SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
Pengaruh Waktu Pemanasan T6 Terhadap Struktur Mikro.
Kuat Tarik, dan Kekerasan Pada Paduan Aluminium Tipe 7075 Budiarto 1.
Surjo Abadi 2.
Yoshua Gerry Gunawan 3 Program Studi Teknik Mesin.
Fakultas Teknik.
Universitas Kristen Indonesia Jl.
Mayjen Sutoyo No.
Cawang.
Jakarta Timur 13630.
Indonesia yoshuagerry05@gmail.
Abstract A study has been conducted on the effect of artificial aging on the hardness, tensile strength, microstructure, and chemical composition of the Al 7075 alloy.
The objective of the research is to determine the impact of the T6 heat treatment process on the mechanical properties, particularly hardness and tensile strength, of the Al 7075 alloy.
Sintering heat treatment was performed at a temperature of 450AC for 1 hour.
This was followed by rapid quenching in water, and then artificial aging heat treatment at a temperature of 210AC with holding times of 1 hour and 20 hours.
The hardness test results showed an increase in hardness after sintering and rapid quenching, but a decrease in hardness with longer holding times.
The tensile strength test on the Al 7075 alloy after the T6 process showed a reduction in tensile strength compared to the Al 7075 alloy sample before the heat treatment process.
The microstructure observations using SEM showed phase changes indicated by an increase in hardness and tensile strength.
Keywords: Al 7075 alloy, hardness, tensile strength.
SEM-EDXS Abstrak Telah dilakukan penelitian pengaruh penuaan buatan terhadap kekerasan, kuat Tarik, struktur mikro, dan komposisi unsur kimia pada paduan Al 7075.
Tujuan penelitian untuk mengetahui pengaruh proses pemanasan T6 terhadap sifat mekanik khususnya kekerasan dan kuat Tarik pada paduan Al 7075.
Pemanasan sintering pada suhu 450AC selama 1 jam.
Kemudian di celup cepat dimedia air, selanjutnya pemanasan penuaan buatan pada suhu 210AC dengan waktu penahanan 1 jam dan 20 jam.
Hasil pengujian kekerasan menunjukkan nilai kekerasan bertambah setelah disintering dan celup cepat, namun terjadi penurunan nilai kekerasan dengan waktu tahan yang lebih lama.
Pengujian kuat Tarik pada paduan Al 7075 setelah proses T6 mengalami kuat Tarik yang berkurang dibanding sampel paduan Al 7075 sebelum proses pemanasan.
Hasil pengamatan struktur mikro dengan SEM memperlihatkan terjadinya perubahan pasal yang ditandai dengan kenaikan kekerasan dan kuat Tarik.
Kata Kunci: Paduan Al 7075, kekerasan, kuat tarik.
SEM-EDXS
PENDAHULUAN
Alat transportasi paling aman dan diminati masyarakat saat ini adalah pesawat Karena pesawat terbang membutuhkan material yang ringan, kuat dan tahan lama.
Dimana material itu bertujuan untuk mengurangi berat dan meningkatkan efisiensi bahan Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
bakar pada pesawat terbang.
Material Ae material yang biasa digunakan untuk konstruksi pesawat yaitu campuran aluminium, titanium, paduan baja, dan komposit.
Salah satu material yang sering digunakan adalah aluminium.
Aluminium mempunyai sifat lunak, , ringan, tahan lama dan dapat ditempa, namun kekuatannya tidak dapat ditingkatkan langsung melalui proses perlakuan panas .
eat treatment, age hardenin.
Proses Heat treatment adalah pemanasan dan pendinginan suatu logam dengan tujuan merubah sifat fisik dan mekanik tanpa merubah bentuknya .
Jenis aluminium paduan yang banyak digunakan adalah aluminium paduan seri 7x karena mempunyai kekuatan, tahan korosi dan toleransi kerusakan .
