Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"In casting process, fluidity is the most important properly to determine the flowability of molten metals. The aims of the research are to understand the influence of iron content addition of 0.5 wt%, 1.0 wt%, l' .4 wt% and l .8 wt%, on the fluidity and morphology of intermetallic phases formed in master alloy Al- 7wi%Si. The research was conducted' by using the vacuum suction test at varied temperatures, 660°C, 680?C, 700°C and 720°C. The results showed that increasing of iron content will reduce fluidity affil-7wt%Si alloy due to the increasing of size and amount of intermetaliic phases, specially B-Al5FeS phasei. The other hand increasing of iron content will increase volume fraction of intermetallic phases that cause the increasing of viscosity."

"Besi merupakan elemen pengotor dalam paduan aluminium tuang yang bersifat merusak jika kadarnya berlebih. Kehadiran elemen ini dalam paduan aluminium umumnya dihasilkan dari penggunaan peralatan baja dan penambahan material scrap saat proses pengecoran. Pada kondisi kesetimbangan, kelarutan padatan besi dalam larutan padat aluminium sangat rendah (~0,05%) sehingga akan membentuk fasa intermetalik di dalam paduan aluminium. Pada paduan Al-Si, fasa intermetalik yang umum terbentuk adalah ?-Al8Fe2Si, yang berbentuk chinese script, dan ?-Al5FeSi, yang berbentuk jarum. Kehadiran fasa intermetalik ini, terutama ?-Al5FeSi, dapat menurunkan sifat mampu cor dan sifat mekanis paduan Al-Si. Banyak faktor yang mempengaruhi pembentukan fasa intermetalik dalam paduan aluminium, antara lain komposisi paduan, superheat leburan, laju pendinginan, dsb. Penelitian ini memfokuskan pada pengaruh kadar besi dan temperatur tuang terhadap sifat mampu cor, khususnya nilai fluiditas serta morfologi fasa intermetalik yang terbentuk pada paduan Al-Si hipoeutektik. Pengujian nilai fluiditas paduan Al-Si hipoeutektik ini dilakukan dengan menggunakan alat uji fluiditas vakum. Kadar besi yang bervariasi, yaitu 0,5 wt%, 1,0 wt%, 1,4 wt% dan 1,8 wt%, ditambahkan ke dalam paduan Al-Si hipoeutektik untuk mengetahui pengaruh kadar besi terhadap nilai fluiditas. Pengujian fluiditas ini dilakukan pada temperatur tuang yang bervariasi, yaitu 660_C, 680_C, 700_C dan 720_C, sehingga pengaruh superheat leburan terhadap fluiditas juga dapat diketahui. Untuk mengetahui morfologi fasa intermetalik yang terbentuk dilakukan pengamatan sampel hasil uji fluiditas dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM). Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan peningkatan temperatur tuang maka nilai fluiditas paduan Al-Si hipoeutektik akan semakin meningkat, namun dengan penambahan kadar besi maka nilai fluiditas akan semakin menurun. Hal ini dikarenakan dengan penambahan kadar besi maka ukuran dan jumlah fasa intermetalik yang berbentuk jarum (?-Al5FeSi) akan semakin bertambah. Fasa intermetalik tersebut akan menghalangi saluran interdendritik sehingga logam cair semakin sulit untuk masuk ke dalam cetakan.

