Pengaruh kecepatan pengecoran pada proses pembekuan aluminium 2024 terhadap laju rambat retak

WIYOTO, Ir. Jamasri, Ph.D

2004 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh kecepatan pengecoran paduan Al 2024 hasil pengecoran elektromagnit terhadap laju perambatan retaknya. Bahan yang diteliti adalah aluminium 2024 dengan komposisi kimia Al – 4,3% Cu – 1,6% Mg – 0,7% Mn, yang dibentuk menjadi spesimen berdasarkan standar ASTM E 992 model CTS untuk pengujian laju perambatan retak, ASTM E 92 untuk pengujian kekerasan, ASTM E 606 untuk pengujian tarik dan ASTM E 930 untuk pengujian struktur mikro. Pengujian laju perambatan retak dilakukan pada kondisi suhu ruang dengan menerapkan amplitudo beban konstan dan perbandingan beban (R) 0,3. Harga kontanta Paris (A dan n) untuk kecepatan pengecoran 120 mm/menit pada posisi 1 (bagian tepi berjarak 22 mm dari absis dan 48 mm dari ordinat) adalah 5,7896E-17 dan 4,8774; pada posisi 2 (antara bagian tepi dan tengah berjarak 62 mm dari absis dan 18 mm dari ordinat) adalah 4,1407E-17 dan 4,7971 ; serta pada posisi 3 ( bagian tengah berjarak 22 mm dari absis dan 18 mm dari ordinat) adalah 8,0334E-17 dan 4,6340. Sedangkan untuk kecepatan pengecoran 180 mm/menit pada posisi 1 adalah 2,0810E-15 dan 4,1248 ; posisi 2, 1,7345E-15 dan 4,1187 ; posisi 3, 1,5118E-16 dan 4,7925. Harga kekerasan Vickers untuk kecepatan pengecoran 120 mm/menit pada posisi 1, 2 dan 3 adalah 58,30 kg/mm2, 58,13 kg/mm2 dan 65,20 kg/mm2. Sedangkan pada posisi 1, 2 dan 3 untuk kecepatan pengecoran 180 mm/menit adalah 60,36 kg/mm2, 60,18 kg/mm2 dan 59,83 kg/mm2. Harga modulus elastis, tegangan tarik dan tegangan luluh untuk kecepatan pengecoran 120 mm/menit adalah 7662,2 kg/mm2 ; 23,69 kg/mm2 ; dan 12,69 kg/mm2. Sedangkan untuk kecepatan pengecoran 180 mm/menit adalah 8575,4 kg/mm2 ; 24,26 kg/mm2 ; dan 13,00 kg/mm2.

This research is aimed to investigate the influence of the cast speed of 2024 aluminum alloy as a result of electromagnet casting on crack growth rate. The material has a chemical composition as follows: Al - 4,3% Cu - 1,6% Mg - 0,7% Mn, which is cut into slices for the fatigue crack growth rate specimens based on the ASTM E 992 for CTS model, ASTM E 92 for the hardness test, ASTM E 606 for the tensile test and ASTM E 930 for micro structure observation. Fatigue crack growth rate wes performed in the laboratory environment by applying amplitude of constant load at 0,3 ratio. The value of Paris constant number (A and n) for 120 mm/minute casting speed on edge position, apart 22 mm from abscissa and 48 mm from ordinate, is 5,7896E-17 and 4,8774; on the position between the edge and the middle position, apart 62 mm from abscissa and 18 mm from ordinate, is 4,1407E-17 and 4,7971 ; and on middle position, apart 22 mm from abscissa and 18 mm from ordinate, is 8,0334E-17 and 4,6340. While for 180 mm/minute casting speed is 2,0810E-15 and 4,1248 ; 1,7345E-15 and 4,1187 ; 1,5118E-16 and 4,7925 respectively. Hardness values of 2024 aluminum as a result of electromagnetic casting for the 120 mm/minute casting speed are 58,30 kg/mm2, 58,13 kg/mm2 and 65,20 kg/mm2 for the first, second and third positions respectively. Hardness values of 2024 aluminum as a result of electromagnetic casting for the 180 mm/minute casting speed are 60,36 kg/mm2, 60,18 kg/mm2 and 59,83 kg/mm2 for the first, second and third positions respectively. The value of modulus of elasticity, tensile strength and yield strength for 2024 cast aluminum as a result of electromagnetic casting for the 120 mm/minute casting speed are 7662,2 kg/mm2 ; 23,69 kg/mm2 ; and 12,69 kg/mm2 respectively. The value of modulus of elasticity, tensile strength and yield strength for 2024 cast aluminum as a result of electromagnetic casting for the 180 mm/minute casting speed are 8575,4 kg/mm2 ; 24,26 kg/mm2 ; and 13,00 kg/mm2.

Kata Kunci : Kecepatan pengecoran, laju perambatan retak, kekerasan, modulus elastis, casting speed, fatigue crack growth rate, hardness, modulus of elasticity