Aluminium 7075 adalah suatu paduan yang terdiri dari 5.
Zn, 2.
5% Mg, 1.
5% Cu, 0.
3% Cr dan 0.
2% Mn.
Sifat aluminium 7075 masih dapat ditingkatkan dengan diberi perlakuan khusus.
Salah satu perlakuan khusus dengan heat treatment yaitu solution treatment dan aging.
Solution treatment berfungsi untuk meningkatkan kekerasan dan keuletan serta kekuatan tarik dari aluminium.
Proses selanjutnya adalah aging atau penuaan.
Aging dilakukan menggunakan larutan lewat jenuh pada suhu kamar selama beberapa waktu.
Perubahan sifat-sifat dengan berjalannya waktu disebut aging atau penuaan.
Aging pada aluminium dibedakan menjadi dua, yaitu penuaan alami .
atural agin.
dan penuaan buatan .
rtificial agin.
Natural aging adalah proses penuaan atau menahan material pada suhu ruangan dalam jangka waktu tertentu.
Natural aging hanya bisa menghasilkan cluster atau pengelompokan dari elemen paduan Contoh pada paduan aluminium AW-6060, akan terbentuk cluster yaitu Mg dan Si.
Cluster yang terbentuk ini akan berpengaruh pada peningkatan sifat mekanis .
Artificial aging adalah penuaan dengan memanaskan kembali sampai suhu dibawah garis solvus dan ditahan beberapa saat dengan dilanjutkan dengan pendinginan lambat pada suhu Missal, menahan pada suhu 150A C selama 4 jam, atau pada suhu 200A C selama 2 jam .
Beberapa penelitian tentang artificial aging paduan aluminium.
Ahmad, dkk .
menggunakan aluminium A383, solution treatment pada suhu 450AC selama 1 jam dan di quenching dengan air.
Kekerasan tertinggi diperoleh melalui perlakuan panas solution treatment dengan artificial aging pada suhu 210AC selama 1 jam.
Hasil optimasi kekerasan terbaik pada suhu aging 210AC selama 4 jam dan suhu aging 210AC selama 20 jam.
Perubahan suhu aging dari suhu rendah ke tinggi menyebabkan perubahan struktur mikro tampak lebih besar dan tebal.
Dengan paduan Al-Cu 4.
5% sebelum dan sesudah remelting sebanyak 4 kali baru diberi perlakuan aging suhu 200AC dengan variasi waktu 3, 6, dan 9 jam.
Lalu perlakuan aging selama 9 jam, hasil remelting menyebabkan nilai keuletan menurun menjadi 0.
010 J/mm2.
Perlakuan aging selama 6 jam menghasilkan kekerasan paling tinggi yaitu 97.
93 BHN dan kekuatan tarik menurun pada saat aging 9 jam 20 MPa.
Dengan menggunakan aging pada suhu 180AC dengan variasi waktu selama 2, 4, dan 6 jam .
Perlakuan aging selama 6 jam dengan menggunakan media pendingin air garam menghasilkan butiran paling besar diameter rata-rata sebesar 165.
3 nm dan butiran terkecil dengan waktu aging yang sama menggunakan media pendingin air 58 nm.
Semakin lama waktu aging, semakin halus .
ukuran diameter rataratanya, kekerasan bahan, kekuatan luluh, keuletan dan ketangguhan bahan semakin Menggunakan variasi suhu 175AC, 200AC, dan 225AC dengan waktu aging selama 1 jam dan didinginkan dalam udara terbuka.
Kekerasan, kekuatan tarik maksimum dan nilai impak terbesar dicapai pada suhu 175AC yaitu 31.
66 HRB, 231.
67 MPa dan 0290 kg.
m/mm2 .
Namun penurunan sifat mekanik Aluminium 6061 disebabkan suhu aging yang berlebihan pada suhu 200AC dan 225AC.
