Electronic Theses and Dissertation

Paduan aluminium dengan berbagai seri telah banyak diterapkan pada berbagai industri terutama pada industri dirgantara, otomotif dan militer. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi tegangan kontraksi termal dan kurva pembekuan akibat variasi temperatur tuang pada paduan aluminium re-melt Al-6061, mengetahui pengaruh temperatur tuang terhadap perubahan sifat-sifat mekanik yang optimal dan perubahan struktur mikro akibat variasi temperatur, serta data temperatur tuang optimum terhadap sifat-sifat mekanik dan perubahan struktur mikro pada paduan aluminium re-melt Al-6061. Penelitian diawali dengan membuat spesimen uji dari paduan aluminium yang dipanaskan pada variasi temperatur 700, 750, 800, dan 850°C, kemudian dituangkan ke dalam cetakan logam berbentuk pelat dengan temperatur cetakan dijaga konstan pada 220°C. Produk cor ini selanjutnya di potong untuk dijadikan spesimen uji mekanik (uji tarik, uji kekerasan dan uji impak) menggunakan mesin Computer Numerical Control (CNC). Spesimen uji tarik dibuat mengikuti standar ASTM E8-09, spesimen uji kekerasan Vickers mengikuti standar ASTM E 10. Spesimen uji impak mengikuti standar ASTM 23. Dari penelitian menghasilkan kekuatan tarik terlihat meningkat secara signifikan dari 168,57 MPa hingga mencapai 222,64 MPa. Kekuatan luluh sebesar 102,67 MPa dan nilai modulus elastisitas sebesar 103 GPa. Laju pembekuan juga terlihat meningkat seiring dengan meningkatnya temperatur tuang. Laju pembekuan mempengaruhi kekuatan tarik paduan aluminium. Energi impak meningkat seiring dengan peningkatan temperatur tuang, dengan nilai maksimum 0,18 J/mm² pada 850°C dan nilai minimum 0,07 J/mm² pada 700°C. Nilai kekerasan rata-rata juga meningkat seiring dengan temperatur pengecoran, dari 71 Hv pada 850°C hingga mencapai puncaknya 87 Hv pada 800°C, sebelum menurun menjadi 73 Hv pada 750°C. Pengukuran kurva pembekuan dan gaya yang presisi memberikan nilai HTS 12, dengan laju pembekuan rata-rata 7,95 °C/s dan beban rata-rata 233,01 N, yang menunjukkan respons signifikan terhadap kondisi termal yang diterapkan selama pengecoran. Peningkatan temperatur tuang menghasilkan mikro struktur yang lebih homogen dengan ukuran butir yang lebih halus yang mengurangi mikro-defek seperti porositas dan inklusi serta meningkatkan distribusi fase dan presipitasi partikel penguat.

Kata Kunci: Tegangan kontraksi termal, temperatur tuang, uji mekanik, dye penetrant test, laju pembekuan.

Aluminum alloys with various series have been widely applied in various industries, especially in the aerospace, automotive and military industries. The purpose of this study is to evaluate the thermal contraction stress and cooling curve due to variations in casting temperature on Al-6061 re-melt aluminum alloy, to determine the effect of casting temperature on changes in optimal mechanical properties and microstructure changes due to temperature variations, as well as data on the optimum casting temperature on mechanical properties and microstructure changes in Al-6061 re-melt aluminum alloy. The study began by making test specimens from aluminum alloys heated at various temperatures of 700, 750, 800, and 850°C, then poured into a plate-shaped metal mold with the mold temperature kept constant at 220°C. This cast product is then cut to be used as a mechanical test specimen (tensile test, hardness test and impact test) using a Computer Numerical Control (CNC) machine. Tensile test specimens are made following the ASTM E8-09, Vickers hardness test specimens following the ASTM E 10. Impact test specimens follow the ASTM 23 standard. From the research, the tensile strength was seen to increase significantly from 168.57 MPa to 222.64 MPa. The yield strength 102.67 MPa and the Young’s modulus 103 GPa. The solidification rate was also seen to increase with increasing casting temperature. The solidification rate affects the tensile strength of aluminum alloys. Impact energy increased with increasing casting temperature, with a maximum value of 0.18 J/mm² at 850°C and a minimum value of 0.07 J/mm² at 700°C. The average hardness value also increased with casting temperature, from 71 Hv at 850°C to a peak of 87 Hv at 800°C, before decreasing to 73 Hv at 750°C. Precise cooling curve and force measurements yielded an HTS value of 12, with an average cooling rate of 7.95 °C/s and an average load of 233.01 N, indicating a significant response to the thermal conditions applied during casting. Increasing the pouring temperature results in a more homogeneous microstructure with a finer grain size, which reduces micro-defects such as porosity and inclusions and improves phase distribution and reinforcement particle precipitation. Keywords: Thermal contraction stress, pouring temperature, mechanical testing, dye penetrant test, cooling rate.