105
Jurnal Kompetensi Teknik Teknik Vol. Vol. 2, No. 2, Mei 2011
MATAKULIAH MODEL TUGAS/QUIZ MATERI AWAL TUGAS AKHIR TUGAS NAMA NBI/KLAS
: PERLAKUAN PANAS : TUGAS : : : :
PERLAKUAN PANAS 04 NOVEMBER 2015 09 NOVEMBER 2015 MOHAMMAD NOVAL MARDIANTO : 421204242 / R ( L 09!
Annealing pada Bilah Perunggu Gamelan untuk Mengurangi Retak dan Sifat Keras Sukoco Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Janabadra Yogyakarta Jl. Tentara Rakyat Mataram o. 5!" Jetis" Yog#akarta 55$%1 &ndonesia e-mail ' suko(co))*gmail.com
Abstrak: Gamelan adalah alat musik tradisionil warisan budaya bangsa yang dibuat dengan cara penempaan dari bahan perunggu. Pada proses penempaan akan terjadi perubahan sifat fisik dan mekanik yang dialami kristal yang telah terdeformasi,. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perbandingan sifat fisis dan mekanis dari bahan perunggu yang di annealing dan tanpa annealing melalui perbandingan kekerasan dan struktur mikro. Penelitian ini terdiri dari beberapa pengujian, diantaranya adalah:pengujian komposisi kimia, pengujian kekerasan, dan pengujian metalografi. Setelah dilakukan pengujian komposisi kimia, bahan dilakukan proses penempaan, selanjutnya bahan dibagi menjadi dua, satu diberi proses nnealing dan satunya tanpa diberi proses nnealing, dan dibuat ! spesimen dari masing-masing bahan dengan annealing dan tanpa annealing untuk kekerasan, dan metalografi. "asil dari penelitian ini setelah dianalisis dari data dan perhitungan menyebutkan bahwa bahan yang diannealing mengalami penurunan nilai kekerasannya yaitu #$%,& dari pada bahan yang tanpa annealing dengan nilai kekarasannya '#%,$. "asil pengujian metalografi pada bahan tanpa annealing menunjukkan terdapatnya dislokasi, sedangkan bahan yang di annealing menunjukkan terjadinya rekristalisasi dan pertumbuhan butir. Kata kunci : penempaan, annealing, brinell, perunggu gamelan
1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakan
Se#ak #aman +ra,se#ara-" manusia telamembuat +roduk dengan +engecoran +erunggu. Jaman tersebut biasa disebut sebagai #aman +erunggu bron(e age/. Sala- satu temuan tertua dari ba-an +erunggu terda+at di sekitar &rak,&ran Meso+otamia/. ncyclo+dia 2ritannica" $003/ 4ingga saat ini +erunggu meru+akan material yang terbaik untuk membuat +eralatan musik" se+erti bel" simbal drum" senar gitar dan bebera+a alat musik tiu+ yaitu terom+et" sao+-one dan klarinet ncyclo+dia 2ritannica" $003/. Termasuk #uga gamelan" yang meru+akan alat musik tradisional &ndonesia" menggunakan +erunggu sebagai material untuk menda+atkan kualitas bunyi yang terbaik 6lves" 177!/. 10@
+engeta-uan k-ususnya bidang teknologi ba-an. Man9aat lain yang da+at diambil adalauntuk memberi masukan ke+ada +raktisi +enem+aan atau k-ususnya +ara +engra#in gamelan agar da+at menentukan +embuatan
8erunggu adala- meru+akan +aduan utama tembaga" tima- +uti-" dan unsur,unsur lain yang mem+unyai si9at ta-an ter-ada+ korosi" dan daya -antar listrik yang baik. 8erunggu mem+unyai kadar tembaga :u/ !3 ; !7 <" tima- +uti- Sn/ $$ ; $) <. Selain itu terda+at cam+uran tamba-an lain se+erti timbal 8b/" seng =n/" nikel i/" besi Fe/" silicon Si/" mangan Mn/" aluminium 6l/" krom :r/" 9os9or 8/" belerang S/" dan arsenik 6s/. Sala- satu +enggunaan ba-an +erunggu yang banyak dikenal masyarakat k-ususnya masyarakat #a>a adala- gamelan. 1.2. Tu!uan