METODE PENELITIAN
Penulisan artikel ini ditulis dengan menggunakan metode studi literatur, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perubahan sifat mekanik 7075 akibat perlakuan artificial Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
Variasi waktu aging bertujuan untuk mencari waktu yang ideal untuk meningkatkan sifat mekanik Aluminium 7075 dengan variasi waktu selama 1, 4 dan 20 jam dengan penggunaan suhu 210AC.
Sampel uji ukuran 10 mm x 10 mm x 20mm dari paduan Al 7075.
Pemanasan sintering pada suhu 450AC selama 1 jam, selanjutnya didinginkan celup cepat ke suhu ruang media air.
Dan dilanjutkan artificial aging .
enuaan buata.
selama 1 jam dan 20 jam pada suhu 210AC.
Material yang diuji adalah material dengan spesifikasi yang umum digunakan untuk bagian dari alumunium.
Material yang diuji dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan hasil dari proses pemanasanan .
eat treatmen.
Pengujian yang dilakukan ada 3 yaitu pengujian struktur mikro dengan menggunakan SEM EDS, lalu pengujian kuat Tarik dengan alat yang sama tetapi dengan konversi dari hasil kekerasan HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Data hasil penelitian disertai pembahasan didukung kajian teori dan penelitian terdahulu berkaitan dengan penelitian.
Gambar 1.
Micrograb dari sampel normal Al 7075, pembesaran 2000X Gambar 2.
Micrograb Al 7075 sampel Al 7075, 450AC Q air, pembesaran 2000X Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
Gambar 3.
micrograb Al 7075, 210AC 1 jam, pembesaran 2000X Gambar 4.
Micrograb Al 7075, 210AC 20 jam, pembesaran 2000X Gambar 5.
Komposisi dari sampel normal AL 7075 Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
Tabel 1.
Komposisi unsur kimia sampel normal Al7075 Element Line Type k Ratio Wt% C Vit Yes SiO2 Yes MgO Yes Al2O3 Yes Yes Yes Yes Total:
Apparent Concentration Wt% Standard Factory Standard Sigma Label Standard Calibration Date Gambar 6.
Electron dari sampel AL 7075, 450AC Q air Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
Tabel 2.
Komposisi unsur kimia sampel 450AC Q A Al7075 Element Line Type Apparent Concentration k Ratio Wt% Wt% Sigma Standard Label Factory Standard C Vit Yes SiO2 Yes MgO Yes Al2O3 Yes Yes Yes Yes Total:
Standard Calibration Date Gambar 7.
Komposisi dari sampel 1jam AL 7075 Tabel 3.
Komposisi unsur kimia sampel 1 jam Al 7075 Element Line Type Apparent Concentration k Ratio Wt% Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical Wt% Standard Factory Standard Sigma Label Standard Calibration Date SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
C Vit Yes SiO2 Yes MgO Yes Al2O3 Yes Yes Yes Yes Total:
Gambar 8.
Komposisi unsur kimia sampel 20 jam Al7075 Tabel 4.
Komposisi unsur kimia sampel 20 jam Al7075 Element Line Type Apparent Concentration k Ratio Wt% Wt% Sigma Standard Label Factory Standard C Vit Yes Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical Standard Calibration Date SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
SiO2 Yes MgO Yes Al2O3 Yes Yes Yes Yes Total:
Gambar 9.
EDS dari sampel normal AL 7075 Gambar 10.
EDS dari sampel AL 7075, 450AC Q air Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
Gambar 11.
EDS dari sampel AL 7075, 210AC selama 1 Jam Gambar 12.
EDS dari sampel AL 7075, 210AC selama 20 Jam 1 Analisa Komposisi Unsur Kimia Paduan Al 7075 Dengan Optik Emisi Spektrometer (OES) Hasil pengujian komposisi unsur kimia material paduan Al 7075 dengan alat Energy Disvrsif Sinar-X (EDX) dilihat Tabel 4.
Tabel 5.
