JTERA (Jurnal Teknologi Rekayasa), Vol. 7, No. 2, Desember 2022, Hal. 201-208 Terakreditasi “ Peringkat 3” oleh Kemenristek/BRIN, Nomor SK: 85/M/KPT/2020 DOI: 10.31544/jtera.v7.i2.2022.201-208
p-ISSN 2548-737X e-ISSN 2548-8678
Diterima: 2 September 2022; Direvisi: 5 November 2022; Disetujui: 11 November 2022 JTERA, Vol. 7, No. 2, Desember 2022

## Sifat Mekanis Paduan Aluminium A356 dengan Penambahan Unsur Tembaga Hasil Proses Gravity Casting
Martua Manik, Indra Chandra Setiawan, Dwi Rahmalina #
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila Srengseng Sawah Jagakarsa, DKI Jakarta, 12640, Indonesia
# drahmalina@univpancasila.ac.id

## Abstrak
Pelek racing mobil merupakan komponen penting dalam  kendaraan, dihasilkan dengan proses pengecoran paduan aluminium  A356 sebagai  bahan utama. Kualitas produk pelek  menjadi faktor penting dalam pembuatannya. Menurut standar  kualitas Standard  American  Racing  Custom  Wheels ( preference ISO  9001/QS  9000)  yang  mengacu  pada standar ASTM B26/B108 yaitu: UTS = 227,79 MPa s/d 260 MPa, TYS = 195 MPa, elongation = 5%-7%, hardness = 60-90 BHN dan IS = 5,90 J/cm². Sifat mekanis suatu paduan dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti: komposisi kimia, perlakuan  panas,  proses  pengecoran  dan  proses  pengerjaan.  Dengan  merubah  komposisi  kimia,  diharapkan  dapat meningkatkan sifat mekanis paduan aluminium A356. Penelitian  ini  dilakukan dengan  menambahkan  unsur  Cu sebesar 2wt%,  3wt%  dan  4wt%  ke  dalam  paduan  aluminium  A356.  Dilebur  pada  suhu  720  °C,  waktu  penuangan  3  detik, dituang dengan metode gravity casting . Selanjutnya dilakukan pengujian komposisi kimia, struktur mikro, kuat tarik, kekerasan,  dan  impak.  Hasil  penelitian  menunjukkan  adanya  perubahan  struktur  mikro  dan  komposisi  kimia  dengan bertambahnya  Cu,  semakin  besar  Cu  mengakibatkan  kekuatan  dan  kekerasan  semakin  tinggi  namun  getas.  Hasil perbaikan sifat mekanis setelah penambahan Cu yang optimum adalah 2wt% yaitu: UTS = 228,22 MPa , TYS = 215,65 MPa, elongation = 5,7%, hardness = 140,9 VHN, dan IS = 6,18 J/cm².
Kata kunci: aluminium A356, gravity casting , pelek racing , tembaga

## Abstract
Racing car rims are an important component in vehicles, produced by casting process of A356 aluminium alloy as the  main material.  The  quality  of rim products is an important factor in their manufacture. According to the quality standards  of  Standard  American  Racing  Custom  Wheels  (preference  ISO  9001/QS  9000)  which  refer  to  ASTM B26/B108 standards, namely: UTS = 227.79 MPa to 260 MPa, TYS = 195 MPa, elongation = 5%-7% , hardness = 60- 90 BHN and IS = 5.90 J/cm². The mechanical properties of an alloy are influenced by several factors such as: chemical composition, heat treatment, casting process and working process. By changing the chemical composition, it is expected to improve the mechanical properties of A356 aluminium alloy. This research was carried out by adding 2wt%, 3wt% and 4wt% Cu elements to the A356 aluminium alloy. It is melted at 720 °C, pouring time 3 seconds, poured by gravity casting method. Then, we tested the chemical composition, microstructure, tensile strength, hardness, and impact. The results showed that there  was a change in the microstructure and chemical composition with the addition of Cu, the greater the Cu, the higher the strength and hardness but the brittleness. The results of improved mechanical properties after the addition of Cu were optimum 2wt%, namely: UTS = 228.22 MPa, TYS = 215.65 MPa, elongation = 5.7%, hardness = 140.9 VHN, and IS = 6.18 J/ cm².
