Artikel Teknik Mesin dan Manufaktur
Analisa uji ketahanan fatigue Aluminium scrap hasil remelting sepatu rem ( brake shoe ) terhadap variasi beban menggunakan tipe rotary bending
Wahyono 1 , Eko Nugroho 2 , Sulis Dri Handono 3 , Eko Budiyanto 4*
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Metro 1,2,3,4
Jl. Ki Hajar Dewantara 15 A Kota Metro, Lampung, Indonesia
* Coresponding author: eko_budiyanto99@yahoo.com

## Abstract
Used  brake  shoes  are  a  component  of  a  two-wheeled  vehicle  that  has  a  type  of aluminum material. Therefore, we can do remelting aluminum from brake shoes that can no longer be used for advanced application use and utilization of brake shoe waste  which still has a sale value. This study aims to determine the best value or the one that approximates the fatigue  limit  endurance  value  of  each  loading  variation  given  to  the  specimen  and  to determine  the  characteristics  of  the  fracture  surface  from  the  differences  in  given  loading. The  research  method  used  for  fatigue  testing  is  by  using  a  literature  study  and  direct observation or observation. Before doing the fatigue testing, first, do the tensile test to get the yield strength value where this value is used for the loading that will be given to the fatigue test, the loading variations are given for the fatigue test are 40%, 50%, and 60 % of the yield strength value. From the  results of fatigue testing at a  load of 60% with  the stress of 100.2 MPa and a given load of 3.81 kg, it can be seen that the value of material fracture at 27,421 cycles and in the timeframe 00:18:16. Then at 50% loading with the stress of 83.5 MPa and a given load of 3.18 g, it can be seen that the fracture value of the material in the 51,659 cycles in  the  fracture  period  is  00:34:35.  Then  in  the  next  test  with  a  load  of  40%  and  given  the stress of 66.8 MPa and a load of 2.5 kg, it is known that the fracture value of the material in the  106,930  cycles  in  the  fracture  period  reaches  01:11:17.  From  the  test  data,  it  can  be concluded that  the ratio between cycle and time  with voltage is inversely proportional,  that is, the smaller the voltage the greater the cycle and time obtained, and vice versa, the greater the voltage, the smaller the cycle and time will be obtained.
Keywords: Used brake shoes, Aluminum, Remelting, load variation, fatigue test.

## Abstrak
Sepatu  rem  bekas  adalah  suatu  komponen  kendaraan  roda  dua  yang  memiliki  jenis material aluminium. Maka dari itu aluminium dari sepatu rem yang sudah tidak dapat lagi di gunakan bisa kita lakukan remelting atau peleburan ulang untuk penggunaan aplikasi lanjutan dan pemanfaatan limbah sepatu rem yang masih mempunyai  nilai jual. Tujuan penelitian ini adalah  untuk  mengetahui  nilai  terbaik  atau  yang  mendekati  nilai  endurance  limit  kelelahan dari  setiap  variasi  pembebanan  yang  di  berikan  terhadap  spesimen  dan  untuk  mengetahui karakteristik  permukaan  patahan  dari  perbedaan  pembebanan  yang  di  berikan.  Metode penelitian  yang  di  gunakan  untuk  pengujian  fatigue  ini  dengan  menggunakan  studi  pustaka dan  pengamatan  secara  langsung  atau  obserasi.  Sebelum  di  lakukan  pengujian fatigue , terlebih  dahulu  di  lakukan  pengujian  tarik  untuk  mendapatkan  nilai  yield  strengh  di  mana nilai  ini  di  gunakan  untuk  pembebanan  yang  akan  di  berikan  terhadap  pengujian fatigue , variasi  pemebebanan  yang  di  berikan  untuk  pengujian fatigue yaitu  40  %,  50  %,  dan  60  % dari nilai yield strengh . Dari hasil pengujian fatigue pada pembebanan 60 % dengan tegangan 100,2 MPa dan beban yang di berikan 3,81 kg dapat diketahui nilai patah material pada siklus
27.421  dan  dalam  kurun  waktu  00:18:16.  Kemudian  pada  pembebanan  50  %  dengan tegangan  83,5  MPa  dan  beban  yang  di  berikan  3,18  g  dapat  di  ketahui  nilai  patah  material pada siklus 51.659 dalam kurun waktu patah 00:34:35. Lalu pada pengujian yang berikutnya dengan  pembebanan  40  %  serta  tegangan  yang  di  berikan  66,8  MPa  dan  beban  yang  di berikan  2,5  kg  di  ketahui  nilai  patah  materialnya  pada  siklus  106.930  dalam  jangka  waktu patah mencapai 01:11:17. Dari data pengujian dapat di simpulkan bahwa perbandingan antara siklus dan waktu dengan tegangan adalah  berbanding  terbalik, yaitu semakin kecil  tegangan semakin besar siklus dan waktu yang di dapat, begitupun sebaliknya semakin besar tegangan maka akan semakin kecil siklus dan waktu yang didapat.
Kata  kunci :    Sepatu  rem  bekas,  Aluminium, Remelting ,  Variasi  beban,  Uji fatigue.

