PENGARUH VARIASI TEMPERATUR CETAKAN, INOKULAN Al-Ti-B, DAN T6 PADA CENTRIFUGAL CASTING TERHADAP KARAKTERISTIK PERAMBATAN RETAK FATIK VELG DARI BAHAN ALUMINIUM SCRAP

Eko Nugroho, Dr. Eng. Priyo Tri Iswanto, S.T., M.Eng.

2014 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Velg mengalami pembebanan dinamis yang mengakibatkan retak, seiring perjalanan waktu velg akan patah walaupun beban yang bekerja masih dalam kondisi normal, sehingga perlu dilakukan penelitian untuk meningkatkan kualitas produk velg industri lokal terhadap ketahanan perambatan retak fatik. Ketahanan perambatan retak fatik atau ketangguhan bahan dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kualitas produk diantaranya dengan teknik pengecoran yang tepat, pre-heating cetakan, penambahan inokulan dan heat treatment. Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah material yang dibuat oleh Bintoro (2010) merupakan remelting dari velg mobil dengan pengecoran sentrifugal putaran 1000 rpm, suhu pouring 750 0C, pemanasan awal cetakan (moulding) 250 0C dan 300 0C, penambahan inokulan 0; 4; 5; 7,5 gram Al-TiB untuk penghalus butiran, sedangkan kualitas hasilnya yang ditinjau dari sifat fisis dan mekanisnya masih dibawah standar yang ada. Hasil pengecoran kemudian dibuat spesimen uji compact tension specimen (CTS) standar ASTM E647, dimana arah retak spesimen CTS dibuat searah lingkaran rim velg. Spesimen tersebut ada yang mendapat perlakuan panas T6 dan tanpa T6. Proses perlakuan panas T6 dilaksanakan pada temperatur solution heat treatment 540oC dengan waktu tahan selama 4 jam dan temperatur precipitation heat treatment ditentukan dari hasil penelitian yang menghasilkan sifat mekanik tertinggi (uji tarik) yaitu dipilih antara 1500C, 1750C, atau 2000C dengan waktu tahan selama 3 jam. Pengujian perambatan retak fatik dilakukan dengan stress ratio, R=0,1 dan frekuensi 11 Hz. Pengujian perambatan retak fatik dengan penambahan inokulan Al-TiB dan T6 cenderung meningkatkan ketahanan fatik. Pada temperatur cetakan 250 0C ketahanan fatik tertinggi terjadi pada spesimen dengan penambahan 0,1% Al-TiB, suhu artificial aging 2500C serta memberikan nilai da/dn = 9x10-12 (ΔK)3,6289. Sedangkan pada temperatur cetakan 3000C ketahanan fatik tertinggi terjadi pada spesimen dengan penambahan 0,1% Al-TiB, suhu artificial aging 1750C serta memberikan nilai da/dn = 5x10-13(ΔK)5,4527.

Wheels experiencing dynamic loading resulting in cracks, over time wheels would break even if the work load is still under normal conditions, so that the research needs to be done to improve the quality of industrial products local rims on fatigue crack propagation resistance. Resilience or toughness fatigue crack propagation material can be increased by improving the quality of such products with the proper casting techniques, pre-heating the mold, the addition of inoculant and heat treatment. The material used in this study is a material made by Bintoro,(2010) is the remelting of alloy wheels with 1000 rpm rotation centrifugal casting, pouring temperature of 750 0C, preheat the mold (molding) 250 0 C and 300 0 C, the addition of inoculant 0; 4; 5; 7.5 grams of Al-Tib for smoothing granules, while the quality of the results is in terms of physical and mechanical properties are still under the existing standards. Results casting then made a test specimen (CTS) standard ASTM E647, where the direction of the CTS specimen cracked rim wheels are made in the direction of the circle. The specimens there were T6 heat treated and without T6. T6 heat treatment process carried out in the solution heat treatment temperature of 540 ° C with a hold time of 4 hours and precipitation heat treatment temperature is determined from the results of the research that produced the highest mechanical properties (tensile test) is chosen between 150 0 C, 175 0 C, or 200 0 C with a holding time for 3 hours. Fatigue crack propagation testing is done with the stress ratio, R = 0.1 and frequency of 11 Hz. Fatigue crack propagation testing with the addition of inoculants Al-Tib and T6 tends to increase fatigue resistance. In the mold temperature of 250 0 C. The highest fatigue resistance occurred in specimens with addition of 0.1% Al-Tib, artificial aging temperature of 250 0 C and provide value da / dn = 9x10 -12 (ΔK) 3,6289. While at the molding temperature of 300 0 C. The highest fatigue resistance occurred in specimens with addition of 0.1% Al-Tib, artificial aging temperature of 175 0 C and provide value da / dn = 5x10 13(ΔK)5.4527

Kata Kunci : centrifugal casting, Inokulan Al-TiB, temperatur cetakan, T6, perambatan retak fatik