?ari -asil +enelitian dan +er-itungan da+at diketa-ui +erbandingan kekuatan dan karakteristik akibat dari +roses annealing ba-an" se-ingga -asil +enelitian ini di-ara+kan da+at secara langsung berman9aat untuk meningkatkan gamelan dengan melalui +roses annealing atau tan+a melalui +roses annealing . 1.". Tin!auan #ustaka
8roses ker#a +embuatan gamelan terdiri dari +roses +engecoran logam" +roses +embentukan" +roses menyelaraskan suara gamelan sruti/" dan terak-ir +roses 9inis-ing. 8roses
+embentukan menggunakan +embakaran ba-an logam yang bertu#uan untuk +elunakan" dan selan#utnya dengan +enem+aan. Umumnya +ara +engra#in gamelan tersebut setela- melakukan +roses +enem+aan akan langsung dilakukan +elarasan suara tan+a diberi +erlakuan +anas dengan annealing" +ada-al +roses +enem+aan akan membuat +eruba-an yang ter#adi +ada distribusi dan ra+at cacat yang berkaitan dengan +eruba-an si9at 9isik dan mekanik yang dialami kristal yang tela- terde9ormasi" maka dalam -al ini si9at 9isis dan mekanis dari ba-an yang mengalami +enem+aan akan beruba-. ?alam +enggunaan atau memainkan
Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
gamelan dengan cara di+ukul terus menerus disaat struktur,struktur kristal tidak ra+at atau cacat" maka akan ter#adi +eruba-an +ada kualitas suara" dan dalam >aktu lama akan mengakibatkan retak atau+un +eca- +ada ba-an. Setela- dilakukan +enem+aan terlebi- da-ulu dilakukan +roses annealing di-ara+kan da+at memuli-kan struktur kristal yang cacat ke struktur yang sebenarnya. Maka dalam +roses +embuatan gamelan sebaiknya melalui +roses annealing " agar k>alitas gamelan men#adi lebi- bagus +ada struktur kristal. Tegangan sisa ternyata da+at mem+engaru-i 9rekuensi bunyi. 8errin dkk 1777/ melakukan serangkaian +enelitian ter-ada+ 9rekuensi larasan bel ero+a akibat bebera+a +erlakuan. Frekuensi yang diukur adala- 9rekuensi nada dasar +ertama hum/ dan 9rekuensi -armoniknya tierce/. Sala- satu +erlakuan yang diteliti adala- annealing" yaitu +ele+asan tegangan sisa dengan +emanasan. 8ada +enelitian ini digunakan bel yang terbuat dari +erunggu :u,Sn/" material yang #uga digunakan +ada gamelan. 8engaru- annealing +ada 9rekuensi larasan da+at dili-at +ada tabel 1. berikut.
Tabel 1. Frekuensi $um dan Tierce Bel Carilln !"# Kg $Perrin dkk " 1%%%&
8erlakuan Bondisi 6>al o
6nnealing %)0 : o
6nnealing dan Duenc-ing dari %)0 : o
Re,6nnealing %)0 : o
6nnealing @10 :
Frekuensi 4A/
8eruba-an 4A/
"um
Tierce
"um
Tierce
$77@"7
!0$7"%
,
,
$777"1
!0%$"5
C$"$
C%"$
$7@@"3
@7!5"5
,%$"%
,5!"0
$735"5
!0$$"0
C13"!
C)@"5
$730"5
!007"0
,5"0
,1%"0
o
?ari tabel 1 menun#ukkan ba->a +ada o annealing %)0 :" 9rekuensi nada naik. o Sedangkan +ada annealing @10 :" 9rekuensi turun. Jika dibandingkan dengan si9at dari cam+uran :u,Sn" dengan +aduan Sn diatas 15<" maka +ada Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
annealing %)0 : tidak ter#adi +eruba-an 9asa" o sedangkan +ada tem+eratur @10 : 9asa beruba-. ?ari sini da+at disim+ulkan ba->a o +enurununan 9rekuensi +ada annealing @10 : diakibatkan +eruba-an strukur mikro ba-an. ?ari tabel #uga da+at dili-at ba->a Euenc-ing yang mengakibatkan +enimbunan tegangan sisa akan menurunkan 9rekuensi nada.