---

Iron is the most common and usually (at high level) detrimental impurity in aluminum casting alloys. The impurity in aluminum alloy results mainly from the use of steel tools and scrap material in casting process. As the equilibrium solid solubility of iron in the aluminum solid solution is rather low (~0,05%), iron exists in aluminum alloy in the form of Fe-rich intermetallic phases. In Al-Si hypoeutectic alloy, the most common intermetallic phases are ?-Al8Fe2Si (appears in the form of chinese script) and ?-Al5FeSi (appears in the form of platelet). The presence of intermetallic phases, especially ?-Al5FeSi, reduce castability and mechanical properties. Many factors that influence of intermetallic formation, such as alloy composition, melt superheating, cooling rate, etc. The research focused on effect iron content and pouring temperature on castability, especially fluidity and morphology intermetallic phases that form in Al-Si hypoeutectic alloy. Research on the fluidity in Al-Si hypoeutectic alloy was conducted by using the vacuum suction test. Varied iron levels, 0.5 wt%, 1.0 wt%, 1.4 wt% and 1.8 wt%, were introduced into Al-Si hypoeutectic alloy to find out their influences on the fluidity. The research was done at varied temperatures, 660_C, 680_C, 700_C and 720_C, so effect melt superheating on fluidity could be identified. Afterwards, sample of fluidity test are observed by using Scanning Electron Microscope (SEM) to identify size and morphology their intermetallic phases. The results obtained showed that the increasing pouring temperature improve the fluidity of Al-Si hypoeutectic alloy. On the other hand, the increasing iron content reduce the fluidity of Al-Si hypoeutectic alloy due to size and volume fraction of intermetallic phases, especially ?-Al5FeSi (needle-like), will increase. The intermetallic phases causes interdendritic flow channels blocked thus the flow of liquid metal more difficult to feed in the mold."

"Sifat mampu cor (castability) yang baik merupakan hal yang sangat penting dalam menghasilkan produk alumunium dengan ketebalan yang relatif tipis dan bentuk yang rumit. Fluiditas (sifat mampu alir) merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi castability suatu logam dalam proses pengecoran, khususnya untuk menghindari cacat-cacat yang sering terjadi pada produk cor. Bahan baku yang biasa digunakan dalam dunia industri pengecoran di Indonesia, biasanya cenderung menggunakan scrap karena dinilai mempunyai nilai yang lebih ekonomis. Tetapi dengan penggunaan scrap akan banyak menghadapi kendala terutama dengan adanya unsurunsur pengotor yang kehadirannya sangat tidak diinginkan seperti Fe yang dalam jumlah tinggi ternyata dapat menurunkan sifat mekanis dan nilai fluiditas dari paduan dengan membentuk fasa intermetalik. Penelitian ini menggunakan ingot Al-7wt%Si yang diberi pengotor Fe sebesar 1.2, 1.4, dan 1.6 wt %. Kemudian paduan tersebut ditambahkan modifier Sr sebesar 0.015, 0.03, dan 0.045 wt % dan diukur nilai fluiditasnya pada temperatur 720°C, 700°C, 680°C, dan 660°C. Hasil percobaan tersebut dianalisa dan sebagian diambil gambar struktur mikronya untuk mengetahui pengaruh stronsium terhadap morfologi fasa intermetalik yang terbentuk. Dengan penambahan 0.03 dan 0.045 wt % Sr, terlihat adanya pengurangan panjang fasa jarum intermetalik Al-Fe-Si yang terbentuk dari sekitar 5-20 _m menjadi sekitar 3-10 _m pada 0.03 % Sr, dan 1-12 _m pada 0.045 % Sr. Sementara pada pengukuran nilai fluiditas, hasil optimum diperoleh pada penambahan 0.03 % Sr pada temperatur tuang 720°C.

---

Good castability represents very important matter in yielding product of aluminum casting with thin relative product and complicated form. Fluidity is one of a factor that influencing castability of a metal in casting, especially to avoid defects which often happened at casting product. Raw material which commonly use in casting industry in Indonesia, usually tend to use scrap because of its economic value. But with usage of scrap will facing many obstacles, especially with existence of pollutant elements which is very not to be wanted like Fe which in high concentration can degrade the mechanical properties and fluidity value of aluminum alloy with the forming of intermetallic phase. This research using ingot of Al-7wt%Si and given by pollutant of Fe equal to 1.2, 1.4, and 1.6 wt %. Then the strontium is added, equal to 0.015, 0.03, and 0.045 wt % and its fluidity value is measured at 720°C, 700°C, 680°C, and 660°C. Results are analyzed and some of them are taken by the micro structure picture to know the influence of strontium to the morphology of intermetallic phase. With addition 0.03 and 0.045 wt % Sr, the reduction of needle length Al-Fe-Si intermetallic were seen, from about 5-20 _m becoming 3-10 _m at 0.03 % Sr, and 1-12 _m at 0.045 % Sr. Whereas at measurement of fluidity value, optimum result obtained at addition of 0.03 % Sr at 720°C."