## Pendahuluan
Perkembangan  ilmu  pengetahuan dan  kemajuan  teknologi  yang  semakin pesat di era globalisasi membuat kebutuhan akan  penggunaan  matrial  logam  semakin meningkat.  Diantaranya  logam  aluminium sebagai salah satu komponen pada kendaraan  bermotor  dan  biasanya  di gunakan  untuk  bahan  baku  pembuatan sepatu  rem  ( brake  shoe ).  Akan  tetapi penggunaan sepatu rem tersebut menimbulkan  limbah  yang  cukup  banyak dan  masih  mempunyai  nilai  jual.  Karena alumunium masih bisa di daur ulang dan di manfaatkan menjadi produk yang mempunyai  nilai  jual,  maka  dari  itu pengolahan  daur  ulang  aluminium  bekas sepatu rem ini sangat penting dilakukan.
Salah  satu  aplikasi  aluminium adalah  sebagai  bahan  baku  pembuatan sepatu  rem  yang  menjadi  tumpuan  kanvas rem agar mampu mengurangi dan menghentikan  laju  kendaraan.  Sepatu  rem ini  memiliki  paduan  antara  Alumunium (Al)  dan  Silikon  (Si),  dimana  kandungan Silikon  yang  di  campurkan  sebagai  bahan baku sepatu rem  hanya 12 %,
Sehingga  setelah  kanvas  rem  ini habis  biasanya  sepatu  rem  tersebut    tidak lagi dapat di gunakan, maka dari itu sepatu rem yang sudah tidak dapat lagi di gunakan bisa kita lakukan remelting untuk penggunaan aplikasi lanjutan dan pemanfaatan  limbah  sepatu  rem  tersebut, akan  tetapi  hal  ini  perlu  di  lakukan pengujian  mekanik  yang  salah  satunya ialah  uji  ketahanan fatique ,  dari  pengujian ini  akan  dihasilkan  kurva  atau  data  yang
mencirikan keadaan dari material  tersebut., dan  menurut  jurnal  yang  saya  baca perlakuan remelting ini    berpengaruh terhadap  ketahanan  dan  kekuatan  suatu matrial. Jika suatu matrial di beri perlakuan remelting maka  ketahanan  dan  kekuatan material  tersebut  akan  semakin  berkurang [5] .

## Tinjauan Pustaka

## Aluminium
Aluminium  merupakan  salah  satu logam non  ferrous yang  paling  banyak  di pergunakan  dalam  bidang  keteknikan karena memiliki sifat yang ringan dan tahan terhadap  korosi.  Terdapat  banyak  paduan dari  aluminium  diantaranya  seperti  Al-Si, Al-Cu,  Al-Mg  dn  Al-Zn  serta  banyak paduan-paduan aluminium lainnya. Masing –masing paduan ini mempunyai karaktaristik  yang  berbeda-beda  dengan tujuan pemakaian yang berbeda pula.
Aluminium  dipergunakan  secara luas  bukan  saja  untuk  peralatan  rumah tangga, tetapi juga dipakai untuk keperluan matrial  pesawat  terbang,  otomotif,  kapal laut,  konstruksi  dan  lain-lain.  Bahkan  di dunia  otomotif  aluminium  merupakan matrial yang menarik karena dapat menurunkan berat kendaraan dan penggunaan  aluminium  diharapkan  dapat menekan  kenaikan  bahan  bakar  serta matrial  ini  juga  mudah  untuk  didaur  ulang (recyclabe) .  Hal  ini  yang  mendorong penggantian  bagian  dari  besi (ferrous) menjadi aluminium [ 6 ].
A. Sifat Fisis Aluminium Aluminium memiliki struktur kristal face centred cubic (FCC) dengan kristal (a) = 4,0413 A pada temperatur 25°C (HORN, 1967).  Aluminium merupakan  logam ringan  ,  dimana  memiliki  berat  34%  dari besi dengan volume yang sama, 30% dengn volume  yang  sama  di  bandingkan  dengan tembaga, akan tetapi memilik berat 1,5 kali di  ban  dingkan  dengan  magnesium. Aluminium  mempunya  ketahanan  korosi yang  baik  dan  mempunyai  hantaran  listrik yang  baik  serta  sifat  sifat  lainya  sebagai sifat logam.