Keywords: A356 aluminium, gravity casting, racing rims, copper

## I. PENDAHULUAN
Aluminium  merupakan  logam  ringan,  tahan korosi,  konduktivitas  listrik  yang  baik,  ketahanan aus,  dan  sangat  baik  untuk  pengecoran  [1]. Pengecoran  aluminium  banyak  digunakan  di
industri otomotif seperti blok mesin, head cylinder , piston,  v alve , braket ,  dan  salah  satunya  pelek  [2]. Pelek  merupakan  komponen  yang  sangat  penting pada  kendaraan,  selain  berfungsi  sebagai  sarana penggerak  kendaraan  untuk  bisa  maju  ataupun mundur,  Pelek  juga  berfungsi  sebagai  penerima
tegangan  dan  beban  yang  cukup  besar  untuk  itu kekuatan  pelek  menjadi  faktor  utama  dalam  proses pembuatannya,  sehingga  dibutuhkan  pengujian  dan lulus  uji  sesuai  standar  [3].  Sebagai  bahan  utama pembuatan  pelek racing untuk  mobil,  paduan aluminium  A356  mempunyai  spesifikasi  standar kualitas  penggunaan  unsur  Magnesium  (Mg) sebesar  0,25-0,3%  menurut  S tandard  American Racing  Custom  Wheels ( preference ISO  9001/QS 9000) yang mengacu pada standar ASTM B26/B108 yaitu; Ultimate  Tensile  Strength ( UTS )  =  227,79 MPa (23,22 kg/mm²) s/d 260 MPa, Elongation : 5% -  7% Hardness :  60  –  90  BHN, Tensile  Yield Strength ( TYS ) = 195 MPa [4]-[6], dan nilai Impact Strenght ( IS ) minimal 5,90 J/cm² [7]. Sebagai bahan paduan  yang  umum  digunakan  dalam  pengecoran pelek racing mobil, paduan aluminium A356 hanya mempunyai Ultimate Tensile Strength = 160 MPa (16,3  kg/mm²), hardness  = 54,1Hv  [7]-[8]. Sehingga perlu adanya perbaikan dengan meningkatkan sifat mekanisnya. Sifat mekanis suatu paduan  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor,  seperti  : komposisi  kimia,  perlakuan  panas  ( heat  treatment ), proses pengecoran dan proses pengerjaan [8]-[9].
Paduan  aluminium  A356  termasuk  dalam kelompok  paduan  Al-Si  hipoeutektik  dan  yang terdiri  dari  dendrit  Al  primer  dan  partikel  Si eutektik,  memiliki  aplikasi  luas  di  sektor  otomotif, kelautan,  dan  lainnya  karena  kombinasi  sifat- sifatnya yang sangat baik seperti fluiditas, koefisien ekspansi  termal  yang  rendah,  rasio  kekuatan terhadap  berat  yang  baik  dan  ketahanan  korosi. Diketahui  bahwa  penambahan  sejumlah  kecil  Cu, Mg,  Mn,  Sr,  Ti  atau  Ni  memperkuat  paduan  Al-Si dan  juga  adanya  Si  memberikan  sifat  pengecoran yang  baik  [1]-[2].  Perbaikan  sifat  mekanis  paduan aluminium  A356  telah  banyak  diteliti  dengan menambahkan unsur lain. Penelitian ini sebelumnya telah diteliti dengan penambahan unsur Mg sebesar 0,2, 0,25, 0,30 dan 0,35w% kemudian diperlakukan panas  T6  [4].  Perbaikan  sifat  mekanis  paduan aluminium  A356  dengan  menambahkan  unsur  Cu sebesar  0,05,  0,10,  0,15  dan  0,20w%  kemudian diperlakukan  panas  T5    telah  dilakukan  [7]. Penambahan  unsur  Mn  sebesar  0,24w%  terhadap paduan Al-10Si dengan metode Lost Foam Casting ( LFC ) nilai  kekerasan  benda  cor  yaitu  hanya meningkat sebesar 2,42% [10].  Penambahan unsur Sr  terhadap  paduan  aluminium  A356  dengan metode  pengecoran  metode Lost  Foam  Casting ( LFC )  telah  dilakukan  [11].  Selanjutnya  diteliti dengan  penambahan  unsur  TiB  sebesar  0,12%, 0,17%,  0,22%  dan  0,27w%  serta  pengecoran dilakukan dengan putaran 400 rpm telah dikaji [12]. Pemilihan unsur tembaga dalam penelitian ini adalah mudah  didapatkan  karena  Indonesia  termasuk  negara
penghasil  tembaga  terbesar  di  dunia  dan  harganya terjangkau.  Penambahan  Cu  berfungsi  untuk memperbaiki sifat kelenturan, kekuatan dan kekerasan hasil  coran  tanpa  dan  dengan  perlakuan  panas  pada aluminium  [1].  Selain  itu  dengan  penambahan  Cu umumnya  mengurangi  ketahanan  terhadap  serangan korosi pada kondisi tertentu dan material tertentu [13]. Penambahan  Cu  juga  dapat  mengurangi  ketahanan terhadap  retak  panas  ( hot  tearing )  dan  tidak mengurangi  mampu  cor  ( castability )  [14].  Namun keburukan  Cu  dalam  paduan  Al-Si  mengarah  pada pembentukan fasa Cu dan senyawa intermetalik lainnya  yang  bersifat  keras  dan  rapuh  sehingga menurunkan  sifat  mampu  mesin  ( machinability ) terutama dalam paduan Al-Si hypoeutectic dan juga mempengaruhi  kekuatan  dan  dapat  menurunkan ketahanan  terhadap  korosi  [7].  