Laporan Praktikum Metalurgi 2BAB IPENDAHULUAN

I.1Latar BelakangMetallography adalah suatu metode untuk menyelidiki struktur dan karakteristik logam dengan menggunakan mikroskop optis atau mikroskop elektron. Struktur/gambar logam yang terlihat melalui mikroskop disebut mikro struktur. Pengamatan metalografi dengan mikroskop umumnya dibagi menjadi dua yaitu Metalografi Makro dan Metalografi Mikro. Metalografi Makro yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran 10-100 kali sedangkan Metalografi Mikro, yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran di atas 100 kali.Karakteristik, struktural, ataupun susunan dari logam atau paduan logam sangat perlu untuk diketahui untuk mendapatkan material yang baik sebagai bahan konstruksi. Banyak sekali jenis logam yang digunakan pada industri-industri ataupun untuk tujuan-tujuan lain. Dengan melakukan uji metallography, maka kita akan bisa mengetahui kesesuaian dari material-material yang digunakan.Pada percobaan kali ini, material yang digunakan adalah paduan besi cor mampu tempa, besi cor kelabu, paduan aluminium, dan paduan tembaga. Diharapkan dalam praktikum ini kami dapat memahami mengenai struktur mikro dan sifat sifat apa yang terdapat pada masing masing paduan logam tersebut.

I.2Tujuan PraktikumAdapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui struktur mikro dan fasa fasa apa yang ada pada paduan logam tersebut.

I.3Diagram Alir Praktikum

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

II.1Besi Tuang Kelabu

II.2Besi Tuang MalleableMallable cast iron dihasilkan dari besi tuang putih atau white cast iron yang terbuat dari besi cari panas dengen beberapa komponen kimia lainnya. Besi tuang putih tersebut selanjutnya mangalami proses malleablizing atau pada kasus ini dapat disebut juga annealing untuk mengubah strukturnya dari metastable carbide peralitic matrix menjadi small roughly spherical graphite aggregates dan mengurangi kadar karbonnya yang menghasilkan mikrostruktur yang membuat material tersebut menjadi lebih lunak, tidak getas, ulet, dan mudah dibentuk dengan tetap menjaga kekuatannya tetap cukup tinggi. Ada dua jenis malleable cast iron berdasarkan mikrostrukturnya, yaitu Blackheart malleable iron dan Whiteheart malleable iron.

Gambar 2.1 Struktur Mikro Besi Tuang MalleableTabel 2.2 Komposisi Paduan Besi Tuang Malleable

II.3Paduan AlumuniumSatu logam yang banyak dipakai baik di dunia adalah Aluminium (Al). Aluminium digunakan salah satunya di dunia industri maupun kalangan masyarakat. Aluminium di alam ditemukan dalam bentuk bijih bauksit (bauxite ore) kemudian mengalami beberapa proses untuk menjadi aluminium dengan kadar yang tinggi (pure). Logam aluminium digunakan dalam keadaan paduan (alloy). Logam logam paduan aluminium biasanya adalah tembaga, silikon, mangan, magnesium, seng, litium. Tiap tiap campuran paduan tersebut memiliki karakteristik dan penggunaan yang berbeda beda sehingga hal tersebut yang mendasari kodifikasi pengelompokan aluminium. Secara garis besar paduan aluminium dikelompokkan menjadi 2 yaitu wrought aluminum alloys dan cast aluminum alloys.