Sementara Diu" dkk $005/ melakukan +enelitian untuk meli-at +engaru- tegangan sisa ter-ada+ girosko+. Sala- satu karakteristik girosko+ yang diteliti adala- 9rekuensi +ribadi. 4asil menun#ukkan ba->a +ele+asan tegangan sisa akan ber+engaru- ke+ada 9rekuensi +ribadi. aik atau turunnya 9rekuensi +ribadi tergantung +ada #enis tegangan sisa yang tersim+an. Sya-roni $00!/ melakukan +enelitian ter-ada+ karakteristik getaran +ada bila-,bila ba#a dengan +erlakuan +emukulan se+erti +ada gamelan. 2ila-,bila- ba#a mengalami +roses +enem+aan dan annealing. Setela- +roses +erlakuan dengan di+ukul,+ukul dalam #angka >aktu tertentu" -asil +enelitian menun#ukan adanya kenaikan 9rekuensi bunyi +ada bila ba#a yang ditem+a. Sedangkan +ada bila- ba#a yang mengalami annealing tidak terda+at +eruba-an 9rekuensi bunyi. 8ada +engu#ian kekerasan menun#ukkan adanya kenaikan -arga kekerasan +ada bila- ba#a tem+a" sedangkan +ada ba#a annealing -arga kekerasannya tidak beruba-. 4asil analisis +engaru- tegangan sisa ter-ada+ si9at mekanik dilakukan ibmeier" dkk $005/. 8enelitian yang dilakukan adala- meli-at +engaru- +embebanan dan tegangan sisa ter-ada+ si9at,si9at mekanik material dengan menggunakan teknik indentasi. Sala- satu -asil yang menarik adala- +engaru- tegangan sisa ter-ada+ -arga kekerasan mikro material. 8enurunan tegangan sisa kom+resi akan menurunkan -arga kekerasan" sedangkan +enurunan tegangan sisa tarik akan menaikkan -arga kekerasannya. Tegangan sisa dalam suatu material da+at bersi9at menguntungkan mau+un merugikan. Tegangan sisa yang bersi9at merugikan +ada material da+at menurunkan keta-anan ter-ada+ beban se-ingga tegangan sisa tersebut -arus di-ilangkan atau dile+askan release/.
103
yang lain yaitu nilai +erbandingan antara -asil keta-anan ba-an tersebut yang meli+uti nilai kekerasan dan struktur mikro yang dida+at.
10!
8ada umumnya annealing meru+akan metode yang digunakan untuk mele+askan tegangan sisa. nnealing adala- +erlakuan +anas ter-ada+ material dengan memberikan +anas dalam #angka >aktu -ingga terca+ai tem+eratur seragam +ada sedikit diatas tem+eratur rekristalisasi" kemudian didinginkan dengan lambat :allister" $00!/. 8ele+asan tegangan sisa dengan +erlakuan +anas ini cuku+ e9ekti9. amun terda+at #uga bebera+a kerugian" se+erti biaya yang tinggi dalam bentuk +eralatan dan energi" k-ususnya untuk ob#ek yang besar" adanya la+isan oksidasi yang mucul di +ermukaan" serta beruba-nya si9at,si9at mekanik lain yang +enting Munsi dkk" $001/. 8embuatan +roduk gamelan bertum+u +ada +roses +engecoran yang selan#utnya dilan#utkan +roses +enem+aan forging /" +elarasan sruti/" dan ak-irnya 9inis-ing. Umumnya +ara +engra#in gamelan tersebut setela- melakukan +roses +enem+aan akan langsung dilakukan +elarasan tan+a diberi +erlakuan +anas dengan annealing" +ada-al +roses +enem+aan akan membuat +eruba-an yang ter#adi +ada struktur dan ra+at cacat yang berkaitan dengan +eruba-an si9at 9isik dan mekanik yang dialami kristal yang telaterde9ormasi" maka dalam -al ini si9at 9isis dan mekanis dari ba-an yang mengalami +enem+aan akan beruba-. ?alam +enggunaan atau memainkan gamelan dengan cara di+ukul terus menerus disaat struktur,struktur kristal tidak ra+at atau cacat" maka akan ter#adi +eruba-an +ada kualitas suara. 8ada a+likasinya dila+angan" -asil +embuatan gamelan dengan diberi atau tan+a +roses annealing akan sangat bervariasi" bergantung +ada struktur mikro dan si9at ba-an tersebut. Setela- dilakukan +enem+aan terlebi- da-ulu dilakukan +roses annealing di-ara+kan da+at memuli-kan struktur kristal yang cacat ke struktur yang sebenarnya. ?alam +roses +engu#ian nanti akan diketa-ui +erbedaan atau +erbandingan si9at,si9at akibat +erbedaan dari ba-an +erunggu yang melalui +roses annealing dan tan+a melalui +roses annealing . 8ermasala-an Se-ingga dalam -asil +enelitian ini di-ara+kan ba->a -ambatan yang meng-alangi +ara +engra#in gamelan tradisional dalam meningkatkan usa-anya da+at diatasi.