Aluminium  dengan 4-5%  Cu,  memiliki  penyusutan  yang  besar,  resiko kegetasan  panas  dan  mudah  terjadi  retak  [1].  Oleh karena  itu  besarnya  Cu  dibatasi  maksimum  4wt%. Beberapa  penelitian  terkait  lainnya,  sebelumnya telah  banyak  dilakukan  untuk  meningkatkan  sifat mekanis terhadap paduan Al-Si dengan penambahan Tembaga (Cu). Penambahan unsur Cu pada  pengecoran  Al-Si  sebesar  0,1wt%,  1wt%,  3 wt%  dan  5wt%  menunjukkan  semakin  besar penambahan  unsur  Cu  akan  meningkatkan  nilai kekuatan  dan  kekerasan  [15] . Penambahan    Cu sebesar  0,  1,  2,  3  dan  4w%  pada  paduan  Al-Si menggunakan  metode stir  casting dengan pengadukan  600  rpm  selama  5  menit  pada  suhu setengah  padat  telah  dikaji  [16].  Perlakuan  panas T5  pada  hasil  pengecoran  Al-Cu  dengan penambahan Cu 3, 4, dan 5w% dan waktu aging 2 jam,  3  jam,  4  jam,  hasil  menunjukkan  ukuran diameter butir AlCu tanpa perlakuan panas semakin mengecil  setelah  diberi  perlakuan  panas  [17]. Penambahan  Cu  sebesar  6,  8,  dan  10w%  pada pengecoran Al dengan media pendingin air garam, air dan oli didapatkan nilai kekerasan yang tertinggi pada  saat  penambahan  Cu  10w%  dengan menggunakan  media  pendingin  air  garam  dengan nilai kekerasan 480,4 HRB [18]. Penambahan Cu 0, 1,  2,  2,5  dan  3w%  pada  paduan  aluminium  dalam pembuatan chassis kendaraan,  hasil  penelitian menunjukkan  2w%  Cu  adalah  nilai  ketahanan terhadap  deformasi  elastis  terbaik  sebesar  56,66 N/mm²  [15].  Hasil  penelitian  penambahan  Cu terhadap  mikrostruktur,  kekerasan  dan  fluiditas paduan  Al-10,5Si  yang  dicor  dengan  metode Lost Foam  Casting dari  7%  menjadi  9%,  menurunkan kemampuan fluiditas logam cair, namun  kekerasan benda  cor  meningkat  sebesar  64,73%  pada  suhu temperatur konstan 750 °C [19].
Dalam proses pengecoran logam banyak metode yang  digunakan  salah  satunya  menggunakan
metode gravity  casting yang  dilakukan  dalam penelitian ini , dengan memanfaatkan gaya gravitasi bumi  untuk  memenuhi  cetakannya  dengan  biaya produksi lebih murah dibandingkan dengan metode lainnya.  Cetakan  sebelumnya  dipanaskan  terlebih dahulu  pada  suhu  200-300  °C  [20].  Dibandingkan dengan  pengecoran  pasir,  pengecoran gravity casting memberikan kekuatan yang lebih tinggi dan struktur  yang  lebih  halus  karena  laju  pendinginan yang lebih cepat. Laju pendinginan yang lebih cepat tergantung pada perpindahan panas yang baik pada logam.
Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan sifat  mekanis  ( mechanical  properties )  paduan aluminium  A356  dengan  penambahan  unsur Tembaga  (Cu)  sebesar  2wt%,  3wt%  dan  4wt% dengan  metode    pengecoran gravity  casting pada cetakan logam  yang  dilebur  pada suhu  720  °C  dan waktu  tuang  dipercepat  menjadi  3  detik.  Tujuan lainnya  adalah  mendapatkan  unsur  paduan  yang baik  dengan  biaya  yang  terjangkau  dan  metode pengecoran  yang  sederhana,  murah,  menghasilkan produk  cor  yang  baik  dan  berkualitas.  Hasil penelitian  ini  diharapkan  dapat  memenuhi  syarat standar kualitas pembuatan pelek racing mobil.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Penelitian menggunakan plat baja karbon rendah ( strip plat ) sebagai pola cetakan yang di las bentuk kotak  dengan  ukuran  300  mm  x  30  mm  x  15  mm sebanyak  3  buah.  Selanjutnya  persiapan  bahan utama  yaitu  paduan  aluminium  A356  dengan komposisi kimia : Al = remainder %; Si= 6,5-7,5%, Mg  =  0,25-0,45%,  Cu  =  0,2%,  Fe  =  0,2%,  Zn  = 0,10%,  Ti  =  0,20%,  Mn  =  0,10%  (ASTM B26/B108).  Melalui  pengujian Spectrometry dilakukan  pengecoran  untuk  membuat  sampel  dari paduan  dasar  aluminium  A356  dengan  hasil  unsur Cu  =  0,01%.  Acuan  perhitungan  komposisi  kimia penggunaan  penambahan  variasi  berat  unsur tembaga  dalam  penelitian  ini  berdasarkan perhitungan  awal  pada  saat  proses  peleburan, penggunaan  penambahan  tembaga  yang  digunakan adalah 2wt%, 3wt% dan 4wt%.