Gambar 2.2 Klasifikasi paduan Aluminium

II.4Paduan TembagaTembaga adalah unsur kimia dengan nomor atom 29 dan nomor massa 63,54, merupakan unsur logam, dengan warna kemerahan. Unsur ini mempunyai titik lebur 1.803 Celcius dan titik didih 2.595 C. dikenal sejak zaman prasejarah. Tembaga sangat langka dan jarang sekali diperoleh dalam bentuk murni. Mudah didapat dari berbagai senyawa dan mineral. Penggunaan tembaga yaitu dalam bentuk logam merupakan paduan penting dalam bentuk kuningan, perunggu serta campuran emas dan perak. Banyak digunakan dalam pembuatan pelat, alat-alat listrik, pipa, kawat, pematrian, uang logam, alat-alat dapur, dan industry. Senyawa tembaga juga digunakan dalam kimia analitik dan penjernihan air, sebagai unsur dalam insektida, cat, obat-obatan dan pigmen. Kegunaan biologis untuk runutan dalam organism hidup dan merupakan unsur penting dalam darah binatang berkulit keras.Produksi tembaga sebagian besar dipergunakan dalam industri kelistrikan, karena tembaga mempunyai daya hantar listrik yang tinggi. Kotoran yang terdapat dalam tembaga akan memperkecil/mengurangi daya hantar listriknya. Selain mempunyai daya hantar listrik yang tinggi, daya hantar panasnya juga tinggi; dan tahan karat. Oleh karena itu tembaga juga dipakai untuk kelengkapan bahan radiator, ketel, dan alat kelengkapan pemanasan.Tembaga mempunyai sifat dapat dirol, ditarik, ditekan, ditekan tarik dan dapat ditempa (meleable).Paduan tembaga 70% dengan seng 30% disebutkuningan, sedangkan paduan tembaga 80% dengan timah putih 20% disebutperunggu. Perunggu yang mengandung sejumlah fosfor digunakan dalam industri arloji dan galvanometer. Kuningan memiliki warna seperti emas sehingga banyak digunakan sebagai perhiasan atau ornamen-ornamen. Sedangkan perunggu banyak dijadikan sebagai perhiasan dan digunakan pula pada seni patung. Kuningan dan perunggu berturut-turut seperti yang tertera pada gambar.

BAB IIIMETODOLOGI

III.1Standar PengujianStandar pengujian yang digunanakan dalam preparasi spesimen uji metalografi ini adalah ASTM E3

III.2Material yang DigunakanMaterial yang digunakan dalam praktikum ini adalah besi cor mampu tempa, besi cor kelabu yang berasal dari impeller pompa air, paduan alumunium, dan paduan tembaga.

III.3Peralatan dan Bahan1. Gergaji.2. Mesin grinding.3. Resin dan katalist pengeras beserta cetakan dari pipa paralon.4. Kertas gosok ukuran masing-masing 180, 240, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, dan 20005. Air.6. Polisher yang digerakkan dengan mesin listrik. Proses penggosokan diatas kain beludru dengan pengolesan metal polesh (autosol) pada spesimen yang dicuci dengan menggunakan alkohol 70%.7. Etching reagent menggunakan nital dengan komposisi 2 ml HNO3 & 100 ml alkohol 70% 8. Mikroskop optic dengan kamera pengambil foto mikrografi dengan kapasitas hingga 1000x

III.4Prosedur Pelaksanaan a) Pemotongan Spesimen (Cutting)Pemotongan spesimen untuk tiap material berbeda-beda karena material uji yang didapat juga memiliki dimensi yang berbeda. Material uji berasal dari impeller pompa air, uang logam kuningan, spesimen las, dan handle rem motor.b) MountingMounting dilakukan bila spesimen yang tersedia memiliki dimensi yang kecil yang menyulitkan saat proses preparasi selanjutnya. Untuk itu, dengan tujuan memudahkan handling, spesimen yang memiliki dimensi kecil di mounting dengan resin dan katalis. Dalam praktikum ini, seluruh spesimen diberi mounting.