## Tabel 1. Sifat-sifat fisik Aluminium
Sifat-sifat Kemurnian AL (%) 99,996 >99,0 Massa Jenis (20 o C) 2,6989 2,71 Titik Cair 660,2 653-657 Panas Jenis (cal o C)(100 o C) 0,2226 0,2297 Hantaran Listrik (%) 64,94 59 (dianil) Tahanan Listrik Koefisien Temperatur ( o C) 0,00429 0,0115
Koefisien
Pemuaian (20- 100 o C 23,86 x 10-6 23,5 x 10-6
Jenis Kristal,
Konstanta kisi
FCC, a = 4,013 A
FCC, a = 4,04 A
B. Sifat Mekanis Aluminium Perlu diketahui aluminium memiliki beberapa sifat yang menjadikannya sebagai salah satu bahan yang banyak dipergunakan dalam  banyak  aplikasi  industri  seperti industri  otomotif,  rumah  tangga,  maupun elektrik, karena beberapa sifat dari aluminium itu sendiri, yaitu:
1. Ringan
Aluminium  meliki  sifat  ringan, bahkan  lebih  ringan  dari  magnesium dengan  densitas  sekitar  1/3  dari  densitas besi.  Kombinasi  ringan  dengan  kekuatan yang  cukup  baik  membuat  aluminium sering diaplikasikan pada kendaraan bermotor,  pesawat  terbang,  alat-alat  rumah tangga, maupun pada roket.
2. Mudah dalam pembentukannya Aluminium  merupakan  salah  satu logam  yang  mudah  untuk  dibentuk  dan mudah  dalam  fabrikasi  seperti forging,
bending,  rolling,  casting,  drawing, dan machining .  bahan  aluminium  juga  mudah dibentuk menjadi bentuk yang komplek dan tipis  sekalipun,  seperti  bingkai  jendela, lembaran  aluminium  foil,  rel,  gording,  dan lain sebagainya.
3. Tahan terhadap korosi
Aluminium  tahan  terhadap  korosi karena  fenomena  pasivasi.  Pasivasi  adalah pembentukan  lapisan  pelindung  akibat reaksi  logam  terhadap  komponen  udara sehingga lapisan tersebut melindungi lapisan  dalam  logam  dari  korosi.  Hal tersebut  dapat  terjadi  karena  permukaan aluminium  mampu  membentuk  lapisan aluminium  (Al 2 O 3 )  bila  bereaksi  dengan oksigen.
4. Konduktivitas panas tinggi
Konduktivitas  panas    aluminium tiga  kali  lebih  besar  dari  besi,  maupun dalam pendinginan dan pemanasan. Sehingga  aplikasi  banyak  digunakan  pada radiator  mobil,  koil  pada  evaporator,  alat penukar  kalor,  alat-alat  masak,  maupun komponen mesin.
5. Konduktifitas listrik tinggi Konduktifitas listrik dari aluminium dua  kali  lebih  besar  dari  pada  tembaga dengan  perbandingan  berat  yang  sama. Sehingga  sangat  cocok  digunakan  dalam kabel transmisi listrik.
6. Tangguh pada temperatur rendah
Aluminium  tidak  menjadi  getas pada  temperatur  rendah  hingga  -100 o C, bahkan menjadi lebih keras dan ketangguhan meningkat.
Sehingga aluminium  dapat  digunakan  pada  matrial bejana  yang  beroperasi  pada  temperatur rendah.
7. Tidak beracun Aluminium  tidak  memiliki  sifat racun pada  tubuh manusia, sehingga sering digunakan  dalam  industri  makanan  seperti kaleng  makanan  dan  minuman,  serta  pipa- pipa  penyalur  pada  industri  makanan  dan minuman.
8. Mudah didaur ulang
Aluminium  mudah  untuk  didaur ulang,  bahkan  30%  produksi  aluminium  di amerika  berasal  dari  aluminium  yang
didaur ulang. Pembentukan kembali aluminium  dari  matrial  bekas  hanya membutuhkan  5%  energi  dari  pemisahan aluminium dan bauksit.
Sepatu rem ( brake shoe )
Rem  adalah  suatu  peranti  untuk memperlambat  atau  menghentikan  gerakan roda.  Karena  gerak  roda  diperlambat, secara  otomatis  gerak  kendaraan  menjadi lambat.  Dalam  sistem  pengereman  sepatu rem  berfungsi  sebagai  tempat  melekatnya kampas  rem.  Sepatu  rem  memiliki  peran yang sangat penting dalam sistem pengereman,  yaitu  menghubungkan  antara komponen  master  rem  yang  berhubungan dengan  tuas  rem  yang  digerakkan  oleh pengendara dengan kampas  rem yang akan bergesekan  langsung  dengan  tromol  untuk menghentikan laju kendaraan [2].
Gambar 1. Sepatu rem
Apabila dibandingkan dengan lining (kampas)  pada  bagian  rem,  sepatu  rem adalah  bagian  yang  jarang  mengalami kegagalan. ADC 12 paduan aluminium dan Silikon  12  %  digunakan  sebagai  bahan untuk  membuat  sepatu  rem.  ADC  12 memiliki keunggulan sebagai berikut :
1. Memiliki berat yang relatif ringan.
2. Tahan terhadap korosi.
3. konduktivitas termal tinggi.
4. Lunak  tapi  kuat  sehingga  apabila kampas  rem  habis  ,  sepatu  rem  tidak rusak.
5. Ulet sehingga jarang ditemuan retakan .

## Remelting
Remelting merupakan  salah  satu metode  yang  dapat  digunakan  untuk memperoleh  suatu  material  dengan  sifat fisik  dan  sifat  mekanik  yang  diinginkan dengan  merubah  sifat  yang  dimiliki  bahan dasarnya.  Pada  dasarnya  proses remelting merupakan proses peleburan dan penuangan kembali material yang sebelumnya  sudah  mengalami  peleburan. Remelting juga  merupakan  bagian  dari siklus hidup aluminium.

## Suhu Tuang
Suhu  penuangan  dalam  proses pengecoran  merupakan  salah  satu  hal  yang sangat  berpengaruh  penting,  karena  akan sangat  berpengaruh  dalam  hasil  cetakan. Suhu  tuang  aluminium  yang  terlalu  rendah maka  rongga  cetakan  tidak  akan  terisi penuh  dimana  saluran  masuk  akan  terbuka terlebih  dahulu,  dan  apabila  suhu  tuang terlalu tinggi maka hal ini akan mengakibatkan  penyusutan  dan  kehilangan akan keakuratan dimensi coran. Suhu tuang pada  aluminium  biasanya  terdapat  pada range 675-790 o c dan harus tetap diperhatikan  pada  saat  penuangan.  Suhu tuang  pada  saat  pengecoran  sangat  penting untuk  diperhatikan  karena  faktor  ini  akan sangat  mempengaruhi  kualitas  coran  yang meliputi mikrostruktur  dan sifat mekanis.