Selanjutnya  penambahan  variasi  berat  tembaga dilakukan  pengujian  secara  eksperimental  yang dipadukan  dengan  paduan  aluminium  A356  untuk dapat  meningkatkan  sifat  mekanis.  Sebelum  proses peleburan, crusibel dan  cetakan dibersihkan  dan dipanaskan  terlebih  dahulu  pada  suhu  200-300  °C. Timbang  berat  untuk  masing-masing  sampel  uji dengan  berat  utama  paduan  aluminium  A356 sebesar  1500  gr  dan  menambahkan  unsur  tembaga 2wt%,  3wt%  dan  4wt%.  Proses  pengecoran  logam dilakukan 4 tahap penuangan kedalam cetakan.

## Gambar 1. Diagram alir penelitian
Tahap  pertama  melebur  paduan  aluminium A356,  tahap  selanjutnya  dengan  menambahkan  Cu 2wt%,  3wt%  dan  terakhir  4wt%  dilebur  didalam crusibel pada  suhu  700-720  °C  dengan menambahkan flux agar pengotor dapat terangkat. Sebelum  dan  sesudah  penambahan  Cu  2wt%, 3wt%  dan  4wt%,  setelah  paduan  aluminium  sudah mencair  masukkan  Cu,  mengaduk  sampai  rata  dan angkat  pengotor  yang  naik  kepermukaan  agar mendapatkan  kecairan  coran  yang  baik.  Setelah tembaga  tercampur  rata  dengan  paduan  aluminium dan temperatur tuang tercapai 720 °C , selanjutnya proses  penuangan  cairan  coran  ke  cetakan  dengan metode gravity  casting pada  cetakan  logam,  sudut penuangan  70°-75°  dengan  jarak  tinggi  penuangan 10-15 cm dan waktu penuangan 3 detik.
Masing-masing sampel (termasuk material awal) dilakukan  pengujian  pengamatan  visual  hasil produk pengecoran. Selanjutnya proses permesinan dalam  pembuatan  masing-masing  spesimen  yang mengacu pada standar ASTM yaitu: pengujian kuat tarik  bentuk  plat  (ASTM  E8-11),  pengujian  impak charpy  (ASTM  E23-11),  dan  prosedur  standar pengujian  untuk  komposisi  kimia  yang  digunakan adalah  ASTM  B85-03,  untuk  pengujian  kekerasan
Vickers  mengacu  pada  ASTM  E384-11  (mikro), untuk pengujian struktur mikro (ASTM E3-11) dan perlakuan  etsa  dilakukan  dengan  standar  ASTM E407-07  yaitu  larutan  etsa  Keller”s  (Hidrogen fluorida (HF 2 ml), asam nitrat (HNO3) 5 ml, asam klorida  (HCL)  3  ml  dan  air  (H2O  190  ml)  [21]. Kemudian  dilakukan  pembahasan  dan  kesimpulan. Untuk  lebih  jelasnya  urutan-urutan  tersebut  dapat dilihat pada Gambar 1.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Proses  pengecoran  pembuatan  pelek racing mobil menggunakan metode gravity casting dengan cetakan logam diperlihatkan pada Gambar 2.  Hasil penelitian  perbaikan  sifat  mekanis  paduan aluminium  A356  dengan  penambahan  variasi  berat unsur tembaga sebesar 2wt%, 3wt% dan 4wt%.

## A. Pengamatan Produk Cor
Hasil  produk  cor  dengan  paduan  aluminium A356  dengan  penambahan  variasi  berat  unsur tembaga  menggunakan  metode gravity  casting diperlihatkan pada Gambar 3.
Gambar 2. Proses pengecoran menggunakan metode gravity casting
Gambar 3. Hasil pengecoran gravity casting
Gambar 3 menunjukkan hasil produk cor dengan metode  pengecoran gravity  casting terlihat  pada bagian permukaan atas tidak rata dan kasar. Hal ini disebabkan  cetakan  pada  bagian  atas  di  biarkan terbuka  sehingga  cairan  coran  cepat  membeku terlebih dahulu pada bagian tersebut. Tidak terdapat cacat  coran  yang  berupa  lubang,  tingkat  kecairan pada suhu 720 °C dan memanaskan cetakan terlebih dahulu  pada  suhu  200-300  °C  sebelum  proses penuangan  cairan  coran  memberikan  pengaruh besar terhadap hasil produk coran dan dibantu oleh gaya  gravitasi  sehingga  produk  cor  lebih  cepat padat dan menghasilkan produk dengan ukuran butir halus  dan  sedikit  porositas,  namun  pada penambahan  Cu  4wt%  sedikit  terjadi shrinkage ditunjukkan  dengan  lingkaran  merah  yang disebabkan  proses  penuangan  yang  tidak  baik  dan pengadukan yang kurang sempurna.