"Unsur besi selalu merugikan didalam paduan alumunium tuang, didalam alumunium unsur tersebut membentuk fasa intermetalik yang tidak dapat dipisahkan baik secara kimia maupun secara thermodinamika. Dengan tingginya kandungan besi didalam alumunium maka sifat mekanis dan fluiditas dari alumunium menurun. Sementara itu fluiditas sangat mempengaruhi castability, jika nilai fluiditas rendah maka nilai castability juga menurun dan akan menimbulkan berbagai cacat pada proses pengecoran seperti keropos dan shrinkage. Dari permasalahan tersebut maka dilakukanlah penambahan modifier stronsium (Sr) dalam jumlah kecil kedalam paduan aluminium silikon eutektik yang bertujuan untuk mendapatkan nilai fluiditas atau mampu alir yang baik. Penelitian ini secara khusus ditujukan untuk mempelajari pengaruh variasi persentase penambahan besi (0.6 wt%, 0.8wt%, 1.0 wt%) dan penambahan persentase stronsium (0.015 wt %, 0.03 wt.% dan 0.045 wt%) terhadap modifikasi paduan aluminium besi silikon eutektik pada temperatur tuang yang bervariasi (660_C, 680 _C, 700 _C, 720 _C) dengan menggunakan metode fluiditas vakum (vacuum suction technique). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa peningkatan temperatur tuang (derajat superheat) cairan 660 _C hingga 720 _C akan meningkatkan nilai fluiditas paduan aluminium besi silikon eutektik. Sementara pada penggunaan modifier stronsium (Sr) sebanyak 0.015 wt %, 0.03 wt.% dan 0.45 wt %, terhadap penambahan besi sebanyak 0.6 wt%, 0.8wt%, 1.0 wt% , nilai fluiditas optimum dicapai saat penambahan 0.03 wt.%. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan modifier yang tepat akan menurunkan temperatur undercooling (_Tn dan _Tg ) dan menghasilkan struktur eutektik yang lebih bulat dan halus (fully modified) dan memodifikasi fasa intermetalik menjadi lebih kecil dan sehingga didapatkan sifat mampu alir yang semakin baik atau nilai fluiditas yang semakin tinggi.

---

Iron suffers more disadvantages in aluminium casting alloy. In aluminium, it formed chemically and thermodynamically inseparable intermetalic phase. Fluidity and mechanical properties of aluminium decreased, due to increasing of iron content in it. Meanwhile the fluidity extremely influenced the castability. Value of castability decreased, due to the decreasing value of fluidity, and it caused shringkage, porosity and other disadvantages in foundry process. Because of that case, it is necessary to reach value of fluidity by modifier added of insignificant number of strontium into eutectic silicon aluminium alloy. This experiment especially did for studying conservation a variety of iron percentage added (0.6 wt%, 0.8wt%, 1.0 wt%) and strontium percentage added (0.015 wt %, 0.03 wt.% dan 0.045 wt%) concerning modification of eutectic silicon iron aluminium alloy, at a variety of casting temperature (660 _C, 680 _C, 700 _C, 720 _C) by using vacuum suction technique. The result showed that value of eutectic silicon iron aluminium alloy fluidity increased, due to the increasing of casting temperature (superheat degree) from 660 _C up to 720 _C. Meanwhile in modifier added of strontium of 0.015 wt%, 0.03 wt% and 0.045 wt%, concerning iron added of 0.6 wt%, 0.8 wt%, 1.0 wt%, optimum value of fluidity was reached when adding 0.03 wt% Sr. It showed that by using efficient modifier would decreased undercooling temperature (Tn and Tg) and would resulted fully modified of eutectic structure and intermetalic phase modified to become smaller, lead on the longer the value of fluidity."