Data hasil pengujian komposisi unsur material paduan Al 7075 No.
Nama Unsur Sampel A.
Sampel B.
Sampel C.
Standar
UNS
A97075, %
Alumunium
87 Ae 92
Magnesium
2,85
2,68
2,1 Ae 2,9 Silicon
1,03
0,818
0,939
Maks.
Zinc
4,870
3,790
5,1 Ae 6,1 Nickel
0,248
0,245
0,212
Maks.
Lain-lain Maks.
Maks.
Maks.
Maks.
Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
Gambar 13.
Komposisi unsur kimia material paduan Al-7075 dengan EDX, penuaan buatan temperatur 4500C dan Q A AIR.
Gambar 14.
Komposisi unsur kimia material paduan Al-7075 dengan EDX, penuaan buatan temperatur 210 0C dan waktu 1 jam.
Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
Gambar 15.
Komposisi unsur kimia material paduan Al-7075 dengan EDX, penuaan buatan temperatur 2100C dan waktu 20 jam.
Dari Tabel 5.
menunjukkan bahwa material paduan Al 7075 yang dibeli dipasaran, pemanasan diawali proses sintering, kemudian quenching, proses artificial aging.
Pemanasan sintering temperatur 450AC.
Quenching media air dan artificial aging waktu tahan 1 jam, dan 20 jam temperature tetap 210AC, hasil uji komposisi unsur kimia yaitu mulai Al.
Cr.
Cu.
Fe.
Mg.
Mn.
Si.
Ti.
Zn.
Ni dan lain-lain.
Sebagian besar sesuai standar UNS A9.
Gambar 4.
1, 4.
2, dan 4.
3 dimana pengujian komposisi unsur kimia dengan EDX, menunjukkan komposisi unsur kimia yang sama yaitu Al.
Mg.
Si.
Zn 1 Analisa Kekerasan Tabel 6.
Data hasil pengujian kekerasan mateial paduan Al 7075 No.
Nama Sampel Uji Hasil Uji Kekerasan (HBN) Al 7075 As Cast/Asli (A) 21,43 Al 7075 sesudah quenching (B) 25,22 Al7075 artificial age, 2100C, waktu tahan 1 jam ( C) 23,54 Al7075 artificial age, 2100C, waktu tahan 20 jam (D) 19,38 Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
Dari Tabel 6 hasil pengamatan nilai kekerasan material paduan Al 7075 setelah dilakukan pemanasan quenching ( celup cepa.
media air mengalami kenaikan nilai kekerasan sekitar 17,6% dari 21,43 HBN menjadi 25,22 HBN, dan dilanjutkan penuaan buatan .
rtificial age.
pada temperatur 210CC dengan waktu tahan 1 jam, nilai kekerasan terjadi penurunan 6,6% .
,22 HBN ke 23,54 HBN), serta mengalami penurunan kekerasan waktu tahan 20 jam yaitu 19,38 HBN.
Hal ini menunjukkan bahwa nilai kekerasan mengalami penurunan yang signifikan.
Tetapi bila dibandingkan sampel material paduan Al 7075 as cast/asli setelah sintering naik dari 21,43 HBN menjadi 25,22 HBN sebesar 17,6%, hal ini terjadi karena terbentuk presipitat .
Mg 2Si dan MgZn2.
Sehingga, endapan tersebut menghalangi dislokasi yang akan terjadi.
Namun pada sampel material paduan Al 7075 setelah penuaan buatan dari waktu tahan 1 jam dibandingkan waktu tahan 20 jam terjadi penurunan kekerasan sebesar 6,6% dan 17,4%.
Hal ini disebabkan telah terjadi over age.
Kekuatan paduan pengerasan presipitat terutama dikendalikan oleh fraksi volum, ukuran, dan jarak antar presipitat dalam matriks Alumunium.