Gambar 3.2. Paduan tembagaGambar 3.1. Paduan besi tuang kelabu

Gambar 3. 4. Paduan besi cor mampu tempaGambar 3.3. Paduan alumunium

c) GrindingSpesimen yang telah dipersiapkan selanjutnya digosok, penggosokan spesimen dilakukan secara bertahap. Tahap pertama spesimen digosok menggunakan mesin gerinda seperti pada Gambar 3.5. Setelah itupenggosokan dilanjutkan dengan menggunakan kertas amplas seperti pada gambar 3.6. Penggosokan menggunakan amplas dilakukan mulai dari grade kecil dan dilanjutkan dengan grade yang lebih besar. Waktu penggosokan spesimen dan grade yang digunakan disesuaikan dengan tingkat kekerasan spesimen. Penggosokan dilakukan sedemikian rupa sehingga tidak terdapat bekas penggosokan yang terlalu dalam dan bekas gosokannya yang berupa garis-garis yang sejajar harus merata pada seluruh permukaan. Spesimen digosok dengan kertas gosok dengan grid 180, 240, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 dan 2000 sambil dialiri air. Spesimen ditelungkupkan dan digosokkan pada kertas gosok yang dialiri air. Gerakan penggosokan pada grid 180 s/d 2000 gerakan penggosokkannya menjauh dan mendekat (maju-mundur) terhadap praktikan (penggosok). Setelah muncul garis-garis goresan yang sejajar dan merata specimen dicuci dengan air, sebelum digosokkan pada kertas gosok dengan kehalusan yang lebih tinggi.Untuk mendapatkan hasil yang memuaskan, hasil gosokan dari masing masing kehalusan yang berbeda, garis garis goresannya dibuat tegak lurus, artinya goresan dari grid 240 goresan dengan grid 400 sedangkan goresan dari grid 400 dengan goresan grid 600 dan seterusnya.

Gambar 3.5. Proses grinding

Gambar 3.6. Proses Penggosokan menggunakan kertas amplas

d) PolishingSetelah melalui Grinding proses sampai kehalusan grade 2000, permukaan spesimen dicuci dengan air kemudian dikeringkan dengan soft tissue . Permukaan spesimen yang kering dioleskan pasta metal polish (autosol) atau dicelupkan pada autosol yang telah dilarutkan dengan air. Spesimen ditelungkupkan dan ditekan pada piringan polish machine yang berputar dan telah dilapisi kain beludru.Proses Polishing selesai jika bekas bekas goresan dari proses grinding (dengan grid 2000) telah hilang dan permukaan spesimen telah halus dan mengkilap.

Gambar 3.7. Pengolesan Autosol

Gambar 3.8. Proses polishing

e) EtchingProses etsa digunakan untuk mendapatkan gambaran yang nyata dari struktur logam melalui mikroskop metalurgi. Dilakukan dengan cara mencelup tissue ke larutan nital (campuran NaOH dengan HNO3 dengan perbandingan 3:1). Setelah itu tissue yang basah tersebut di usapkan ke permukaan spesimen kurang lebih 3 kali pengusapan. Langkah ini juga bisa diganti dengan menclupkan spesimen ke laruta etsa selama 2-3 detik seperti pada gambar 3.9. Jika terlalu lama diusap maka spesimen akan gosong karena korosinya terlalu dalam. Tujuan etching adalah mengkorosikan spesimen. Korosi yang diperlukan hanya sampai batas butir. Oleh karena itu tidak boleh terlalu lama proses pencelupannya. Etching dapat mengkorosikan tepat sampai batas butir karena batas butir merupakan tempat yang mempunyai tegangan yang paling tinggi sehingga energinya paling tinggi. Setelah itu spesimen dicuci dengan air mengalir lalu dikeringkan menggunakan hairdryer.

Gambar 3.9. Proses etching

f) Pengamatan MetallographySpesimen yang telah di etsa selanjutnya diamati dibawah mikroskop dengan pembesaran 50x, 100x, 200x, dan 500x. Kemudian dilakukan pengambilan (pemotretan) foto metallography. Saat pengambailan foto dicari daerah yang bagus dan fokus untuk mempermudah pengamatan.

