Analisa Kegagalan Produk Velg Makalah Lengkap Fitrullah Pramono Alfarisi Subhan

Analisa Kegagalan Produk Velg D99B2 Berbasis Logam Aluminium Paduan A356.2 Muhammad Firullah!"#$ Agus Pramono !2#$ Daniel %&ailendra %alman Al'Farisi !3# %ubhan (urohman !)# !"#* !2#* !3#*!)#

Jurusan Teknik Metalurgi, Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Jl. Jenderal Sudirman Km.3 Cilegon 4243, !ndonesia [email protected] Pramono@ [email protected] metal.ui.ac.id subhan.nurohman@ subhan.nu [email protected] gmail.com

AB%+,AK Sala" satu #roduk yang di"asilkan ole" sala" satu #erusa"aan otomoti$ adala" velg %&&'2 dengan moment life test, velg mengalami (enis material A3).2. *ada saat dilakukan moment mengalami keretakan keretakan di daera" daera" hub. Keretakan velg di daera" hub da#at menye+a+kan kerugian +aik materi mau#aun non materi. %ari "asil analisa kegagalan yang dilakukan #ada velg %&&'2 di"ara#kan da#at diketa"ui #enye+a+ keretakan serta da#at menanggulan menanggulangi gi #ermasal #ermasala"an a"an keretakan keretakan velg %&&'2 di daera" daera" hub. Ta"a#an analisa kerusakan yang dilakukan dilakukan adala" adala" melakukan melakukan #engu(ian #engu(ian non destructive test die penentran dan radiogra$i-, u(i kekerasan, #engu(ian kom#osisi kimia, #engamatan metalogra$i dan #engamatan "asil SM dari material terse+ut. terse+ut. *ada "asil non destructive test terli"at terli"at adanya adanya crack di di daera" daera" hub, #ada #engu(ian tarik dan #engu(ian kekerasan tidak terda#at #er+edaan yang signi$ikan dengan standar material A3).2 yang digunakan. /amun #ada "asil #engamatan metalogra$ii dan SM terli"at adanya kandungan oksida dan kar+on. kar+on. Keretaka Keretakan n yang ter(adi #ada velg %&&'2 dise+a+kan karena adanya inklusi se#erti oksida dan kar+on mau#un void se"ingga se"ingga si$at keta"anan $atigue +erkurang. %engan adanya inklusi terse+ut di dalam material meru#akan a0al kerusakan yang dialami ole" velg %&&'2. Kata kun1i elg, /%T, /%T, aluminium, retakan, analisa kegagalan

A'STACT

5ne o$ t"e #rodu1ts #rodu1ed +y one o$ t"e automotive 1om#anies are alloy A3).2 %&&'2 0it" t"is ty#e o$ material. At t"e time o$ t"e moment li$e test, t"e 0"eels are develo#ing 1ra1ks in t"e "u+ area. Cra1ks Cra1ks in t"e 0"eel "u+ 1an 1ause t"e loss o$ +ot" material material and immaterial. immaterial. From t"e results results o$ $ailure $ailure analysis #er$ormed on t"e 0"eel rim %&&'2 e6#e1ted to kno0 t"e 1ause o$ 1ra1ks and 1an over1ome t"e #ro+lems o$ 1ra1ks in t"e 0"eel "u+ %&&'2. Stages o$ analysis o$ t"e damage done is to t o #er$orm non7 destru1tive destru1tive testing o$ test die #enentran #enentran and radiogra radiogra#"i1#"i1-,, "ardness "ardness tests, t"e testing testing o$ 1"emi1al 1om#osition, metallogra#"i1 o+servations and SM o+servations result $rom t"ese materials. !n non7 destru1tive test results seen a 1ra1k in t"e "u+ area, t"e tensile testing and "ardness testing t"ere 0ere no signi$i1ant di$$eren1es 0it" t"e standard material used A3).2. 8o0ever, t"e results o$ SM o+servation and visi+le #resen1e metalogra$ii o6ide and 1ar+on 1ontent. Cra1k "a##ened on 0"eels %&&'2 due and in1lusions su1" as o6ides o$ 1ar+on and void so t"at t"e nature o$ $atigue resistan1e is redu1ed. 9iven t"e in1lusion in t"e initial material damage su$$ered +y t"e 0"eels %&&'2. Kata kun1i elg, /%T, /%T, aluminium, 1ra1k, $ailure analysis analysis

1

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.