## B. Komposisi  Kimia  Paduan  Aluminium  A356 Cor
Tujuan  penelitian  adalah  untuk  mengetahui komposisi  yang  terkandung  dalam  paduan aluminium  A356.  Hasil  dari  pengujian  komposisi kimia  ditunjukkan  pada  Tabel  1.  Hasil  pengujian komposisi  kimia  pada  paduan  aluminium  A356 menunjukkan  unsur  Cu  =  0,01%.  Pemilihan penambahan unsur tembaga (Cu) adalah menghasilkan  efek  yang  baik,  memperbaiki  sifat kelenturan,  kekuatan,  peningkatan  kekerasan  hasil coran  tanpa  atau  dengan  perlakuan  panas  pada aluminium, perbaikan kekuatan tarik, mempermudah proses pengerjaan dengan mesin dan mengurangi  ketahanan  terhadap  korosi  secara umum.

## C. Sifat Kekuatan Tarik Paduan Aluminium A356 Cor
Pengujian  kuat  tarik  menggunakan  alat  uji merek  Hung  Ta  (HT–9501)  dengan  pembebanan 100-500  KN.  Sesuai  standar  ASTM  E8  dalam pengujian  tarik  menggunakan  3  buah  benda  uji sebagai  pembanding  sehingga  dari masing-masing
Tabel 1. Hasil pengujian komposisi kimia Unsur Standar A356 Al Rest 92,44 Si 6,5–7.5 6,71 Mg 0,25–0,45 0,28 Cu 0,2 0,01 Fe 0,2 0,39 Mn 0,1 0,04 Cr - 0,01 Ni - 0,004 Zn 0,1 0,01 Ti 0,2 0,1
bahan paduan aluminium A356 dengan penambahan variasi  berat  Cu  yang  berbeda  sebanyak  12  buah spesimen  uji.  Hasil  pengujian  terlihat  jelas  untuk perbedaan  hasil  uji  tarik  dari  paduan  aluminium A356  sebelum  dan  setelah  penambahan  tembaga yang diperlihatkan pada Gambar 4.
Hasil  dari  pengujian  tarik  pada  paduan aluminium  A356  memiliki  sifat  getas  atau  cepat patah sehingga tidak terlalu banyak deformasi yang signifikan.  Terlihat  bahwa  dengan  ditambahkannya Cu  maka  terjadi  perbaikan  sifat  mekanis  terutama pada  nilai  tegangan  maksmimum  (UTS)  telah memenuhi standar pada penambahan tembaga 2wt% sebesar UTS = 228,22 MPa, Ys = 215,65 MPa dan ε =  5,73%.  Dan  nilai  terendah  pada  penambahan tembaga  4wt%  sebesar  UTS  =  82,23  MPa, Ys = 66,65 MPa dan ε = 2,07%.
D. Sifat Kekerasan Paduan Aluminium A356 Cor
Pengujian kekerasan Vikers dengan menggunakan  alat  pengujian  Wilson  VH  1102 dilakukan  dengan  pembebanan  100  gf  dan  waktu penekanan 15 detik dilakukan dengan memberikan 5 indentasi pada setiap spesimen dengan jarak berbeda sesuai  prosedur  standar  ASTM  E384.  Hasil pengujian  kekerasan  Vikers  diperlihatkan  pada Gambar 5.
Gambar 4. Grafik hasil pengujian kuat tarik
Gambar 5.  Grafik hasil pengujian kekerasan
Hasil  pengujian  kekerasan  Vikers,  terlihat bahwa  nilai kekerasan meningkat dengan bertambahnya  persentase  unsur  tembaga  dalam paduan  A356,  hal  ini  terjadi  karena  pada  saat penambahan  Cu  semakin  besar,  Si  mempunyai kecenderungan  untuk  mengikat  membentuk  suatu kelompok  dan  sebagian  menyebar  ke  dalam matriks.  Untuk  nilai  tertinggi  pada  penambahan unsur  tembaga  sebesar  2wt%  sebesar  140,9  HVN dan  nilai  terendah  pada  paduan  aluminium  A356 tanpa  penambahan  unsur  tembaga  sebesar  96,67 VHN,  hasil  pengujian  belum  dapat  memenuhi standar.

## E. Sifat Keuletan Paduan Aluminium A356 Cor
Pada  pengujian  impak  menggunakan  alat pengujian  Hung  Ta  (JB  S300)  dengan  berat pendulum  24  kg,  panjang  lengan  pendulum  0,8  m dan  sudut  147°  (konstan),  dengan  prosedur pengujian  mengacu  pada  standar  ASTM  E23 metode  Charpy  (balok  sederhana).  Hasil  pengujian impak diperlihatkan pada Gambar 6.
Hasil perbaikan sifat mekanis paduan aluminium A356  dengan  penambahan  tembaga  2wt%  adalah nilai  yang  optimum  yaitu; IS =  6,18  J/cm²  sudah dapat  memenuhi  standar.  Sedangkan  untuk  nilai terendah setelah penambahan tembaga 3wt% yaitu; IS =  1,65  J/cm².  Untuk  karekteristik  patahan diperlihatkan pada Gambar 7.