'. Bagian (nti
Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
2.1. Meto%e #enelitian
?alam rancangan +enelitian ini ba-an u#i sebelumnya dilakukan +engu#ian kom+osisi yang bertu#uan untuk mengeta-ui besar +ersentase +aduan tembaga,tima- +uti- dan +aduan lainnya
yang terda+at dalam ba-an dengan diketa-ui kom+osisi dari benda u#i maka yakin ba->a ba-an sesuai dengan rancangan dari +enelitian ini. Selan#utnya di lakukan +roses +enem+aan" dan kemudian benda u#i dibagi men#adi dua kelom+ok" kelom+ok yang satu diberi +roses annealing sedangkan kelom+ok lainnya tan+a diberi proses annealing" setela- itu da+at dilakukan bebera+a +engu#ian diantaranya yaitu' 8engu#ian kekerasan" untuk +engu#ian kekerasan menggunakan % s+esimen dari masing,masing benda u#i Selan#utnya dilakukan +engu#ian metalogra9i" li-at diagram alir +enelitian gambar 1 '
Mulai
Bahan Perunggu Gamelan
Pengu)ian Kmpsisi Prses Penempaan $&orin &
*engan Prses Annealin
Tanpa Prses Annealin
Pembuatan 'pesimen
Pengu)ian Kekerasan
Pengu)ian Metalogra9i
*ata Analisis Kesimpulan
Selesai
Gambar 1. *iagram Alir Penelitian Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
2a-an yang digunakan dalam +enelitian ini adala- +erunggu :uSn/ yang digunakan untuk membuat gamelan selan#utnya disebut bila- +erunggu gamelan. 2a-an ini dida+atkan dari +engra#in gamelan Slamet 6smoro 4adi"
dengan alamat di Jalan Ring Road 2arat" 8elemguri-" ?emaki#o" Sleman" Yogyakarta. 8roses +enem+aan dilakukan di industri +engra#in gamelan milik ba+ak Slamet 6smoro 4adi" dengan alamat di Jl. Ring Road 2arat" 8elemguri-" ?emak &#o" Sleman" Yogyakarta. 2a-an bila- +erunggu dengan s+esi9ikasi ' +an#ang $$0 mm" lebar 51mm" dan tebal @"7 mm.Setela- dilakukan +roses +enem+aan spesifikasi ba-an beruba- men#adi ' +an#ang $)) mm" lebar @0 mm" dan tebal )"15 mm. 8engu#ian kom+osisi untuk menda+atkan +ersentase nilai kom+osisi dari kandungan yang terda+at dalam ba-an +erunggu gamelan. 8engu#ian menggunakan alat u#i kom+osisi non ferro merk run )etalscan di Gaboratorium logam 8oliteknik Manu9aktur :e+er Blaten.8roses annealing menggunakan 9asilitas da+ur +emanas o*en/ se+erti gambar $ yang berada di Gaboratorium 2a-an Teknik ?,% Teknik Mesin UM Yogyakarta.