".

P-(DA/L/A(

'anyak industri otomoti$ yang menggunakan #aduan alumunium silikon se+agai +a"an +aku utama untuk #roses #enge1oran. Sala" satunya adala" velg mo+il. 'erdasarkan 'erdasarkan +a"an +akunya, +akunya, velg mo+il ter+agi men(adi dua (enis yaitu velg +a(a +a(a dan velg aluminium. aluminium. *aduan aluminium aluminium yang +anyak digunakan digunakan #ada velg mo+il adala" alumin aluminium ium siliko silikon n atau atau sering sering dise+u dise+utt (uga (uga #aduan #aduan A3).2 A3).2 . *aduan *aduan ini memilik memilikii mam#u mam#u alir yang +aik, +aik, mam#u las yang +aik, +aik, si$at keta"ana keta"anan n korosi korosi yang yang +aik, +aik, memili memiliki ki massa massa (enis (enis yang yang renda" renda" dan heat treatable. treatable. %engan +er+agai keutamaaan terse+ut maka velg dengan #aduan A3).2 men(adi #ili"an utama di+er+agai industri otomoti$ se"ingga #ermintaaan velg A3).2 semakin meningkat. Velg alumin aluminum um A3).2 A3).2 adala" adala" sala" satu (enis velg velg non ferrous ferrous yang yang tidak mem#un mem#unya yaii fatique limit . Velg aluminium aluminium mem#uny mem#unyai ai daera" yang yang dinamakan dinamakan area kritis atau yang dise+ut (uga dengan critical area dimana area kritis itu adala" daera" ter(adinya konsentrasi tegangan. Area kritis di velg terletak di daera" hub, hub, spoke, dan flensa. Syarat #enentuan velg yang yang +aik k"ususnya +agi velg aluminium aluminium A3).2 adala" #ada saat dilakukan moment life test , velg terse+ut terse+ut tidak mengalami kegagalan #ada : (uta cycle. cycle. 8al ini yang ter(adi #ada velg aluminium aluminium A.3).2 dengan serial %&&'2; #ada saat dilakukan moment life test ternyata velg mengalami keretakan di daera" hub #ada hub #ada )<<.=== cycle. Kegagalan Kegagalan #ada daera" daera" hub da#at mengaki+atkan kerugian +anyak #i"ak +aik kerugian kerugian dari segi materi mau#un mau#un dari segi non materi. materi. %ari segi materi +agi #rodusen yaitu kurangnya minat #em+eli velg %&&'2 %&&'2 yang di+uat tidak sesuai dengan #ermintaan #asar, +ertam+a"nya +erta m+a"nya +iaya #roduksi dikarenakan velg dikarenakan velg yang mengalami keretakan "arus dile+ur dile+ur kem+ali. kem+ali. %an kerugian kerugian materi yang lain +agi konsumen konsumen yaitu da#at menam+a" +iaya karena velg akan akan mengalami kerusakan se+elum men1a#ai umur #akainya. %an keru kerugi gian an dari dari segi segi non non mate materi ri adal adala" a" tim+ tim+ul ulny nyaa kor+ kor+an an (i0a (i0a keti ketika ka velg terse+ut mengalami kegagalan saat sedang dio#erasikan. Masala" di atas da#at diminimali diminimalisir sir dengan menggun menggunakan akan analisa analisa kegagalan atau failure atau failure analysis. analysis. %engan analisa kegagalan da#at ditemukan #enye+a+ ter(adinya kere kereta tak kan #ada #ada daer daera" a" hub dan dan kega kegaga galan lan yang ang sama sama tida tidak k teru terula lang ng kem+ kem+ali ali.. 'erdasa 'erdasarka rkan n uraian uraian di atas atas maka maka sangatl sangatla" a" #entin #enting g dilaku dilakukan kanny nyaa #enelit #enelitian ian failure analysis guna meminimalisir meminimalisir dan mengeta"ui mengeta"ui #enye+a+ #enye+a+ ter(adinya ter(adinya keretakan #ada velg se"ingga da#at dilakukan tindakan untuk #en1ega"annya. 2.

