Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari pengaruh konsentrasi Cu pada paduan Al-Cu terhadap struktur mikro kolumnar yang terbentuk dan sifat mekanisnya melalui proses pembekuan searah metode konveksi alami. Al-(2,2; 3,1; 4,4 dan 4,7% Cu) yang termasuk paduan hypoeutectic dilebur dalam dapur krusibel sampai temperatur 700 0C, selanjutnya dituang ke dalam cetakan logam ( panjang 100 mm dan diameter dalam 5 mm). Proses pembekuan searah dilakukan dengan melebur kembali Al-Cu pada cetakan yang diberi isolator tanah liat setebal 7mm, menggunakan dapur listrik sampai temperatur 700-710 0C. Proses pendinginan dilakukan dengan media air melalui chiller logam yang dipasang di bawah cetakan. Pengujian yang dilakukan meliputi : struktur mikro, kekerasan dan pengujian tarik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan konsentrasi Cu meningkatkan terbentuknya struktur mikro kolumnar-dendrit Al-(4,4 dan 4,7%Cu), sedangkan konsentrasi (2,2 dan 3,1 %Cu) tidak terbentuk struktur kolumnar. Sifat mekanis (kekerasan dan kekuatan tarik) meningkat pada material awal dan hasil pembekuan searah untuk semua konsentrasi Cu. Al-4,4%Cu mempunyai kekerasan dan kekuatan tarik lebih tinggi daripada Al-(2,2, 3,1 dan 4,7%Cu). Hal ini dipengaruhi juga besarnya konsentrasi magnesium dan silikon yang ada dalam paduan tersebut.

The objective of this research are to study the influence of Cu concentration on Al-Cu Alloy toward columnar microstructure and mechanical properties to pass unidirectional solidification process with free convection method. Al-( 2,2; 3,1; 4,4; and 4,7wt%Cu) in hypoeutectic alloy, were melted in the crucible furnace up to 700 0C and poured in the die mold stainless steel ( 100 mm length and in diameter 5 mm ). Unidirectional solidification was done with remelting Al-Cu in die mold that gave 7 mm in thick clay isolation, it used electric furnace up to 700 – 710 0C. Cooling process was done with water over chiller metal lighted under die mold. Material was tested namely microstructure, hardness and tensile strength test. The result shows that the increasing Cu concentration step columnar-dendrite microstructure forming on Al-(4,4 and 4,7wt%Cu), while Cu concentration (2,2 and 3,1wt%Cu) do not form columnar-dendrite microstructure. The mechanical properties ( tensile strength and hardness test ) increase on raw material and unidirectional solidified for all Cu concentration. Al-4,4wt%Cu have the highest tensile strength and hardness than Al-(2,2; 3,1 and 4,7wt%Cu). It is also influenced magnesium and silicon elements in the alloy.

Kata Kunci : pembekuan searah, konveksi alami, kolumnar-dendrit, unidirectional solidification, free convection, columnar-dendrite