BAB IVPEMBAHASAN

IV.1Besi Tuang KelabuIV.2Besi Tuang MalleablePada praktikum metalografi ini, spesimen yang digunakan adalah besi cor malleable. Struktur dari besi cor malleable sesuai dengan literature ASM handbook tampak seperti di bawah ini :

Gambar 4.1. Struktur Besi Tuang Malleable

Gambar pada literature ini digunakan untuk membandingkan dengan gambar yang didapat saat praktikum. Gambar yang didapat saat praktikum dengan perbesaran 50x, 100x, 200x, dan 500x adalah sebagai berikut:

Gambar 4.2. Struktur Besi Tuang Malleable perbesaran 50x

Gambar 4.3. Struktur Besi Tuang Malleable Perbesaran 100x

Gambar 4.4. Struktur Besi Tuang Malleable Perbesaran 200x

Matriks grafit berbentuk sphere

Gambar 4.5. Struktur Besi Tuang Malleable Perbesaran 500x

Berdasarkan penjelasan mengenai Struktur Besi Tuang Malleable pada BAB Tinjauan Pustaka dan berdasarkan perbandingan antara gamabar yang didapatkan saat praktikum dengan gambar pada literatur ASM handbook, maka dapat disimpulkan bahwa gambar struktur mikro diatas merupakan cast iron jenis Blackheart malleable iron, karena pada strukturnya terlihat keberadaan pearlite dan matriks matriks grafit berbentuk sphere.

IV.3Paduan AlumuniumPada praktikum metalografi ini, spesimen kedua yang digunakan adalah paduan aluminium. Mikro struktur yang didapat saat praktikum adalah sebagai berikut:

Gambar 4.6. Struktur paduan Alumunium perbesaran 5x

Gambar 4.7 Struktur mikro paduan alumunium perbesaran 50x

Gambar 4.8 Struktur mikro paduan alumunium 50x

Berdasarkan literatur, maka diidentifikasi bahwa material yang digunakan untuk praktikum ini adalah paduan Aluminium Al 7075.

Tabel 4.1 Komponen dari Al 7075ComponentWt. %

Al87.1 - 91.4

Cr0.18 - 0.28

Cu1.2 - 2

FeMax 0.5

Mg2.1 - 2.9

MnMax 0.3

Other, eachMax 0.05

Other, totalMax 0.15

IV.4Paduan Tembaga

Pada praktikum metalografi ini, spesimen yang digunakan adalah paduan tembaga. Berikut ini adalah struktur mikro dari paduan tembaga yang berasal dari uang logam lima ratus rupiah:

Gambar 4.8 Struktur mikro paduan tembaga perbesaran 5x

Gambar 4.8 Struktur mikro paduan tembaga 10x

Gambar 4.10 Struktur mikro paduan tembaga perbesaran 100x

Berdasarkan pengamatan tersebut dapat disimpulkan bahwa paduan yang dipakai untuk membuat uang logam lima ratusan berupa . Struktur mikro dari paduan alumunium tersebut kurang terlihat dikarenakan setelah dipolish, specimen tersebut tidak rendam di larutan etsa.Sehingga struktur mikro dari Cu kurang terlihat dengan jelas.

BAB VKESIMPULAN

V.1 Besi Tuang KelabuPada Praktikum ini, berdasarkan gambar mikrostruktur yang didapat diidentifikasi merupakan material paduan

V.2 Besi Tuang MalleablePada Praktikum ini, berdasarkan gambar mikrostruktur yang didapat, maka dapat disimpulkan bahwa material tersebut merupakan cast iron jenis Blackheart malleable iron.

V.3 Paduan Aluminium Pada Praktikum ini, berdasarkan gambar mikrostruktur yang didapat diidentifikasi merupakan material paduan Al 7075.

V.3 Paduan TembagaPada Praktikum ini, berdasarkan gambar mikrostruktur yang didapat diidentifikasi merupakan material paduan

Jurusan Teknik Material dan Metalurgi

4Fakultas Teknoligi industryInstitut Teknologi Sepuluh Nopember