## EFEK PERLAKUAN PANAS AGING TERHADAP KEKERASAN DAN
KETANGGUHAN IMPAK PADUAN ALUMINIUM AA 514.0
Sigit Gunawan 1 dan Sigit Budi Hartono 2

## ABSTRAK
Penelitian ini dimaksudkan untuk menyelidiki efek perlakuan panas aging terhadap kekerasan dan ketangguhan impak paduan aluminium AA 514.0. Variabel penelitian adalah suhu aging . Variasi suhu aging 250°C, 300°C,
350°C,  400°C,  dan  450°C.  Proses aging dilakukan  dengan  cara memanaskan  spesimen  pada  suhu  250°C,  300°C,  350°C,  400°C,  dan 450°C dengan waktu tahan selama 1 jam, kemudian didinginkan di udara bebas  hingga  suhu  kamar.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  nilai kekerasan  rata-rata  tertinggi  diperoleh  pada raw  material yaitu  sebesar 35,5  kg/mm 2 .  Kenaikan  suhu aging menyebabkan  kekerasan  meningkat tetapi ketangguhan impak cenderung menurun. Nilai ketangguhan impak tertinggi diperoleh pada suhu aging 250°C sebesar 1,446 joule/mm 2 .
Kata Kunci : Suhu Aging , Kekerasan, Ketangguhan Impak

## PENDAHULUAN
Aluminium  dan  paduannya  merupakan  jenis  material  yang  cukup  penting dikarenakan nilai teknologinya yang tinggi dan aplikasinya yang luas, mulai dari peralatan rumah tangga sampai dipakai untuk keperluan material pesawat terbang, kapal laut, mobil maupun  konstruksi.  Luasnya  penggunaan  logam  alumunium,  maka  dibutuhkan  suatu karateristik sifat  mekanis  yang berbeda-beda sesuai dengan penggunaannya. Salah satu cara  yang  dapat  ditempuh  untuk  meningkatkan  kekuatan  aluminium  adalah  dengan menerapkan perlakuan panas. Perlakuan panas yang sering diterapkan adalah proses aging . Proses aging dilakukan dengan cara memanaskan aluminium sampai suhu tertentu dalam jangka waktu tertentu, kemudian didinginkan di udara terbuka.
Penelitian ini mencoba untuk mengungkapkan efek perlakuan panas aging terhadap kekerasan dan ketangguhan impak paduan aluminium AA 514.0. Dengan demikian hasil penelitian  ini  diharapkan  dapat  memberi  konstribusi  pada  industri  yang  menggunakan
1 2 Jurusan Teknik Mesin STTNas Yogyakarta
paduan aluminium AA 514.0, sehingga dapat direncanakan desain konstruksi yang lebih baik.

## TINJAUAN PUSTAKA
Aluminium  merupakan  logam non-ferrous dan  merupakan  logam  kedua  terbesar yang dipergunakan oleh industri komponen setelah baja. Aluminium yang dijumpai dalam bidang  teknik  kebanyakan  dalam  bentuk alloy dengan  unsur  penambah  utama  seperti silikon, copper, magnesium, iron, mangan dan zincum (Nadca, 1997) .
Taufiq  dan  Akhmad  (2010) telah  meneliti  pengaruh  temperatur aging dan orientasi butiran terhadap sifat mekanik paduan AL 2014. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa spesimen yang mendapat perlakuan aging pada temperatur 150 o C  selama 12 jam diperoleh nilai kekerasan optimum, yaitu 118,4 VHN.
Zulfia,  dkk  (2010) melakukan  penelitian  tentang  proses  penuaan  ( aging ) pada paduan aluminium AA 333 hasil proses sand casting. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses aging pada temperatur 180 o C  dengan  waktu  tahan  8  jam  menghasilkan  nilai kekerasan yang tertinggi.
Iswanto (2013) meneliti mengenai pengaruh heat treatment T6 dengan variasi suhu aging terhadap karakteristik sifat fisis dan mekanis velg paduan aluminium A356 produk OEM  ternama.  Hasil  penelitian  menginformasikan  bahwa ketangguhan  impak  tertinggi diperoleh pada spesimen yang mendapat perlakuan panas T6 dengan suhu artificial aging 1000 o C yaitu sebesar 0,068 joule/mm 2 .