107
yang digunakan adala- 1000 atau 500 kg" dengan lama +enekanan 10 ,15 detik. Teta+i mengingat kekerasan ba-an yan diu#i dan #uga tebal ba-an su+aya tidak ter#adi indentasi yang terlalu dalam atau terlalu dangkal / maka digunakan gaya tekan dan indentor dengan diameter yang berbeda asalkan se1alu di+enu-i ' +ersyaratan P konstant . ?engan memenu-i +ersyaratan tersebut maka -asil +engukuran tidak akan berbeda banyak bila diu#i dengan gaya tekan atau diameter bola indentor yang berbeda. 4arga konstanta ini untuk ba#a adala- %0" untuk tembaga dan +aduan tembaga 10 dan untuk alumunium dan +aduan alumunium 5. Jadi dalam +engu#ian ini penetrator yang digunakan terbuat dari bola ba#a dengan diameter $"5 mm. aya tekan yang digunakan +ada mesin u#i kekerasan @$"5 Bg. 8engu#ian ini dilaksanakan di Gaboratorium 2a-an Teknik ?,% Teknik Mesin UM Yogyakarta. Jumla- keseluru-an +enekanan dilakukan @ titik +ada benda u#i. Yang terdiri % titik +ada ba-an yang di annealing dan % titik +ada ba-an tan+a di annealing .
Gambar '. *apur Pemanas $()en&
8engu#ian kekerasan yang digunakan adalametode kekerasan +rinell . 8ada +engu#ian kekerasan +rinell yang standar" digunakan bola ba#a yang dikeraskan berdiameter 10 mm" untuk +engu#ian kekerasan ba#a gaya tekan yang digunakan adala- %000 kg" untuk +engu#ian non logam Ferrous gaya tekan Gambar +. Alat ,)i Kekerasan Brinell Sumber ' Gaboratorium 2a-an Teknik ?,% Teknik Mesin UM Yogyakarta
8engu#ian metalogra9i dilaksanakan di Gaboratorium &lmu Gogam Universitas ad#aMada Yogyakarta. 8eralatan yang digunakan dalam +engu#ian metalogra9i adala- sebagai berikut '
110
Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
2.2. $asil %an #emba*asan
2a-an yang digunakan didalam +enelitian yaitu +lat +erunggu atau +aduan :u,Sn" untuk mengeta-ui nilai +ersentase +aduan :u,Sn atau unsur lainnya maka terlebi- da-ulu dilakukan +engu#ian kom+osisi. 6da+un -asil u#i kom+osisinya da+at dili-at +ada tabel $.
Gambar !. Alat ,)i Metalgrafi Sumber ' Gaboratorium 2a-an Teknik ?,% Teknik Mesin UM Yogyakarta
Tabel '. -asil ,)i Kmpsisi Perunggu Pengu)ian Ratarata
,nsur
:u
1 !5")5 <
' !5"!0 <
+ !5"5% <
! !5"!) <
!5"@0 <
Sn
$1")0 <
$1")0 <
$1"50 <
$1")0 <
$1")0 <
8b
0"!%% <
0"5!% <
0"@03 <
0"5!@ <
0"@$% <
=n
0")@% <
0")5@ <
0")5% <
0")5% <
0")5@ <
0"0%0 <
0"0$5 <
0"0$! <
0"0$% <
0"0$! <
Fe
0"055 <
0"0)! <
0"0@% <
0"05) <
0"055 <
6l
0"003 <
0"001 <
0<
0<
0"00$ <
:r
0"051 <
0"0)7 <
0"0)7 <
0"0)7 <
0"0)7 <
8
1"!10 <
1"!%0 <
1"!50 <
1"!00 <
1"!$0 <
S
0"01@ <
0"0$1 <
0"0$1 <
0"0$$ <
0"0$0 <
6s
0"0%7 <
0"0)% <
0"0)$ <
0"050 <
0"0)% <
Sumber/ Gaboratorium Gogam 8oliteknik Manu9aktur :e+er Blaten Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
Setela- dida+atkan data -asil u#i kom+osisi maka da+at dianalisa ba->a ba-an yang digunakan untuk +enelitian adala- +erunggu bron(e/ dengan kadar tembaga :u/ !5"@0 <"
111
Tima- 8uti- Sn/ $1")0 <" dan selain itu cam+uran tamba-an lain se+erti seng =n/" timbal 8b/" aluminium 6l/" dan lain,lainnya. -asil ,)i Kekerasan
8engu#ian kekerasan bertu#uan untuk mengeta-ui nilai kekerasan dari masing,masing benda u#i. 8engu#ian dilakukan dengan u#i kekerasan 2rinell dengan beban @$"5 kg9 dan menggunakan +enetrator bola ba#a karbida tungsten yang keras dengan diameter $"5 mm.
Tabel +. -asil u)i kekerasan benda u)i H. 4arga kekerasan 2rinell 42/
I 1 $ % rata,rata
$13"0 $1!"3 $1!"7 $1!"7
Y
17!"% 17!"5 17!") 17!")