## Uji Tarik
Pengujian  tarik  yaitu  pengujian yang bertujuan untuk mendapatkan gambaran tentang sifat-sifat dan keadaan dari  suatu  logam.  Pengujian  tarik dilakukan  dengan  penambahan  beban secara  perlahan-lahan,  kemudian  akan terjadi pertambahan panjang yang sebanding  dengan  gaya  yang  bekerja. Kesebandingan  ini  terus  berlanjut  sampai bahan  sampai  titik propotionality  limit. Setelah  itu  pertambahan  panjang  yang terjadi  sebagai  akibat  penambahan  beban tidak  lagi  berbanding  lurus,  pertambahan beban  yang  sama  akan  menghasilkan penambahan  panjang  yang  lebih  besar  dan suatu  saat  terjadi  penambahan  panjang
tanpa  ada  penambahan  beban,  batang  uji bertambah  panjang  dengan  sendirinya.  Hal ini  dikatakan  batang  uji  mengalami yield (luluh).  Keadaan  ini  hanya  berlangsung sesaat dan setelah itu akan naik lagi.
Gambar 2. Diagram Tegangan-Regangan
Uji Fatik ( Fatigue )
Fatigue atau kelelahan didefinisikan sebagai proses perubahan struktur permanen progressive localized pada kondisi yang menghasilkan fluktuasi regangan  dan  tegangan  dibawah  kekuatan tariknya  dan  pada  satu  titik  atau  banyak titik  yang  dapat  memuncak  menjadi  retak ( crack )  atau  patahan  ( fracture )  secara keseluruhan sesudah fluktuasi tertentu [9] . Progressive mengandung pengertian proses fatigue terjadi  selama  jangka  waktu tertentu  atau  selama  pemakaian,  sejak komponen atau struktur digunakan.
Localized berarti  proses fatigue beroperasi pada  luasan  lokal  yang  mempunyai tegangan dan regangan yang tinggi karena : pengaruh  beban  luar,  perubahan  geometri, perbedaan  temperatur,  tegangan  sisa  dan tidak kesempurnaan diri. Crack merupakan awal  terjadinya  kegagalan fatique dimana kemudian crack merambat  karena  adanya beban  berulang. Fracture merupakan  tahap akhir  dari  proses fatigue dimana  bahan tidak dapat menahan tegangan dan regangan yang ada sehingga patah  menjadi dua bagian atau lebih.
Penyajian  data fatique rekayasa adalah  menggunakan  kurva  S-N  yaitu pemetaan  tegangan  (S)  terhadap  jumlah siklus  sampai  terjadi  kegagalan  (N).  Kurva S-N  ini  lebih  diutamakan  menggunakan
skala  semi  log  seperti  ditunjukan  pada gambar  3.  Untuk  beberapa  bahan  teknis yang penting [13].

## Gambar 3. Kurva S-N
Perhitungan beban yang di berikan pada uji fatigue menggunakan rumus:
𝜎 = 𝑊 𝐿/2 𝜋/32𝑑 3 𝑘𝑔/𝑐𝑚 2 . di mana:
𝜎 = Tegangan lentur (kg/ cm 2 ) W = Beban lentur (kg) D = Diameter benda uji (mm) L = Panjang benda uji (mm)

## Metode Penelitian

## Spesimen benda uji
Benda uji untuk pengujian ketahanan fatigue berdasarkan  standar ASTM  E8  mempunyai  ukuran  dan  bentuk di tunjukan pada gambar 10 berikut ini:
Gambar 4. Spesimen uji fatigue standar ASTM E8
Prosedur penelitian
Metode ini dilakukan dengan melakukan penyiapan bahan yang diperlukan  untuk  proses  penelitian.  Proses peleburan dilakukan dengan cara memasukkan  aluminium  kedalam  tungku
peleburan  dengan menggunakan cangkang karet sebagai bahan bakarnya.
Setelah melakukan
proses peleburan,  aluminium  yang  telah  mencair dituangkan dalam cetakan yang terbuat dari logam. Untuk mempermudah proses penuangan  maka  diperlukan  alat  tuang. Alat  tuang  yang  digunakan  titik  didihnya harus    lebih  tinggi  dari  aluminium  yang dicairkan.  Proses  penuangan  dilakukan dengan  suhu tuang yaitu 700 0 C.

## Proses peleburan alumunium
1. Siapkan alat dan bahan untuk peleburan aluminium
2. Pasangkan  termokopel  pada  titik-titik yang sudah ditentukan
3. Catat  temperatur  awal  saat  peleburan aluminium
4. Masukkan bahan  bakar cangkang karet pada  ruang  bakar  setinggi  penyangga dan mulai proses pembakaran briket.
5. Masukkan aluminium secukupnya.
6. Tutup dapur krusibel.
7. Tambahkan  bahan  bakar  secara  terus menerus,  jika  bahan  bakar  mulai berkurang.
8. Setelah aluminium mulai mencair ukur temperaturnya  secara  berkala  hingga mencapai suhu 700 0 C .
9. Catat  semua  temperatur  pada  titik-titik yang telah ditentukan sebagai temperatur  ahir  peleburan  dan  catat waktu peleburan.
10. Tuang aluminium dengan
menggunakan  alat  tuang  pada  cetakan logam.
11. Padamkan bara api.
12. Bersihkan tungku dan dinginkan hingga mencapai temperatur ruangan.

