-4,5Cu- 0,6Mg Tekanan T5 290 310

  Cetakan pasir T6 270 280 <0,5 390.0

  5 308.0 5,5,Si-4,5Cu Cetakan pasir F 90 150 1

356.0 7Si-0,3Mg Cetakan pasir T6 160 230 1,5

  Regangan (%) 295.0 4,5Cu-1Si Cetakan pasir T6 165 250

  σy (MPa) σu (MPa)

  Proses pembentukan Perlakuan panas

2.7 Pengaruh Unsur Paduan Dalam Aluminium

B. Tembaga (Cu) − Meningkatkan kekerasan bahan.

  − Memperbaiki kekuatan tarik. − Mempermudah pengerjaan dengan mesin. − Menurunkan daya tahan terhadap korosi. − Mengurangi keuletan bahan. − Menurunkan kemampuan dibentuk dan dirol.

  C.

  Mangan (Mn) − Meningkatkan kekuatan dan daya tahan pada temperatur tinggi.

  − Meningkatkan daya tahan terhadap korosi − Mengurangi pengaruh buruk unsur besi.

  − Menurunkan kemampuan penuangan. − Meningkatkan kekasaran butiran partikel.

  D.

  Magnesium (Mg) − Mempermudah proses penuangan.

  − Meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin. − Meningkatkan daya tahan terhadap korosi. − Menghaluskan butiran kristal secara efektif. − Meningkatkan ketahanan terhadap beban kejut. − Meningkatkan kemungkinan timbulnya cacat pada hasil cor.

E. Nikel (Ni) − Peningkatan kekuatan dan ketahanan bahan pada temperatur tinggi.

  − Penurunanan pengaruh buruk unsure Fe (besi) dalam paduan. − Peningkatan daya tahan terhadap korosi F.

  Besi (Fe) − Mencegah terjadinya penempelan logam cair pada cetakan selama proses penuangan.

  − Penurunan sifat mekanis. − Penurunan kekuatan tarik. − Timbulnya bintik keras pada hasil coran. − Peningkatan cacat porositas.

  G. Seng (Zn) − Meningkatkan sifat mampu cor.

  − Peningkatan kemampuan dimesin. − Mempermudah dalam pembentukan. − Meningkatkan keuletan bahan. − Meningkatkan kekuatan terhadap beban kejut. − Menurunkan ketahanan korosi. − Menurunkan pengaruh baik dari besi. − Kadar Zn terlalu tinggi dapat menimbulkan cacat rongga udara.

  H. Titanium (Ti) − Meningkatkan kekutan hasil cor pada temperature tinggi.

  − Memperhalus butir kristal dan permukaan. − Mempermudah proses penuangan. − Menaikkan viskositas logam cair dan mengurangi fluiditas logam cair

2.8 Perlakuan Panas

  Perlakuan panas adalah suatu proses pemanasan atau pendinginan logam dalam keadaan padat untuk mengubah sifat-sifat fisis maupun mekanis logam tersebut. Bahan yang diberi perlakuan panas bisa dikeraskan sehingga tahan aus dan kemampuan potongnya meningkat, atau dapat dilunakkan sehingga dapat memudahkan dalam permesinan lanjut. Melalui perlakuan panas yang tepat tegangan dalam dapat dihilangkan, besar butiran dapat diperbesar atau diperkecil, ketangguhan ditingkatkan atau dapat dihasilkan suatu permukaan yang keras di sekeliling yang ulet.

  Untuk melakukan perlakuan panas yang tepat, bahan yang akan diberi perlakuan panas harus diketahui komposisi kimianya, diharapkan setelah perlakuan panas perubahan sifat fisis dapat diketahui. Jenis-jenis perlakuan panas :

  ™ Tempering ™ Annealing ™ Aging ™ Quenching ™ Normalizing

1. Tempering

  Perlakuan panas logam pada temperatur di bawah titik kritis untuk waktu tertentu kemudian didinginkan perlahan-lahan dalam dapur.

  Tujuan perlakuan panas tempering adalah untuk mengurangi internal stress, menaikkan keuletan, meningkatkan ketangguhan. Berdasarkan temperatur pemanasan ada tiga macam tempering untuk baja, yaitu : _{P P P P}

  1. Tempering temperatur rendah ( 150

  C- 350 C ) Tujuan untuk menghilangkan internal stress dan menaikkan keuletan tanpa mengubah struktur dan kekerasan banyak dilakukan pada alat iris law- alloy steel. _{P P P P}

  C )

  2. C – 450 Tempering temperatur sedang ( 350

  Tujuan untuk mengurangi kekerasan dan menaikkan elongation dan keuletan. _{P P P P}

  3. Tempering temperatur tinggi ( 450 C – 650 C ) Tujuan untuk memperoleh keseimbangan antara kekuatan dan keuletan bahan.

  2. Annealing

  Tujuan untuk menurunkan tegangan dalam atau internal stress logam, menghaluskan butiran dan mengurangi kekerasan, sehingga setelah proses ini, diperoleh sifat yang lebih plastis dan ulet. Apabila pemanasan terlalu tinggi dapat menyebabkan munculnya struktur dengan butiran yang kasar dan ini disebut over heating. Setelah mencapai suhu yang diinginkan, kemudian dipertahankan selama 30-50 menit. Pendinginan dilakukan di dalam dapur sehingga diharapkan _{P P} mempunyai laju 150-200 C/jam.

  3. Aging

  Aging adalah proses penuaan aluminium pada beberapa waktu, penuaan aluminium ada beberapa macam, yaitu penuaan alamiah dan penuaan buatan.

  Penuaan alamiah adalah proses penuaan aluminium pada temperatur kamar, sedangkan untuk penuaan buatan atau penuaan temper adalah proses penuaan pada temperatur lebih tinggi dari temperatur kamar (untuk aluminium pada _{P P P P} 120 C-180

  C).

  4. Quenching _{P P}

  Logam dipanaskan 50 C di atas suhu kritis dan dipertahankan kemudian didinginkan secara tiba-tiba (secara cepat dengan media ) ƒ Air dengan macam-macam temperatur ƒ Soda kaustik ƒ Air garam soda ƒ Minyak Tujuan Quenching adalah untuk menaikkan kekerasan bahan.

5. Normalizing

  _{P P}

  Normalizing yaitu logam panaskan kira-kira 30 C diatas temperatur kritis, ditahan kemudian didinginkan perlahan-lahan. Tujuan normalizing adalah mengurangi internal stress dan pembentukan kristal.

2.9 Dasar perlakuan panas pada aluminium

2.9.1 Pengerasan presipitasi atau pengerasan penuaan

  Gbr.2.5 menunjukan diagram fasa paduan Al-Cu. Perlakuan panas dan pengerasan paduan aluminium dapat dilakukan kalau sistim di antara Al dan _{B B} CuAl

  2 . larutan padat alfa di daerah sisi Al pada temperatur tinggi merupakan