:atatan' I benda u#i tan+a anealing Y benda u#i dengan anealing
?ari data rata,rata -asil +engu#ian kekerasan di+erole- nilai kekerasan +ada ba-an yang di annealing lebi- renda- kekerasannya dari +ada ba-an yang tidak di annealing . ?ari data tersebut da+at diketa-ui ba->a +ada saat +roses +enem+aan benda u#i akan mengalami deformasi +lastik. eformasi +lastik tersebut membuat bidang atom bergeser ter-ada+ bidang atom yang ada didekatnya atau disebut #uga dislokasi" bidang atom yang bergeser olesuatu gaya atau tegangan ini disebut tegangan geser. 6danya de9ormasi +lastik ini maka struktur intern logam da+at beruba-" olekarena itu de9ormasi da+at meruba- +ula si9at, si9at dari logam. Gogam yang mengalami de9ormasi +lastik akan men#adi lebi- keras dan getas akibat dari regangan dan bergesernya struktur kristal +ada saat terde9ormasi. 8ada +roses annealing struktur,struktur atom yang tela- mengalami dislokasi dalam kristal" akan bergerak dan menata diri kembali menu#u sisi dislokasi dalam kristal yang terregang" kemudian +ada kisi yang terregang karena terde9ormasi akan digantikan ole- kristal yang baru" orientasi
kristal yang baru tidak sama dengan kristal yang lama" -al ini mengakibatkan +erbedaan si9at kristal yang digantikan" dan kemudian ter#adi +ertumbu-an butir baru setelarekristalisasi tela- mengkonsumsi selurumaterial yang mengalami regangan. 8erbedaan orientasi ini mengakibatkan ba-an yang mengalami +roses annealing akan bersi9at lebilunak dan ulet. Bekerasan ditentukan +ada $0K: setela +emanasan sam+ai su-u tertentu selama 1 #am. Buningan dengan +engerasan regangan yang lebi- tinggi "mengalami +elunakan +ada su-u yang lebi- renda- dengan energi termal yang kurang. Ga>rence 4.L.L" Sriati. J 1771 ' $$3/ ?ari uraian tersebut da+at disim+ulkan ba->a setela- ter#adi +roses +enem+aan" +ada +engu#ian kekerasan benda u#i yang tidak di annealing akan mem+unyai nilai kekerasan yang lebi- tinggi dibanding dengan benda u#i yang tidak di annealing .
11$
-asil ,)i Metalgrafi
4asil dari +engu#ian metalogra9i adala- beru+a 9oto;9oto struktur mikro dari benda u#i yang di annealing dan benda u#i yang tan+a di
annealing " +engetsaan dan +emotretan dengan +embesaran $00 dan 500. ?engan demikian benda u#i da+at
=n
9asa
Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
diamati struktur mikro serta +eruba-an yang ter#adi kedua benda u#i. 8ada -asil 9oto,9oto struktur mikro da+at dianalisa +ada +eruba-an 9asa ter-ada+ tem+eratur dan kom+osisi ba-an" dan #uga +eruba-an si9at,si9at ba-an. 4asil dari +engu#ian metalogra9i da+at dili-at +ada 9oto, 9oto berikut '
9asa N
Gambar #. Benda u)i tanpa Annealin '00
:acat garis
Gambar 2. Benda u)i tanpa Annealin #00
Rekristalisasi 8ertumbu-an 2utir
Gambar 3. Benda u)i dengan Annealin '00 Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
11%
Gambar 4. Benda u)i dengan Annealin #00 ini yang lebi- dominan adala- tima- Sn/. Selain itu seng #uga tam+ak +ada butiran. ?ari -asil +engu#ian metalogra9i maka da+at diketa-ui -asil dari +engamatan dengan meli-at 8ada 9oto dari benda u#i tan+a annealing -asil 9oto,9oto struktur mikro +ada +elat terda+at gum+alan garis,garis yang disebut +erunggu yang melalui +roses annealing dan dislokasi cacat garis/ yang disebabkan dari tan+a annealing . de9ormasi +lastik dari +enem+aan. Jumla- dan +an#ang dari dislokasi ini bergantung +ada 8ada +aduan +erunggu :u,Sn/ yaitu :u #umla- de9ormasi tersebut" dalam #umla- kecil dengan kadar !5"@ < dan Sn $1") < akan cacat garis dislokasi/ ini akan membuat kristal dida+at butir,butir cam+uran :u dan Sn" logam akan men#adi 1000 kali lebi- ulet dimana Sn larut dalam :u yang disebut 9asa dibandingkan dengan keadaan tan+a cacat . dalam keadaan +adat" dan #uga terda+at unsur, 2ila dalam #umla- besar cacat garis ini da+at unsur lain yang larut dalam :u" maka terda+at meningkatkan kekuatan logam Ga>rence butir,butir kristal cam+uran dari :u dan Sn 4.L.L" Sriati. J 1771 ' $$$/. 