M-+0D0L01 P-(-L+A( Ta"a# Ta"a# #ertam #ertamaa #ada #ada #eneli #enelitian tian ini adala" adala" dengan dengan *engum *engum#ul #ulan an data data dan #enyeleksian sam#el retak. Melakukan #engu(ian non destructive dengan dengan metode metode die penetran dan penetran dan radiogra$i. Setela" itu dilakukan #engu(ian mekanik meli#uti u(i kekerasan dan dan u(i u(i tarik tarik dan dan dilan dilan(u (utk tkan an deng dengan an #eng #engu( u(ia ian n kom# kom#os osisi isi.. *eme *emerik riksaa saan n se1ar se1araa makrosko#ik dan analisa dokumentasi $otogra$i. Setela" itu dilakukan metalogra$i dan #engu(ian SM. Untuk Untuk u(i kekerasan kekerasan dan u(i tarik dilakukan dilakukan di daera" hub. hub. Untuk #engu(ian Sem dan dan metalo metalogra$ gra$ii menggu menggunak nakan an sam#el sam#el velg velg yang yang retak. retak. 'eriku 'erikutt adala" adala" gan+ar gan+ar diagram alir metode #enelitian





elg retak

/%T :. Penetran test 2. Radiografi test

U(i kekerasan

*re#arasi sam#el U(i kom#osisi

U(i Tarik +agian hubhub-

Fractrography

Metalogra$i

SM

%ata

Analisa dan kesim#ulan

1ambar " %iagram alir #enelitian.

literatur





3.

A%L P-(-L+A( DA( P-MBAA%A(

Setela" velg mengalami keretakan se+elum men1a#ai angka satu (uta cycle, cycle, maka untuk memastikan memastikan #osisi crack yang yang ter(adi "arus dilakukan #engu(ian tidak merusak yaitu yaitu deng dengan an meng menggu guna naka kan n meto metode de die die pene penetr tran antt dan radiogra$i. radiogra$i. 'erikut adala" 9am+ar 9am+ar & yang yang menun( menun(uka ukan n "asil "asil #engu #engu(ian (ian tidak tidak merusa merusak k dengan dengan menggu menggunak nakan an metode die penetrant

Crack

1ambar 2 8asil #engu(ian die penetrant

Setela" dilakukan dilakukan #engu(ian tidak merusak dengan mengunakan mengunakan die penetrant. *engu(ian dilakukan untuk meli"at 1a1at yang nam#ak #ada #ermukaan  surface.  surface. *ada *ada 9am+ar 9am+ar 2 terli"at terli"at garis mera" #ada velg, velg, 0arna mera" adala" adala" 1airan #enetrant #enetrant yang keluar menu(u menu(u #ermukaan #ermukaan #ermuk #ermukaanaan- se"ingga se"ingga garis garis mera" terse+ut terse+ut menun(uka menun(ukan n keretakan #ada velg ter(adi ter(adi #ada daera" hub. Sete Setela" la" dila dilaku kuka kan n #eng #engu( u(ia ian n tidak tidak meru merusa sak k deng dengan an meto metode de die penetra penetrant nt maka dilan(utkan dengan menggunakan metode radiogra$i





Crack

1ambar 3 8asil radiogra$i velg %&&'2. %ari "asil radiogra$i #ada 9am+ar := terli"at dengan (elas retak yang ter(adi #ada velg , velg , keretakan keretakan ini ter(adi setela" dilakukan dilakukan moment life test . %a#at dili"at #ula +a"0a keretakan ter(ad ter(adii di daera" daera" "u+ sala" satu satu daera" daera" kritis kritis.. %aera" %aera" kritis adala" adala" daera" daera" yang yang menerim menerimaa #em+e+anan yang #aling +esar. Keretakan #ada "asil radiogra$i da#at dili"at #ada garis yang +er0arna #uti".

'erdasarkan 'erdasarkan #engu(ian #engu(ian kekerasan yang dilakukan dilakukan #ada material A3).2 A3).2 velg %&&'2 %&&'2 dua titik yang +er+eda #ada daera" "u+, di#erole" di#erole" "asil #engu(ian se#erti #ada Ta+el 4. +abel " 8asil #engu(ian kekerasan di daera" "u+ (o +iik ardness !B(# " 2