## Prosedur pengujian uji fatigue
1. Pasang  benda  uji  pada collet  holder dan eratkan yang kuat.
2. Pasang cover transfaran dengan benar.
3. Hubungkan kabel jala listrik ke sumber daya.
4. Buka  atau  putar  ke  kanan  tombol panik.
5. Kendorkan  roda  beban  (berlawanan arah  jarum  jam,  jangan  sampai  lepas) atau tanpa beban.
6. Atur  tampilan forcemeter menjadi  nol, dengan memutar potensio di sisi kanan panel.
7. Berikan  beban  pada  benda  uji  dengan memutar roda beban searah jarum jam.
8. Reset countrmeter ,  tekan  tombol  reset di panel.
9. Tekan tombol Run-Stop untuk mengaktifkan motor speed control.
10. Tekan tombol Start pada speed control , tingkatkan  frekwensi  secara  bertahap sampai  putaran  tertentu  (perhatikan tachometer ).
11. Amati forcemeter dan counter  meter untuk keperluan data.
12. Mesin  akan  berhenti  otomatis  jika benda uji putus atau patah.
13. Menghentikan  operasi  sebelum  patah  , turunkan  frekwensi  dan  tekan  tombol Dtop pada speed control .
14. Tekan  tombol  Stop  pada    Run-Stop atau tekan tombol panik.
15. Lepaskan  hubungan  kabel  jala  listrik ke  sumber  daya,  Dan  Keluarkan patahan  benda uji dari ruang  mesin uji fatigue.

## Hasil dan Pembahasan

## Pemberian kode benda uji
Tabel 2. hasil pengujian tarik Spesimen Ultimate Stress Yield Strength Elasticity Modulus 1 175.690 Mpa 175.690 Mpa 67.104 Gpa 2 174.665 Mpa 157.457 Mpa 67.517 Gpa Nila rata- rata 175.177 Mpa 166.573 Mpa 67.310 Gpa
Dari data pengujian tarik di atas,dapat  diketahui  nilai  dari Ultimate Stress , Yield  Strength, dan Elasticity Modulus dari spesimen 1 (satu) dan 2 (dua), dan  selanjutnya  pembebanan  pengujian fatigue di  ambil  dari    nilai  dari yield strength.
Perhitungan beban yang di berikan pada uji fatigue
Beban  yang  diberikan  pada pengujian  di  tentukan  berdasarkan yield strength  aluminium  scrap hasil remelting sepatu rem bekas. Dari data data spesifikasi alumunium  scrap  di  ketahui  nilai yield strength adalah  167Mpa.  Pengujian  di lakukan sebanyak 9 (sembilan) kali dengan 3  (tiga)  tegangan  yang  berbeda  .Variasi tegangan yang di berikan adalah 40%, 50%, dan 60% dari nilai yield strength.
Untuk  menentukan  beban  yang  di gunakan  dalam  pengujian,  dilakukan  1 (satu)  contoh  perhitungan  yang  akan digunakan. Dari data spesifikasi aluminium scrap  hasil  remelting  sepatu  rem  bekas  di ketahui bahwa memiliki nilai yield strength 167 Mpa.
Data-data  yang  diketahui  adalah sebagai berikut:
L = 180mm d = 7mm σ = 167Mpa
Beban  pada  pengujian  60%  dari  yield strength
𝜎 = 𝑊 𝐿/2 𝜋/32𝑑 3 𝑘𝑔/𝑐𝑚 2
167 MPa x 60% = 𝑤.180𝑚𝑚
2 𝜋 32.(7𝑚𝑚)
𝑘𝑔/𝑐𝑚 2
𝑤.180𝑚𝑚 2 = (167𝑀𝑃𝑎 x 60%)
[ 𝜋 32 (7𝑚𝑚) 3 ] 𝑤.180𝑚𝑚 2 =
(100,2𝑀𝑃𝑎 x 33,656)
𝑤.180𝑚𝑚 2 = 3.372,3 N/mm
𝑤. 180 𝑚𝑚 = 3.372,3 × 2𝑁/𝑚𝑚
w = 6.744,6 180 N w = 37,47 N w = 3,81 kg
Setelah dilakukan perhitungan, kemudian  dengan  cara  yang  sama  hasil perhitungan untuk tegangan pada pengujian 40%,  dan  50%  dari yield  strength dan  di masukan ke dalam tabel berikut:
Tabel 3. Data beban yang di berikan pada pengujian
Hasil pengujian Fatigue Setelah dilakukan perhitungan untuk menentukan beban pengujian kelelahan  pada aluminium  scrap hasil remelting sepatu  rem  bekas.  dengan menggunakan  mesin  uji fatigue  rotary bending di  dapat  hasil  yang  di  tunjukan pada tabel berikut.
Tabel 4. Data tegangan 60% dari Yield Strength 𝜎 𝑦 MPa 60%
Beban Rpm putaran Waktu 100,2MPa  3,81Kg  1500 24.559 16:22 100,2MPa  3,81Kg  1500 37.077 24:42 100,2MPa  3,81Kg  1500 20.628 13:45 Nilai Rata-rata 27.421 18:16
Dari data tabel di atas dapat di lihat bahwa  nilai  patah  materialnya  tidak  sama, untuk  pembebanan  60%  bisa  di  lihat  yang paling  baik  nilai  lelahnya  yaitu  di    kolom nomor  2  (dua).  dari  satu  pembebanan terdapat  3(tiga)  hasil  nilai,  nilai  tersebut  di rata-ratakan untuk  pembuatan kurva   S-N.
Tabel  5.  Data  tegangan  50%  dari Yield Strength 𝜎 𝑦 MPa 50%
Beban Rpm putaran Waktu 83,5 MPa 3,18Kg  1500 47.205 31:28 83,5 MPa 3,18Kg  1500 57.087 38:30 83,5 MPa 3,18Kg  1500 50.684 33:47 Nilai Rata-rata 51.659 34:35
Yield Strength Variasi beban uji fatigue (%) σ (Mpa) W (kg) 167Mpa 40% 66,8Mpa 2,5kg 167Mpa 50% 83,5Mpa 3,18kg 167Mpa 60% 100,2Mpa 3,81kg
Dari  data  tabel  dapat  dilihat  bahwa nilai  putus  materialnya  tidak  sama,  untuk pembebanan  50%  ini  bisa  di  lihat  yang paling  baik  nilai  lelah  nya  yaitu  di    kolom nomor  2  (dua).  dari  satu  pembebanan terdapat  3(tiga)  hasil  nilai,  nilai  tersebut  di rata-ratakan untuk   pembuatan kurva S-N.
Tabel  6.  Data  tegangan  40%  dari Yield strength 𝜎 𝑦 MPa 40% Beban Rpm putaran Waktu 66,8 MPa 2,5Kg  1500 123.607  01:22:24 66,8 MPa 2,5Kg  1500 96.197  01:04:08 66,8 MPa 2,5Kg  1500 100.987  01:07:19 Nilai Rata-rata 106.930  01:11:17
Dari  data  tabel  dapat  dilihat  bahwa nilai  patah  materialnya  tidak  sama,  untuk pembebanan  40%  ini  bisa  di  lihat  yang paling  baik  nilai  lelah  nya  yaitu  di    kolom nomor  1  (satu).  dari  satu  pembebanan terdapat 3 (tiga) hasil nilai, nilai tersebut di rata-ratakan untuk  pembuatan kurva S-N.
Dari  pengujian  yang  telah  di lakukan  dapat  di  lihat  hasil  pengujian bahwa waktu yang didapat sampai spesimen  mengalami  kelelahan  (patah) berbeda-beda  itu  dikarenakan  pengaruh tegangan  yang  di  berikan  pada  masing- masing  spesimen,  dari  perbedaan  tegangan itulah  didapat  beban  yang  di  berikan berbeda  pula  untuk  setiap  spesimen,  jadi dapat  di  lihat  bahwa  pemberian  tegangan yang  besar  akan  mengakibatkan  spesimen mengalami  kegagalan  dalam  waktu  yang lebih  cepat,  begitupun  sebaliknya  jika tegangan yang di berikan kecil maka waktu spesimen untuk mengalami kegagalan lebih lama.