8an#ang garis +ada saat didinginkan dari keadaan cair sam+ai dislokasi tersebut ber+engaru- +ada tegangan membeku. 8aduan meru+akan susunan dari geser" dislokasi tersebut da+at meng-ambat bebera+a 9asa" maka untuk mengeta-ui +ergerakan dislokasi yang lain" yang kemudian +eruba-an 9asa ter-ada+ tem+eratur dan da+at meningkatkan kekuatan ba-an. kom+osisi digunakan diagram 9asa. 8ertamba-an kekerasan akibat dari de9ormasi +lastik ini disebut pengerasan regangan. 8ada struktur mikro +ada ba-an tan+a 8ada 9oto dari benda u#i tan+a annealing" +ada diagram 9asa menun#ukkan annealing terli-at butir,butir dengan ukuran 9asa C ϵ +ada su-u kamar. 8ada 9asa ini ter#adi kecil" -al ini disebabkan ole- dislokasi cacat trans9ormasi +aritektik yang berarti ba->a garis/ akibat tegangan geser dari de9ormasi muncul 9asa +adat baru ϵ yang memiliki +lastik tersebut atau mengalami +engerasan struktur kristal yang berbeda dengan 9asa regangan" karena atom +ada +ermukaan batas +rimer dan terletak diantara 9asa +rimer CN/. butir memiliki energi bebas lebi- rendaFasa ϵ ber>arna kuning kemera-an yaitu =n dibandingkan atom yang terda+at dalam butir" Tata.S" Ben#i. : 173@ ' )1/. Fasa ϵ larut dalam maka butir,butir akan mengecil. larutan +adat 9asa +rimer , N/" yang lebi8ada 9oto struktur mikro dari ba-an u#i mendominasi adala- =n dibandingkan dengan yang di annealing garis,garis dislokasi +ada unsur yang lain dalam kom+osisi ba-an. 8ada 9oto ba-an u#i tam+ak beruba- men#adi titik, >arna yang terda+at +ada butiran yang titik ke-itaman. Titik,titik ini adala- kristal dominan terli-at adala- >arna +uti- ke+erakan. baru. Bristal baru akan Menurut ciri,ciri >arna dari logam" butiran
11)
muncul akibat dari +ergerakan atom,atom untuk membentuk susunan yang lebisem+urna atau disebut rekristalisasi. 4al ini akan terlaksana bila kristal di+anaskan melalui +roses annealing . 8ada +roses annealing kisi dislokasi yang ter#adi akibat deformasi +lastik akan digantikan ole- kristal yang baru" ini disebabkan getaran termal kisi lebi- besar +ada su-u tinggi yang memungkinkan ter#adinya +engaturan kembali atom,atom yang membentuk butiran yang lebi- sem+urna. etaran termal ter#adi karena energi termal akan meningkat +ada su-u yang tinggi. 8ada +roses rekristalisasi ini akan menurunkan kekuatan ba-an yang terli-at +ada -asil +engu#ian tarik +ada ba-an annealing . 8ada 9oto -asil u#i ba-an yang di annealing terli-at ukuran butir men#adi lebi- besar. 8ertamba-an ukuran butir ini disebut +ertumbu-an butir. 8ertumbu-an butir ditandai dengan batas butir men#adi lurus dan butir yang kecil akan menyusut sedangkan butir yang besar akan tumbu-. 8ertumbu-an butir ter#adi karena su-u yang tinggi +ada +roses annealing da+at meng-asilkan +ergerakan atom. Barena atom +ada +ermukaan batas butir memiliki energi bebas yang lebi- tinggi dibandingkan atom yang terda+at didalam butir" maka butir akan bertamba- besar. 8enurunan su-u akan meng-ambat +ergerakan batas butir teta+i tidak da+at membalikkan reaksi.