Titik : Titik 2

&3 &3

%ari "asil #engu(ian kekerasan da#at dili"at kekerasan di daera" hub +ernilai hub +ernilai &3 8'/. 8'/. 8al ini menand menandaka akan n +a"0a +a"0a kekeras kekerasan an #ada #ada velg velg masuk masuk #ada #ada standar standar yang yang digunakan di#a+rik teta#i "am#ir mendekati range tertinggi range tertinggi yaitu &. Titik yang diam+il +ukan didaera" retakan ta#i didaera" "u+ yang tidak mengalami keretak keretakan. an. 8al ini dilaku dilakukan kan karena karena ditaku ditakutka tkan n akan akan merusak merusak sam#el sam#el.. 9am+ar 9am+ar :: mem#erli"atkan titik atau daera" #engu(ian kekerasan #ada velg %&&+2. 'erdasarkan "asil #engu(ian yang dilakukan #ada velg %&&'2 material A3).2, di#erole" "asil se#erti #ada Ta+le  +abel 2 8asil u(i kom#osisi Unsur Standar Sam#le : Sam#le 2 Average &2.> Al &:7&3 &2.>2 &2.<2 > ).7 ).)&< ).<:





Fe

ma6 =.2

Cu Ti

ma6 =.= =.:7 =.2

?n

ma6 =.:

Mn Sr

ma6 =.: =.==47 =.=2

/a *+

ma6 =.==2 ma6 =.=

Cr

ma6 =.=

/i Sn S+

ma6 =.= ma6 =.= ma6 =.=

=.=&4 =.=== < =.:=< & =.=== > =.==4 : =.==& =.==& = =.===  =.==4 ) = =

=.=&& 2 =.=&)) =.=== < =.===< =.:3) =.==: ) =.==4  =.=:: ) =.==: : = =.=== <

=.:224 =.==:: =.==43 =.=:=3 =.=== = =.===)

=.== =.==4< = = = =

Analisa kimia dilakukan dengan menggunakan metode 5S  !ptical "mission #pectrometer. Tu(uan #pectrometer. Tu(uan dari #engu(ian kom#osisi kimia adala" untuk mengeta"ui a#aka" kom#osisi material sesuai dengan standar material A3).2. %ari "asil #engu(ian kom#osisi kom#osisi kimia dida#at dida#at data se#erti #ada Ta+le . *ada Ta+el Ta+el . terli"a terli"att +a"0a +a"0a semua semua kom#os kom#osisi isi unsur unsur #ada #ada velg velg %&&'2 %&&'2 masuk ke dalam dalam standar material A3).2, terli"at tidak ada sesuatu yang signi$ikan yang da#at di#erole" dari "asil #engu(ian kom#osisi #ada velg %&&'2, %&&'2, se"ingga unsur tidak mem#engaru"i #enye+a+ ter(adinya keretakan #ada velg %&&'2. 'erdasarkan #engu(ian tarik yang dilakukan #ada material A3).2 velg %&&'2 #ada daera" "u+, di#erole" "asil #engu(ian se#erti #ada Ta+el 3. $ensile strength 2)<.<< M#a

%per yeild strength 2)<.<< M#a

elongasi ::.33

*ada #engu(ian tarik dida#at "asil tensile strength 2)<.<< strength 2)<.<< M*a, @ elongasinya ::.33 ::.33 dan yield strengt" strengt" 2)<.<< 2)<.<< M*A. %ari "asil terse+ut terse+ut tela" sesuai dengan standart yang yang digu diguna naka kan, n, deng dengan an kata kata lain lain tida tidak k ada ada suat suatu u "al "al yang yang sign signi$ i$ik ikan an dari dari "asil "asil #engu(ian ini. 'erdasarkan "asil #engamatan struktur mikro #ada sam#el a, +, dan 1. 9am+ar 4 "asil #engamatan mikostruktur menggunakan mikrosko# o#tik dengan #er+esaran 4== kali.