## Grafik kurva S-N
Setelah  didapat  hasil  pengujian kelelahan (fatigue) yang dilakukan terhadap benda  uji  didapatkan  data  dalam  bentuk kurva    S-N  yang  terlihat  pada  grafik
berikut:
Gambar 6.  Grafik nilai fatigue
Dari    kurva  S-N  penggujian aluminium scrap hasil remelting sepatu rem bekas  dapat  dilihat  bahwa  dari  hasil pengujian fatigue pada  pembebanan  60% dengan  tegangan  100,2  MPa  dan  beban yang  di  berikan  3,81kg  dapat  di  ketahui nilai  patah  material  pada  siklus  27.421. Kemudian  pada  pembebanan  50%  dengan tegangan  83,5MPa  dan  beban  yang  di berikan  3,18kg  dapat  di  ketahui  nilai  patah material  pada  siklus  51.659.  Lalu  pada pengujian yang berikutnya dengan pembebanan  40%  serta  tegangan  yang  di berikan  66,8MPa  dan  beban  yang  di berikan  2,5kg  di  ketahui  nilai  patah materialnya  pada  siklus  106.930.  Maka dapat  di  simpulkan  bahwa  perbandingan antara  siklus  dengan  tegangan  adalah perbandingan  terbalik,  yaitu  semakin  kecil tegangan  semakin  besar  siklus  dan  waktu yang  di  dapat,  begitupun  sebaliknya semakin  besar  tegangan  maka  akan semakin  kecil  siklus  dan  waktu  yang  di dapat.

