Article Details

PENGEMBANGAN DAN KARAKTERISASI PENAMBAHAN PARTIKEL NANO ZnO PADA PADUAN Mg-Al-Zn PRODUK THIXOFORMING

Oleh   Kusharjanto [32113002]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Syoni Soepriyanto, M.Sc.;Dr.Eng. Akhmad Ardian Korda, S.T., M.T.;Dr.Ing.Ir. Supono Adi Dwiwanto;
Jenis Koleksi : S3-Disertasi
Penerbit : FTTM - Rekayasa Pertambangan
Fakultas : Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan (FTTM)
Subjek :
Kata Kunci : paduan Mg-Al-Zn, partikel nano ZnO, thixoforming, korelasi ZnOsifat mekanik.
Sumber :
Staf Input/Edit : Resti Andriani  
File : 1 file
Tanggal Input : 2019-07-03 08:36:41

Tuntutan akan kebutuhan komponen ringan, kekuatan tinggi, net shape, closed tolerance dan true position dan minimasi limbah untuk berbagai aplikasi seperti otomotif, pesawat terbang, rangka elektronik berdampak kepada reduksi berat telah mendorong penelitian dan pengembangan paduan magnesium untuk memperbaiki sifat mekanik melalui penambahan unsur atau senyawa oksida dan proses thixoforming dalam rentang temperatur semi-solid. Penambahan unsur atau oksida berfungsi sebagai reduksi ukuran butir, sedangkan penggunaan proses thixoforming mengubah struktur dendritik menjadi globular, dan sekaligus memperbaiki cacat seperti penyusutan, porositas dan sobek dari produk pengecoran konvensial sehingga memenuhi persyaratan dalam berbagai aplikasi di sektor industri. Tujuan penelitian ini adalah mempelajari pengaruh penambahan partikel ZnO dan proses thixoforming terhadap ukuran butir, kekerasan, kekuatan luluh, kekuatan tarik, dan persamaan korelasi berbasis data hasil pengujian. Dalam penelitian ini dilakukan proses peleburan dan pemaduan berbasis komposisi paduan 90% Mg, 9% Al dan 1% Zn dengan berat total 1000 gram untuk menghasilkan paduan Mg-Al-Zn. Penambahan partikel ZnO bervariasi 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 3 dan 5% berat berukuran mikron dan 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 dan 0,5; 1; 3 dan 5% berat berukuran nano ke dalam paduan Mg-Al-Zn untuk menghasilkan paduan Mg-Al-Zn+ZnO. Temperatur proses thixoforming untuk paduan Mg-Al-Zn+ZnO ditentukan berdasarkan harga kekerasan dari variasi temperatur proses thixoforming 500-560°C dan 500-530°C dengan perbedaan masing-masing temperatur sebesar 10°C. Paduan Mg-Al-Zn as-cast dan hasil thixoforming dikarakterisasi melalui pengujian kekerasan, kekuatan, struktur mikro, ukuran butir, XRD dan SEM/EDS. Hasil pengujian selanjutnya diolah dalam bentuk grafik yang mengkorelasikan parameter proses prosen berat partikel ZnO terhadap kekerasan, ukuran butir dan kekuatan. Berdasarkan hasil pengujian kekerasan diperoleh bahwa temperatur proses thixoforming optimum paduan Mg-Al-Zn+ZnO adalah 530°C. Penambahan 0,25- ii 0,75% berat partikel ZnO ke dalam paduan Mg-Al-Zn berukuran mikron menghasilkan kekerasan 47-59 HB (meningkat 14,94-34,21%), ukuran butir 66,14-72,32 ?m (menurun 4,25-13,19%) dan kekuatan luluh 105,98-168,22 MPa dan kekuatan tarik 242,81-340,90 MPa (meningkat sebesar 40,39%). Sedangkan penambahan 1-5% berat partikel mikron ZnO menghasilkan kekerasan 84-100 HB (meningkat 97,58-132,06%), ukuran butir 64,26-65,59 ?m (menurun 14,95- 17,33%) dan kekuatan luluh 145,46-231,34 MPa dan kekuatan tarik 278,91- 323,02 MPa (meningkat 15,82%). Sedangkan pada penambahan 0,1-0,5% berat partikel ZnO berukuran nano diperoleh kekerasan 63-74 HB (meningkat 47,04- 73,40%), ukuran butir 48,57-40,04 ?m (menurun 55,18-88,21%), dan kekuatan luluh 122,47-266,99 MPa dan kekuatan tarik 251,74-353,37 MPa (meningkat 40,37%). Adapun penambahan 1-5% berat partikel ZnO berukuran nano diperoleh kekerasan 94-109 HB (meningkat 119,90-156,41%), ukuran butir 34,93-38,1 ?m (menurun 97,8-115,76%), dan kekuatan luluh 156,45-214,87 MPa dan kekuatan tarik 284,49-311,25 MPa (meningkat 9,4%). Penambahan 0,25-0,75% berat partikel ZnO berukuran mikron memberikan korelasi persamaan kekuatan luluh, ?y = 78,15x+96,346 dengan R² = 0.7497, dan ?UTS = 126,51x+254,43 dengan R² = 0,917. Sedangkan untuk penambahan 0,1-0,5% berat partikel nano ZnO memberikan korelasi persamaan diameter butir, d = -12,4x+53,95 dengan R² = 0,7548; kekuatan luluh terhadap diameter butir, ?y = 301,87x+93,456 dengan R² = 0,9352; kekuatan tarik, ?UTS = 195,42x+239,38 dengan R² = 0,7812. Adapun persamaan korelasi kekuatan luluh terhadap ukuran butir, d = 3507,7d-0.5x+375,23 dengan R² = 0,6393 untuk ZnO berukuran micron, dan ?y= 5548,7d-0.5-640,2 dengan R² = 0,9 untuk ZnO berukuran nano.