## METODE PENELITIAN

## Bahan Penelitian
Bahan penelitian yang digunakan adalah potongan paduan aluminium AA 514.0. Bahan ini kemudian dibuat spesimen untuk uji kekerasan, uji ketangguhan impak, dan uji struktur  mikro.  Spesimen  uji  kekerasan  dan  struktur  mikro  dibuat  dengan  memotong aluminium dalam bentuk persegi dengan ukuran 20x20x12 mm. Spesimen uji ketangguhan impak mengikuti standar JIS Z 2202 no.4. Spesimen diberi perlakuan aging dengan variasi suhu, 250ºC, 300ºC, 350 o C, 400ºC, dan 450ºC, dengan waktu tahan masing-masing selama 1 jam lalu didinginkan di udara.

## Alat yang digunakan
1. Mesin uji kekerasan Rockwell (Matsuzawa).
2. Mesin uji ketangguhan impak  (Hung Ta).
3. Mikroskop  optik  model  PME3-313UN,  merk  Olympus  dengan  kemampuan perbesaran 100, 200, 500, dan 1000 kali.
4. Dapur pemanas listrik muffle furnace treatment (Nabertherm).
5. Alat pemotong logam.
6. Kertas amplas, autosol, dan larutan etsa.

## Pelaksanaan Penelitian
Pengujian kekerasan dilakukan dengan metode Rockwell C dengan beban indentasi 60 kg. Kekerasan spesimen uji terbaca secara otomatis pada skala dengan waktu indentasi 5 detik. Sebelumnya permukaan spesimen dihaluskan dengan kertas amplas no. 180, 400, 600 dan 1000. Selanjutnya dilakukan lagi penghalusan  menggunakan autosol sampai bekas goresan-goresan hilang.
Pengujian ketangguhan menggunakan mesin uji ketangguhan impak Charpy, beban diayun  dengan  sudut  jatuh  α  untuk  memukul  benda  uji,  sehingga  benda  uji  patah  dan berayun melalui sudut β, kemudian dapat diketahui energi yang diserap untuk mematahkan benda uji. Selanjutnya nilai ketangguhan impak Charpy NI = E/A.
Struktur  mikro  diamati  dengan  miskroskop  optik  perbesaran  200  kali. Sebelumnya  permukaan  spesimen  dihaluskan  dengan  amplas  no.  180,  400,  600, dan  1000.  Setelah  permukaan  halus,  dilakukan  lagi  penghalusan  menggunakan autosol  sampai  permukaan  menjadi  mengkilat,  kemudian  dietsa  dengan  larutan etsa (HNO 3 + Etanol).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hubungan  antara  suhu aging dan  kekerasan  diperlihatkan  pada  Gambar  1. Kekerasan  rata-rata  tertinggi  dihasilkan  oleh  spesimen  bahan  asal.  Sedangkan  trendline hubungan antara suhu aging dan kekerasan ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 1. Grafik hubungan antara suhu aging dan kekerasan.
(kekerasan raw material = 35,5 kg/mm 2 )
Gambar 2. Grafik trendline hubungan antara suhu aging dan kekerasan
\
Gambar 2 menunjukkan bahwa nilai kekerasan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya  suhu aging .  Perlakuan aging suhu  250 o C  sampai  300 o C dan  suhu  400 o C menyebabkan kekerasan menurun. Hal ini disebabkan  karena unsur Al dan Mg yang sudah
31,167 29,667 32,667 30,833
32,5
0 5 10 15 20 25 30 35 40 250 300 350 400 450 H ar ga K ek er as an ( kg /m m ²) Suhu aging ( ° C) 31,167 29,667 32,667 30,833 32,5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 250 300 350 400 450 H ar ga K ek er as an ( kg /m m ²) Suhu aging (°C)
terurai atau menyebar sehingga spesimen menjadi lebih lunak. Perlakuan aging suhu 300 o C sampai  350 o C dan  suhu  lebih  tinggi  (450 o C)  terjadi  peningkatan  kekerasan    karena penyebaran Al-Mg cukup merata tampak dari struktur Al-Mg yang menyebar tak beraturan.
Hubungan antara suhu aging dan ketangguhan impak diperlihatkan pada Gambar 3.
Ketangguhan  impak  tertinggi  dihasilkan  oleh  spesimen  yang  mendapat  perlakuan aging suhu 250 o C dan aging suhu tinggi.
Gambar 3. Grafik hubungan antara suhu aging dan ketangguhan impak (ketangguhan impak raw material = 1,278 joule/mm 2 )
Trendline hubungan antara suhu aging dan ketangguhan impak diperlihatkan pada Gambar 4. Hasil uji ketangguhan impak  menunjukkan bahwa nilai ketangguhan impak semakin menurun seiring dengan meningkatnya suhu aging. Perlakuan aging suhu 250 o C sampai 400 o C menyebabkan ketangguhan impak cenderung menurun, sedangkan perlakuan aging suhu  450 o C  terjadi  kenaikan  ketangguhan  impak.  Kecenderungan  penurunan  dan kenaikan ketangguhan impak tersebut dipengaruhi oleh kekerasan bahan hasil perlakuan aging .
Gambar 5 memperlihatkan hasil pengujian struktur mikro. Hasil pengujian struktur mikro raw material menginformasikan bahwa paduan Al-Mg banyak dan merata. Spesimen yang  mendapat  perlakuan aging pada  suhu  250°C,  300°C  dan  350°C  memperlihatkan struktur  Al-Mg  mulai  terurai  dan  menyebar.  Spesimen  yang  mendapat  perlakuan aging
1,446 1,412 1,244 1,211 1,446 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 1,400 1,600 250 300 350 400 450 K et an gg uh an I m pa k (J /m m ²) Suhu aging (°C)
pada suhu 400°C dan 450°C menghasilkan struktur Al-Mg mulai hilang dan terlihat unsur Mg menggumpal.
Gambar 4. Grafik trendline hubungan antara suhu aging dan ketangguhan impak
a). raw material
1,446 1,412 1,244 1,211
1,446
0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 1,400 1,600 250 300 350 400 450 K et an gg uh an I m pa k (J /m m ²) Suhu aging ( ° C) Mg Al Al-Mg
b). Spesimen aging 250 o C.
c). Spesimen aging 300 o C .
d). Spesimen aging 350 o C.
Al Mg Al-Mg Al Mg Al-Mg Al-Mg Mg Al
e). Spesimen aging 400 o C.
f). Spesimen aging 450 o C.
Gambar 5. Hasil pengujian struktur mikro