Gambar 6. Grafik hasil pengujian impak
Hasil  bentuk  patahan  dalam  pengujian  impak untuk  paduan  aluminium  A356  baik  sebelum  dan sesudah  penambahan  variasi  berat  unsur  tembaga, memperlihatkan  bahwa  semua  spesimen  uji  patah getas  ( brittle  fracture ).  Hasil  dari  patahan  rata, berkilau, dan potongan dapat dipasangkan kembali, tidak  terdapat  deformasi  dan  patah  menjadi  dua bagian. Hal ini disebabkan oleh kekuatan batas butir yang  lebih  kuat  dari  kekuatan  butir  sehingga  jalur patahan  membelah  butir–butir  pada  spesimen tersebut.

## F. Hasil  Pengujian  Perbaikan  Sifat  Mekanis Paduan Aluminium A356 Cor
Hasil  pengujian  perbaikan  sifat  mekanis:  UTS, TYS, elongation , hardness , dan IS,  pada  kondisi cast tanpa perlakukan panas dapat ditunjukkan pada Tabel 2 dan Gambar 8.
Hasil  penelitian  dari  perbaikan  sifat  mekanis paduan  aluminium  A356  dengan  penambahan variasi  berat  tembaga  yang  diperlihatkan  pada Gambar 8 antara lain:
1. Hasil  pengujian  tarik  pada  paduan  aluminium A356 setelah penambahan 2wt% Cu  adalah nilai yang optimum, yaitu UTS = 228,22 MPa, TYS = 215,65  MPa  dan Elongation 5,7    sudah  dapat memenuhi  spesifikasi  standar    kualitas  menurut S tandard  American  Racing  Custom  Wheels ( preference ISO  9001/QS  9000)  yang  mengacu pada standar ASTM B26/B108.  Dan untuk nilai terendah pada penambahan unsur tembaga 4wt% dengan nilai ; UTS = 83,104 MPa, TYS = 131.09 MPa dan Elongation 2,07, tidak dapat memenuhi standar.
2. Hasil  pengujian  impak  penambahan  unsur  Cu dapat  menurunkan  sifat  keuletan  bahan. Semakin  besar  paduan  Cu  yang  ditambahkan, maka  keuletan  pada  bahan  akan  semakin  getas. Hasil  pengujian  nilai  impak  yang  optimum adalah  setelah  penambahan  Cu  2wt%  sebesar 6,18  J/cm²  sudah  dapat  memenuhi  standar, sedangkan  nilai  terendah  setelah  penambahan Cu 3 wt% sebesar 1,65 J/cm².
3. Hasil  pengujian  kekerasan  penambahan  unsur Cu  dapat  meningkatkan  sifat  kekerasan  dengan nilai  tertinggi  setelah  penambahan  Cu  2wt% sebesar  140,9  VHN  dan  nilai  terendah  pada paduan  A356  tanpa  penambahan  unsur  Cu sebesar  96,67  VHN,  namun  hasil  penelitian belum  dapat  memenuhi  standar  sehingga  perlu adanya penelitian lebih lanjut dengan perlakuan panas ( heat treatment ).

## G. Hasil Pengujian Metalografi
Menurut  standar  pengujian  metalografi  ASTM E3-11 untuk bahan aluminium dengan pembesaran 100x  dan  500x  diperlihatkan  pada  Gambar  9  dan Gambar 10.
Tabel 2. Hasil perbaikan sifat mekanis paduan A356
Unsur UTS (MPa) σy (MPa) ε (%) VHN IS (J/cm²) Standar  227,79 195 5-7 60-95 5,5-6,8 A356 160,17  131,09  5,07  97,67 5,02 2% 228,22  215,65  5,73  140,87 6,18 3% 88,15 81,65  2,27  137,45 1,65 4% 82,22 66,55  2,07  113,03 2,46
Gambar 8. Grafik hasil perbaikan sifat mekanis paduan A356
Gambar 9. Hasil foto mikro pembesaran 100x

## Gambar 10. Hasil foto mikro pembesaran 500x
Hasil  foto  mikro  menunjukkan  paduan aluminium  A356  sebelum  penambahan  tembaga terlihat  paduan  Al−Si  hypoeutektik  yang  dapat mengalir  dengan  baik  bahkan  dalam  kondisi superheat yang rendah. Fase Al non-dendritik yang dikelilingi  oleh  struktur  eutektik  Al−Si,  Al berwarna  terang  dan  partikel  silikon  berwarna gelap.  Terlihat  paduan  aluminium  setelah penambahan  Cu  2wt%,  Al-Si  tampak  Al-α berwarna  putih  dan  fasa  eutektik  berwarna  gelap mengelilingi  Al-α  berbentuk  dendritik  dan menyebar  tidak  merata  pada  fasa  eutektik  Al-Si bentuk  butir  semakin  halus.  paduan  aluminium setelah  penambahan  Cu  3wt%,  hanya  sedikit mempengaruhi  mikrostruktur  dari  morfologi partikel  autektik  silikon,  dimana  terjadi  perubahan pada  bagian  ujung  dari  partikel  silikon.  Partikel silikon setelah penambahan Cu terlihat lebih tumpul bila  dibanding  dengan  material  dasar  [22].  Setelah penambahan  Cu  4wt%  fasa  Al  (berwarna  terang) merupakan  larutan  padat  primer,  untuk  AlSi (berwarna  kelabu  terang).  Pada  fasa  ini  terbentuk karena  jumlah  prosentase  silikon  (Si)  lebih  besar
dari  tembaga  (Cu)  dan  umumnya  dapat meningkatkan  kekerasan  serta  dapat  menghambat laju korosi.