1ambar ) struktur mikro sam#el a

1ambar 5 struktur mikro sam#el +





*ada 9am+ar 9am+ar 4,  dan ) di duga terda#at terda#at inklusi. inklusi. Alasan ini yang yang memungkink memungkinkan an #enye+a+ ter(adinya crack #ada crack #ada velg %&&'2. %&&'2. untuk le+i" mem#er(elas mem#er(elas #enye+a+ #enye+a+ dan mem#erkuat alasan maka "arus meli"at #ada "asil SM. %ari "asil SM dan %S maka akan terli"at kesesuaian dengan "asil metalogra$i, dan dari "asil %S da#at diketa"ui unsur a#a sa(a yang terda#at #ada material terse+ut. 'erdasarkan "asil SM &#canning "lectron 'icroscopy yang tela" dilakukan #ada velg %&&'2 %&&'2 yang mengalami keretakan, di#erole" gam+ar se+agai +erikut

1ambar  "asil SM





%ari %ari "asil "asil SM SM dan dan %S %S #ada #ada sam#e sam#ell retak retak da#a da#att dili dili"a "att +a"0 +a"0aa terd terda# a#at at 'anyakny knyaa unsur unsur oksida oksida yang yang meru# meru#aka akan n inklus inklusii da#at da#at kandun kandungan gan 1ar+on 1ar+on dan oksida. oksida. 'anya mengurangi si$at keta"anan fatigue keta"anan fatigue se"ingga se"ingga velg %&&'2 %&&'2 da#at mengalami kegagalan se+elum service life life nya. Kandungan oksida ini dida#at dari atmos$er yang kontak langsung dengan logam 1air. %an kandungan kar+on dida#at dari degradasi re$ra$tory. *ada *ada gam+ar gam+ar < terli" terli"at at (elas (elas ada 1rovoid. 1rovoid. Sala" satu satu #roses #roses yang yang +er#er +er#eran an dalam dalam inclusion-, se#erti mangan mangan #em+entukan void adala" inklusi. (ika inklusi tidak keras  soft inclusion-,

sul$ida, sul$ida, maka inklusi inklusi akan menyesuaika menyesuaikan n +entukny +entuknyaa #ada spesimen yang spesimen yang mengalami #em+entukan selama de$ormasi #lastis. Jika inklusi keras hard inclusion inclusion-- se#ert se#ertii kar+ida dan oksida sangat +er#eran atau sangat mem+antu #ada #roses #em+entukan void kal#ak(ian, :&&)B.





2.

ketika ketika materia materiall di+eri di+eri +e+an +e+an dinami dinamiss yang yang +eru#a +eru#a cycling stress stress maka void akan mem+esar dan mengaki+atkan #eram+atan retak. Jenis in inklusi yang te terda#at #ada velg %&&'2 %&&'2 adala" oksida dan kar+ida. inklusi oksida +erasal dari casting #roses #roses dan inklusi kar+ida +erasal dari re$ra1tori yang larut dengan logam.

DAF+A, P/%+AKA

Al7F Al7Far aris isi, i, %.S. %.S.. .A. A.,, 2==& 2==&,, Stud Studii *eng *engar aru" u" *ena *enam+ m+a" a"an an Kals Kalsiu ium m Ter" Ter"ad ada# a# Ketanggu"an #ada 'a(a Kar+on enda", Cilegon. Calister, D.%., 2==>, 'aterial 2==>, 'aterial #cience and "nengineering, Uta" "nengineering, Uta" C"andr C"andra, a, %., 2=:=, 2=:=, Analisa Analisa Tegang Tegangan an 'aut 'aut *engun *engun1i 1i 9irt"79 9irt"79ear ear Kiln, Kiln, Univer Universita sitass Andalas, *adang. Kal#ak(ian, Kal#ak(ian, S., :&&), 'anufacturing "ngineering and $echnologi, $echnologi , !llno !llnois is (nstitute o$ $echnology, llnois. Kurnia0an, F.8, 2==< *engaru" *enam+a"an =.=)>,=.=<:, dan =.:: Dt.@Ti Ter"ada# Karakteristik*aduan AC4' 8asil )o* 8asil )o* Pressure +ie asting *%C-, *%C-, %e#ok. Metal 8and+ook, vol ::., :&&2, Failure -nalisis and Prevention, Prevention , Amei1an S1o1iety $or Metal, Metal *ark, 5"io. Metal 8and+ook, vol :2., :&&2, Fractrografy :&&2, Fractrografy,, Metal *ark, 5"io. Smallman, .., :&&:, :&&:, 'odern 'odern Physical 'etallurgy, 'etallurgy, T"e University o$ 'irming"am. 'ir ming"am. Dul#i, %.J., :&&, %nderstanding o* omponent Fail , Ameri1an So1iety $or Metal, Metal *ark, 5"io.

Analisa Kegagalan Produk Velg Makalah Lengkap Fitrullah Pramono Alfarisi Subhan

Recommend Documents