## Grafik waktu putus
Variasi setiap pembenanan memiliki  waktu  yang  berbeda-beda,  waktu tersebut  berkaitan  dengan  pembeban  yang di  berikan terhadap  spesimen yang telah di uji fatigue. Berikut  ini  adalah  garfik  dari rata-rata waktu pembebanan yang diperoleh setelah pengujian yang dilakukan.
Gambar 7.  Grafik rata – rata waktu pembebanan
Dari  grafik  bisa  kita  ketahui  bahwa pembebanan  40%  rata-rata  spesimen  putus dalam kurun waktu mencapai 01:11:19, dan pada  pembebanan  50  %  rata-rata  waktu spesimen putus mendapatkan waktu mencapai 00:34:35, kemudian pada pembebanan  60  %  rata-rata  spesimen mengalami putus pada waktu 00:18:16. Jadi disini  bisa  di  lihat  perbedaan  masing- masing  variasi  mengalami  waktu  putus yang  berbeda,  jadi  semakin  besar  beban yang  di  berikan  terhadap  spesimen  maka akan  semakin  cepat  waktu  kelelahan  yang didapat,  Begitupun  sebaliknya  semakin kecil  beban  yang  di  berikan  maka  semakin lama waktu yang didapat.

## Analisa patahan
Analisa  patahan  dilakukan  untuk mengetahui  bagaimana  terjadinya  awal retakan hingga mencapai patahnya material tersebut  terhadap  variasi  beban  yang berbeda.  analisa  ini  juga  bertujuan  untuk mengetahui  perbedaan  bentuk  permukaan yang  patah  akibat  dari  pengujian fatigue.
Berikut  adalah  perbedaan  patahan  dengan variasi  beban  yang  berbeda.  Permukaan patahan pada beban 40%.
Gambar 8 . Permukaan patahan dengan beban 66,8 Mpa
Dari  gambar  di  atas  dapat  di  lihat bahwa patahan yang terjadi akibat pembebanan  66,8  MPa  mengalami  satu retakan  dan  merambat  ke  bagian  lain sehingga  material  tersebut  tidak  mampu lagi  menahan  beban  yang  di  berikan  dan terjadilah perpatahan.
A. Permukaan patahan pada beban 50%
Gambar 9. Permukaan patahan dengan beban 83,5 Mpa
Pada pengujian dengan pembebanan 83,5  MPa  ini  bisa  di  lihat  bahwa permukaan  patahan  memiliki  satu  awal retak  dan  memiliki    rambat  retakan  lebih banyak  di  bandingkan  dengan  pengujian dengan  pembebanan  66,8  MPa  yang  hanya memiliki  satu  awal  retak  dan  satu  rambat retakan,  itu  terjadi  karena  pembebanan yang di berikan lebih berat dari pada beban sebelumnya.
Rambat retak Rambat retak Patah ahir Retak awal Patah ahir Retak awal

## B. Permukaan patahan pada beban 60%
Gambar 10 . Permukaan patahan dengan beban 100,2 MPa
Pengamatan pada permukaan patahan  dengan  beban  100,2  MPa  ini memiliki awal  retak dan rambat retak yang lebih  banyak   di  bandingkan dengan kedua spesimen  yang  di  beri  pembebanan dibawahnya. Karena awal retak dan rambat retaknya  lebih  banyak  maka  spesimen tersebut mudah patah dengan jangka waktu yang lebih cepat.
Dari pembahasan analisa tersebut di ketahui  perbedaan  dari  setiap  patahan ternyata  memiliki  karakteristik  masing- masing.  Semakin  besar  beban  yang  di berikan  kepada  spesimen  maka  awal  retak dan rambat retak semakin  banyak sehingga spesimen  tersebut  mudah  patah  dengan waktu  yang  cepat.  Begitupun  sebaliknya semakin  kecil  beban  yang  di  berikan terhadap  spesimen  maka  awal  retak  dan rambat  retaknya  pun  semakin  sedikit,  dan menjadikan waktu patah spesimen semakin lama.
Keterkaitan  antara  pembebanan  dan bentuk permukaan  patahan ini terlihat jelas dari  hasil  pengujian  dan  pengamatan  yang telah dilakukan. Pengujiann tersebut menggambarkan keadaan patahan spesimen yang  berbeda  dari  variasi  beban  yang berbeda .

## Kesimpulan
Dari  hasil  pengujian fatigue dan analisa patahan yang telah di lakukan dapat disimpulkan  bahwa aluminium  scrap hasil remelting sepatu rem bekas sebagai berikut:
1. Dari  hasil  pengujian fatigue pada pembebanan  60%  tegangan  100,2MPa dan  beban  3,81kg  mendapatkan  siklus 27.421  kurun  waktu  00:18:16.  Pada pembebanan  50%  tegangan  83,5MPa dan  beban    3,18kg  mendapatkan  siklus 51.659 kurun waktu 00:34:35. Lalu pada pembebanan  40%  tegangan  66,8MPa dan  beban  2,5kg  mendapatkan  siklus 106.930  dalam  waktu  01:11:17.  Maka dapat di simpulkan  bahwa perbandingan antara siklus dan waktu dengan tegangan adalah  perbandingan  terbalik,  yaitu semakin  kecil  tegangan  semakin  besar siklus  dan  waktu  yang  di  dapat, begitupun  sebaliknya  semakin  besar tegangan  maka  akan  semakin  kecil siklus dan waktu yang di dapat.
2.  Bentuk  permukaan  patahan  yang  terjadi akibat pengujian fatigue dapat di ketahui bahwa patahan pembebanan 40% dengan  tegangan  66,8  MPa  mengalami satu  retakan  dan  merambat  ke  bagian lain.  kemudian  pada  pembebanan  50% dengan  tegangan  83,5MPa  ini  bisa  di lihat bahwa permukaan patahan memiliki  satu  awal  retak  dan  memiliki rambat  retakan  lebih  banyak.  Dan  pada pembebanan  60%  dengan  tegangan 100,2MPa  memiliki  awal  retak  dan rambat  retak  yang  lebih  banyak  di bandingkan dengan spesimen sebelumnya.  Dari  analisa  permukaan patahan  tersebut  dapat  di  simpulkan bahwa  perbedaan  dari  setiap  patahan ternyata  memiliki  karakteristik  masing- masing