.

## IV. K ESIMPULAN
Hasil  penelitian  yang  dilakukan  terdapat beberapa  kesimpulan  yang  dapat  diambil  yaitu: hasil  pengamatan  secara  visual  hasil  produk  coran (spesimen)  terlihat  tidak  terdapat  cacat  coran  yang berupa  lubang.  Hasil  pengujian  komposisi  kimia setelah  penambahan  unsur  Cu  mengalami peningkatan  pada  unsur  tembaga.  Semakin  besar penambahan  unsur  tembaga  akan  mengakibatkan kekuatan  dan  kekerasan  semakin  tinggi  namun getas  terlihat  pada  hasil  perbaikan  sifat  mekanis paduan  aluminium  A356  adalah  penambahan  Cu 2wt% merupakan nilai yang optimum. Untuk hasil kuat  tarik UTS =  228,22MPa, TYS =  215,65  MPa, Elongation 5,7  dan IS =  6,18  J/cm²  sudah  dapat memenuhi spesifikasi standar dan nilai kekerasan = 140,9  VHN  belum  dapat  memenuhi . Untuk  nilai terendah adalah penambahan Cu 4wt% yaitu UTS = 82.22  MPa, TYS =  66.55  MPa, Elongation 2.07  , Kekerasan = 113.03 VHN dan IS = 2.46,J/cm². Dan hasil  pengujian  struktur  mikro  dapat  dilihat  bahwa Al-Si tampak Al-α berwarna putih dan fasa eutektik berwarna  gelap  mengelilingi  Al-α  berbentuk dendritik  dan  menyebar  tidak  merata  pada  fasa eutektik  Al-Si  bentuk  butir  semakin  halus.  Cacat coran masih mendominasi pada setiap penambahan unsur  Cu  terhadap  paduan  aluminium  A356, disebabkan  pengaruh  dengan  adanya  proses pengadukan  saat  pencampuran  bahan  dan  proses penuangan  yang  kurang  baik,  sehingga  perlu adanya    penelitian  lebih  lanjut  dengan  perlakuan panas  ( heat  treatment )  untuk  mendapatkan  nilai yang optimum.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Ucapan  terimakasih  kepada  semua  pihak  yang turut  membantu  pada  penelitian  ini.  Terimakasih kepada  Ibu  Pritadewi  Basoeki  sebagai  Kepala Laboratorium  Karekteristik  dan  Rekayasa  Material Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Katolik Indonesia  Atmajaya  Cisauk-Tanggerang  atas fasilitas  yang  diberikan,  Terimakasih  juga  kepada bapak  Ujang  Rukmana  sebagai  Manager  Produksi atas  fasilitas  Laboratorium  Material  PT.  BAI Cikupa-Tanggerang  untuk  peleburan  logam  dan pengujian komposisi kimia.
a) Paduan A356 b) Paduan A356 + 2wt% Cu c) Paduan A356 + 3wt% Cu d) Paduan A356 + 4wt% Cu

## R EFERENSI
[1]  T.  Surdia  and  S.  Saito, PENGETAHUAN  BAHAN TEKNIK , 4th ed. Jakarta: Pradnya Paramita, 1984.
[2]  M.  A.  Shomad  and  A.  A.  Jordianshah,  “Pengaruh Penambahan  Unsur  Magnesium  pada  Paduan Aluminium dari Bahan Piston Bekas,” Teknoin , vol. 26, no. 1, pp. 75–82, 2020.
[3]  F. R. Pris, B. M. Suyitno, and A. Suhadi, “Analisis Kekuatan  Velg  Aluminium  Alloy  17  Inc  Dari Berbagai  Desain  Menggunakan  Metode  Finite Element,” J. Ilm. TEKNOBIZ , vol. 9, no. 2, pp. 33– 39, 2017.
[4]  H.  Subiyanto,  S.  Hadi,  M.  Mursid,  and  A. Pradityana, “Studi Eksperimen Pengaruh
Penambahan Magnesium Dan Perlakuan Panas T 6 Terhadap Kualitas  Velg Mobil Paduan  Aluminium A356.0,” Semin.  Nas.  Inov.  dan  Apl.  Teknol. ,  pp. 304–309, 2019.
[5]  ASTM  B26/B26M,  “Standard  Specification  for Aluminum-Alloy Sand Castings,” 2018.
[6]  ASTM B108/108M-08, “Standard Specification for Aluminum-Alloy Permanent Mold Castings,” 2009.