Kekuatan yang tinggi akan diperoleh bila partikel yang terbentuk kristal berukuran sangat kecil dan keras dengan fraksi volum yang tinggi, hal mana dicapai dalam sistem pengerasan penuaan buatan.
Dalam paduan aluminium pengerasan presipitat, pembentukan presipitat fasa kesetimbangan biasanya didahului oleh pembentukan kluster atom-atom solut (G-P zone.
dan/atau presipitat antara yang dapat digeser oleh dislokasi.
Analisa Kuat Tarik Tabel 7.
Data hasl pengujian kuat tarik material paduan Al 7075 No.
Nama Sampel Uji Pengujian Kuat Tarik (MP.
Al 7075 As Cast/Asli (A) 73,93 Al 7075 sesudah quenching (B) 87,01 Al7075 artificial age, 2100C, waktu tahan 1 jam ( C) 81,21 Al7075 artificial age, 2100C, waktu tahan 20 jam (D) 66,86 Dari Tabel 7 hasil pengujian kuat tarik material paduan Al 7075 setelah dilakukan pemanasan quenching ( celup cepa.
media air mengalami kenaikan nilai kuat tarik dari 73,93 MPa menjadi 87,01 MPa, dan dilanjutkan penuaan buatan .
rtificial age.
pada temperatur 210CC dengan waktu tahan 1 jam, nilai kuat tarik terjadi penurunan dari 87,01 MPa ke 91,21 MPa, serta mengalami penurunan kuat tarik lagi pada waktu tahan 20 jam yaitu 66,86 MPa.
Hal ini menunjukkan bahwa nilai kuat tarik mengalami penurunan yang signifikan pada waktu tahan dari 1jam ke 20 jam.
Tetapi bila dibandingkan sampel material paduan Al 7075 as cast/asli setelah sintering naik dari 73,93 MPa menjadi 87,01 MPa, hal ini terjadi karena terbentuk presipitat .
Mg 2Si dan MgZn2.
Sehingga, endapan tersebut menghalangi dislokasi yang akan terjadi.
Namun pada sampel material paduan Al 7075 setelah penuaan buatan dari waktu tahan 1 jam dibandingkan waktu tahan 20 jam terjadi penurunan kekerasan.
Hal ini disebabkan telah terjadi over age.
Kekuatan Journal Homepage https://jurnal.
id/index.
php/mechanical SJoME Vol.
6 No.
Februari 2025
E-ISSN 2685-8916
paduan Al 7075 karena adanya presipitat terutama dikendalikan oleh fraksi volum, ukuran, dan jarak antar presipitat dalam matriks Alumunium.
Kekuatan yang tinggi akan diperoleh bila partikel yang terbentuk kristal berukuran sangat kecil dan keras dengan fraksi volum yang tinggi, hal mana dicapai dalam sistem penguatan penuaan buatan.
Pada paduan aluminium dengan telah terbentuknya presipitat ini, menyebabkan terjadi fasa kesetimbangan biasanya didahului oleh pembentukan kluster atom-atom solut (G-P zone.
dan/atau presipitat antara yang dapat digeser oleh dislokasi.
Grafik 1.
Hasil uji Kekerasan dan Kuat Tarik
KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut:
Alumunium 7075 mencapai kekerasan maksimum pada suhu artificial aging 210AC dengan waktu 1 jam sebesar23.
035 HBN.
Sedangkan pengujian untuk sampel alumunium 7075 tanpa perlakuan panas mempunyai nilai kekerasan sebesar 20,118 HBN.
Namun pada sampel material paduan Al 7075 setelah penuaan buat dari waktu tahan 1 jam dibandingkan waktu tahan 20 jam terjadi penurunan kekerasan sebesar 17,93% dan 14,58%.
Pengujian komposisi unsur kimia pada alumunium 7075 dengan menggunakan EDX, menunjukkan komposisi unsur kimia yang sama yaitu Al.
Mg.
Si.
Zn.
REFERENSI