## KESIMPULAN
Kekerasan secara umum cenderung meningkat dan sebaliknya ketangguhan impak menurun  bila  suhu aging naik.  Kekerasan  rata-rata  tertinggi  dihasilkan  pada  bahan  asal yaitu 35,5 kg/mm 2 . Ketangguhan impak tertinggi 1,446 joule/mm 2 dicapai pada suhu aging 250 o C.

## DAFTAR PUSTAKA
Budinski, K.G., 1996, Engineering Material, Properties and Selection , 5 th edition, Prentice Hall Inc., New Jersey.
Al Al-Mg Al-Mg Mg Al
Iswanto,  E.,  2013, Pengaruh  Heat  Treatmen  T6  Dengan  Variasi  Suhu  Aging  Terhadap Karakteristik Sifat Fisis dan Mekanis Velg Paduan Aluminium A356 Produk OEM Ternama , Universitas Gadjah Mada.
JIS  HandBook Of  Standards, 1981, Z 2202- No. 4 Nadca, 1997, Alloy Data; Aluminium Die Casting Alloys, NADCA Product Specification Standards for Die Casting, Sec.3.
Taufiq,  T.  dan  Akhmad,  K.,  2010, Pengaruh  Temperatur  Aging  dan  Orientasi  Butiran Terhadap Sifat Mekanik Paduan AL 2014 , JTM, Vol. XVII, No.3.
Zulfia,  A,  dkk.,  2010, Proses  Penuaan  (Aging)  Pada  Paduan  Aluminium AA  333  Hasil Proses Sand Casting, Jurnal Teknik Mesin, Vol. 12, No. 1, pp. 13-20.
PENULIS:
1. SIGIT GUNAWAN
Jurusan Teknik Mesin STTNas Yogyakarta
Jl. Babarsari Caturtunggal Depok Sleman Yogyakarta 55281
E-mail: gunruscit@gmail.com

## 2. SIGIT BUDI HARTONO
Jurusan Teknik Mesin STTNas Yogyakarta
Jl. Babarsari Caturtunggal Depok Sleman Yogyakarta 55281
E-mail: s1g1t.budi@yahoo.co.id