[7]  S.  Suhariyanto,  M.  Mursid,  E.  Widiyono,  S.  Hadi, and  A.  Anzip,  “Perbaikan  Sifat  Mekanik  Paduan Aluminium  A356.0  Dengan  Cara  Menambahkan Cu  Dan  Perlakuan  Panas  T5”, Semin.  Nas.  Sains dan  Teknol.  Terap.  III  2015 ,  vol.  3,  pp.  23–25, 2015.
[8]  S.  Suhariyanto,  “Perbaikan  Sifat  Mekanik  Paduan Aluminium  (A356.0)  dengan  Menambahkan  TiC”, J. Tek. Mesin, vol. 3, pp. 20–24, 2003.
[9]  A.  Anzip  and  Suhariyanto,  “Peningkatan  Sifat Mekanik  Paduan  Aluminium  A356  .  2  dengan Penambahan  Manganese  (  Mn  )  dan  Perlakuan Panas T6”, Tek. Mesin , vol. 8, pp. 64–68, 2006.
[10]  S.  Suherman  and  F.  Fahrizal,  “Pengaruh Penambahan  Mn  Terhadap  Sifat  Mekanis  Dan Struktur  Mikro  Pada  Paduan  Al-10Si  Dengan Metode  Lost  Foam  Casting”, Momentum ,  vol.  13, no. 1, pp. 21–26, 2017.
[11]  S. Suherman, S. Sarjianto, N. Bahri, I. Ilmi, and A. Sai'in,  “Penambahan  Sr  pada  Aluminium  Paduan A356  dengan  Metode  Lost  Foam  Casting  (LFC)”, J. Rekayasa Mesin , vol. 16, no. 2, pp. 6-14, 2021.
[12]  A.  Achmadi,  “Penaruh  Penambahan  Al-TiB Terhadap Kekuatan & Keuletan Produk Pengecoran Sentrifugal  Velg  Alumuniun  A  356”, SIMETRIS , vol. 11, no. 1, pp. 14–18, 2017.
[13]  S.  Suherman,  “Pengaruh  Penambahan  Cu  Pada Paduan  Al-7si  Terhadap  Sifat  Mekanis  Dan Struktur Mikro Hasil Coran Kepala Silinder Motor 2  Tak  Dengan  Metode  Pengecoran  Lost  Foam Casting”, Momentum, vol.  10,  no.  1,  pp.  10–13,
2014.
[14]  J. Davis, ASM Specialty Handbook : Aluminum and Aluminum Alloys . ASM International, 1993.
[15]  W.  Anderson,  H.  Rudianto,  and  D.  Haryadi, “Pengaruh  Komposisi  Cu  Terhadap  Sifat  Mekanik Dan Struktur Mikro Dari Pengecoran Al-Si”, J. Ilm. Teknol. dan Rekayasa , vol. 23, no. 2, pp. 146–154, 2018.
[16]  F.  Paundra,  T.  Triyono,  and  W.  P.  Raharjo,  “Cu Addition  Effect  Analysis  On  Matrix  Of  Remelting Piston  Aluminium  Composite  With  Silica  Sand Reinforcement To The Impact Strength And Micro Structure  On  Aluminium  Matrix  Composite  Using Stir-Casting  Method,” Mek.    Maj.  Ilm.  Mek. ,  vol. 16, pp. 20–25, 2017.
[17]  E.  Santoso,  M.  Nafi,  P.  Studi,  T.  Mesin,  and  F. Teknik, “Analisa Pengaruh Variasi Penambahan Cu Dan Waktu Struktur  Mikro”, J. Tek. Mesin , vol. 5, no. 2, pp. 6–11, 2019.
[18]  U.  Lesmanah  and  M.  Basjir,  “Analisis  Pengaruh Variasi  Media  Pendingin  Dan  Panambahan Tembaga  Terhadap  Nilai  Kekerasan  dan  Struktur Mikro  Pada  Pengecoran  Alumunium”, J.  Tek. Mesin , no. 1, pp. 32–36, 2019.
[19]  Suherman  and  Paisal  Ridwan,  “Effect  of  Cu Addition on Microstructure , Hardness and Fluidity of  Aluminium  Effect  of  Cu  Addition  on Microstructure  ,  Hardness  and  Fluidity  of Aluminium  Alloy  Al-10Si”, Reg.  Dev.  Ind.  Heal. Sci. Technol. Art Life , no. September, pp. 108–115, 2020.
[20]  T.  Bogdanoff  and  J.  Dahlström,  “The  influence  of copper  on  an  Al-Si-Mg  alloy  (A356)  - Microstructure and mechanical properties,
Jönköping University, 2009. [21]  ASTM E407-99, “Standard Practice for Microetching  Metals  and  Alloys  1”,  pp.  1–21, 2015.
[22]  Syahputra  and  Suherman,  “Pengaruh  Penambahan CU  Dan  Solution  Treatment  Terhadap  Sifat Mekanis  Dan  Struktur  Mikro  Pada  Alumunium Paduan A356”, J. Din. , vol. II, no. December, p. 8, 2014.