+. Penutup ".1. Kesimpulan
?ari -asil +enelitian melalui +engu#ian kom+osisi" +engu#ian metalogra9i" dan +engu#ian kekerasan da+at ditarik kesim+ulan dari +erbandingan si9at 9isis dan mekanis ba-an +erunggu gamelan dengan +roses nnealing dan tan+a +roses nnealing adala- sebagai berikut ' 1. 2a-an +erunggu gamelan mem+unyai si9at getas" ini dikarenakan unsur tima- Sn/ dalam tembaga :u/ terlalu besar" +enamba-an unsur 9os9or dan seng da+at mem+erbaiki si9at kekerasan" dan keta-anan ausnya. Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
$. 8ada +roses +enem+aan menyebab,kan ter#adinya cacat garis dislokasi/ +ada struktur kristal ba-an" +roses rekristalisasi dan +ertumbu-an butir baru +ada +roses annealing da+at mem+erbaiki cacat +ada struktur kristalnya" se-ingga di+erole ba-an yang mem+unyai struktur kristal yang baik tan+a cacat. %. 8ada +engu#ian kekerasan" ba-an u#i dengan annealing mengalami +enurunan +ada nilai kekerasan dari +ada ba-an u#i tan+a annealing " -al ini dikarenakan ter#adinya +elunakan +ada +roses annealing yang terli-at +ada 9oto struktur mikronya yang mengalami +roses rekristalisasi dan +ertumbu-an butir.
".2. 'aran
Untuk kesem+urnaan +enelitian selan#ut,nya agar di+er-atikan bebera+a -al sebagai berikut' 1. 8ada +emili-an ba-an +erunggu untuk gamelan" untuk menda+atkan ba-an yang keras maka da+at di+ili- dari ba-an yang tan+a di annealing " untuk menda+atkan struktur mikro yang baik dari ba-an maka da+at di+ili- dari ba-an yang di annealing " karena ba-an tersebut tan+a cacat +ada struktur kristalnya. $. 8ada +enelitian selan#utnya di-ara+kan untuk meneliti tentang nada dasar +ada gamelan" dengan memakai data,data yang suda- ada +ada +enelitian ini.
!. *aftar Pustaka (((((((" $003" +ron(e, /ncyclop0dia +ritannica: 1ltimate 2eference Suite" ncyclo+dia 2ritannica" :-icago 6lves" 2ill" 177!" Pleng: 3omposing for a 4ustly Tuned Gender +arung " Journal o9 t-e Just &ntonation et>ork 1" ++. ),11
:allister" O.?." Jr." $00!" )aterial Science and /ngineering, n t 5ntroduction" ! ed" Jo-n Oilley P Sons" inc. ++ %@, $0@
115
ibmeier" J." 4artmann" S." dan Sc-oltes" 2." $005" /ffect of applied and residual stresses on the analysis of mechanical properties by means of instrumented indentation techni6ues" Materials Science Forum Lols. )70, )71 $005/ ++. )5),)@0 8errin" R." S>allo>e" .M." :-arnley" T." dan Mars-all" :." 1777" 7n The ebossing, nnealing and )ounting of +ells, Journal o9 Sound and Libration $$!$/" ++. )07,)$5 Sur#odiningrat" O. Sudar#ana" 8.J." dan Susant o" 6." 177%" Tone )easurements of 7ustanding 4a*anese Gamelan in 8ogyakarta and Surakarta" ad#aMada University 8ress" $nd. Revised dition
Roy" 6.B." Lenkates-" 6." Mart-andam" L." ?ronavalli" S.2." Oells" ?." Rogge" R." $005" 2esidual Stress 3haracteri(ation in Structural )aterials by estructi*e and 9ondestructi*e Techni6ues" Journal o9 Materials ngineering and 8er9ormance" Lolume 1)$/ 6+ril $005 +.$0%,$11 Sudar#a" Teknik Pengecoran enong ari +ahan Paduan 3u-Sn" 8rogram Studi Teknik Fisika &T2" admin*t9.itb.ac.id.
11@
Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No. 2, Mei 2011