## Referensi
[1] Anshari  Hafis  Syarifudin.  2010. Karakteristik Laju Perambatan Retak Fatik  Bahan  Komposit  Berpenguat Serat Kenaf Dengan Matrik Polyeste. Jurusan  Teknik  Mesin,  Fakultas Teknik,  Universitas  Sebelas  Maret Surakarta.
[2] Bayuseno Athanasius Priharyoto, dkk. 2011. ADC 12 Sebagai material
retak awal Retak awal Rambat retak Patah ahir
sepatu rem menggunakan pengecoran high  pressure  die  casting  dengan variasi temperatur penuangan .
Jurusan  Teknik  Mesin,  Universitas
Diponegoro .
[3] Budiyanto. 2008.
Pengaruh Temperatur  Penuangan  Paduan  AL- SI  (seri  4032)  Terhadap  Hasil
Pengecoran. Fakultas Teknologi Industri.  Istitut  Teknologi  Nasional Malang.
[4] Caing.  2009. Pengaruh  Titanium. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
INDONESIA.
[5] Kondi  Maliwemu  Erich  Umbu,  dkk. 2012. Karakteristik perambatan retak fatik aluminium scrap dengan variasi putaran  centrifugal  casting. Jurusan Teknik  Mesin  ,  Universitas  Nusa Cendana.
[6] Nur  Eva  Azis.  2012. Analisis  sifat fisis  dan  mekanis  aluminium  paduan Al-Si-Cu dengan menggunakan cetakan pasir. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
[7] Nurhadi  Muhammad,  2013. Analisa Kekuatan  Fatik  Aluminium  Cor (Remelting)  Dengan  Tipe  Rotary Bending. Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
[8] Prawoto Bambang, dkk. 2016. Analisis Kekuatan Fatik Baja Karbon Rendah  SC10  Dengan  Tipe  Rotary Bending. Teknik  Mesin,  Universitas Bandar Lampung
[9] Sugiarto  Teguh,  dkk.  2013. Analisis uji ketahan lelah baja karbon sedang AISI  1045  dengan  heat  treatment (quenching)  dengan  menggunakan alat  rotary  bending. Jurusan  Teknik Mesin, Universitas Lampung.
[10] Supriyono, dkk. 2010. Analisa Kegagalan  Poros  PoMPa  Air  Laut
Pada  Unit  PLTU. Teknik  Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma.
[11] Surojo  Eko,  dkk.  2009. Pengaruh remelting  terhadap  struktur  mikro dan  kekerasan  paduan  cor  Al  –  Si. Jurusan  Teknik  Mesin,  Universitas Negeri Surakarta.
[12] Susilo iwan. 2016. Pengaruh Artificial Aging Pada Variasi Temperatur  Tuang  Terhadap  Sifat Mekanis  Hasil  Pengecoran  Piston Bekas. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Metro.
[13] Tawaf  nanang,  dkk.  2014. Analisis fatigue  failure  suhu  rendah  struktur batang  duralumin  dengan  mesin siklus bending. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Brawijaya.
[14] Drihandono,  S.,  &  Budiyanto,  E. (2017).  Pengaruh  Temperatur  Tuang, Temperatur  Cetakan,  dan  Tekanan
Pada  Pengecoran  Bertekanan  (High Pressure Die Casting/HPDC) Terhadap  Kekerasan  dan  Struktur Mikro  Aluminium  Paduan  Silikon (Al-Si 7, 79%). Turbo: Jurnal Program Studi Teknik Mesin , 5 (1).
[15] Budianto,  E.,  Choiron,  M.  A.,  &
Darmadi,  D.  B.  (2016).  Hardening Baja  AISI  1045  Menggunakan  Gel Aloe Vera Sebagai Media Pendingin. Rekayasa  Mesin , 7 (2),  55- 64.
[16] Nugroho, E., Budiyanto, E., Kurniawan,  R.,  &  Sumosusilo,  J. (2020). Uji ketahanan fatik aluminium  hasil  remelting  piston bekas menggunakan metode
pengecoran
centrifugal
casting. Turbo: Jurnal Program Studi
Teknik Mesin , 8 (2).
[17] Budiyanto,  E.,  Nugroho,  E.,  & Zainudin,  A.  (2018).  Uji  Ketahanan
Fatik Aluminium Scrap Hasil Remelting Piston Bekas Menggunakan  Alat  Uji  Fatik  Tipe Rotary Bending. Turbo: Jurnal Program Studi Teknik Mesin , 7 (1).
[18] Budiyanto, E., Asroni, A., & Pramono, A. (2017). Pengaruh Temperatur  Cetakan  Dan  Lama Pengempaan  Terhadap  Keteguhan Rekat  Pada  Kayu  Lapis  Sebagai Bahan Baku Pembuatan Drum
Shell. Turbo:  Jurnal  Program  Studi
Teknik Mesin , 5 (2).