"Besi merupakan pengotor alami yang umum ditemukan dalam paduan hasil coran alumunium yang banyak digunakan dalam industri otomotif. Unsur besi bersifat merugikan pada alumunium karena dapat menurunkan sifat mekanis dan mampu cor paduan dengan membentuk fasa kedua intermetalik. Untuk mengantisipasi sifat yang merugikan tersebut dilakukan modifikasi menggunakan Sr yang nantinya dapat merubah morfologi dan persebaran fasa intermetalik yang berkontribusi dalam memperbaiki sifat mekanis dan mampu cor alumunium. Sehingga nantinya dapat digunakan paduan alumunium dengan toleransi kadar Fe yang tinggi.Peneltian ini bertujuan untuk mengidentifikasi fasa intermetalik pada paduan Al-11%Si dengan variabel modifier stronsium (0,015%; 0,030%; dan 0,045%) dan unsur besi (0,6%; 0,8%; dan 1% Fe). Pembuatan sampel dilakukan dengan melebur ingot Al-11%Si serta master alloy Al-80%Fe dan Al-10%Sr melalui perhitungan material balance terlebih dahulu sebelumnya. Setelah komposisi sesuai, pengambilan sampel dilakukan menggunakan alat uji fluiditas melalui pipa tembaga agar didapatkan kecepatan pendinginan yang sama. Kemudian preparasi sampel metalografi dilakukan agar dapat dilakukan pengamatan struktur mikro menggunakan SEM. Pengujian menggunakan XRD dilakukan untuk mengidentifikasi fasa intermetalik yang terbentuk. Perhitungan fraksi area fasa intermetalik dilakukan menggunakan software PICSARA. Sedangkan untuk mengidentifikasi dan menghitung kosentrasi fasa intermetalik digunakan software PowderX dan XPowder.Hasil penelitian menunjukan bahwa morfologi struktur silikon yang terbentuk akan semakin halus dan tersebar merata seiring dengan penambahan modifier stronsium. Kemudian nilai fraksi area, panjang maksimal, dan kosentrasi fasa intermetalik yang terendah dicapai saat penambahan 0.03% Sr. Hal ini menunjukan bahwa penambahan modifier Sr yang sesuai dapat memodifikasi morfologi dan distribusi fasa intermetalik menjadi lebih halus serta dapat meningkatkan nilai mampu alir paduan. Sedangkan semakin tinggi unsur besi yang ditambahkan, maka nilai fraksi area, panjang maksimal, dan kosentrasi fasa intermetalik juga akan semakin tinggi yang berakibat pada menurunnya nilai mampu alir paduan.

---

Iron is a natural impurity which is commonly found in aluminum casting alloys that has been used for automotive industries. Iron element has unfavorable characteristic by forming second phase intermetallic. So it is necessary to modify the aluminum alloy by combining Sr modifier that can improve morphology and distribution of inter-metallic phase to increase castability and mechanical properties of aluminum alloys, consequently goals of this research, that aluminum alloys with highly contained Fe impurities still can be used with higher tolerance in casting process, can be achieved.The goal of this research is to identify intermetallic phase in eutectic aluminum silicon alloy in addition of strontium modifier (0,015%; 0,030%; and 0,045%) and iron elements (0,6%; 0,8%; and 1%) as variables. Samples prepared by melting Al-11%Si ingot subsequently Al-80%Fe and Al-10%Sr master alloys. This process counted by using the material balance formula. After the appropriate chemical composition is achieved, the sample was taken at 720°C by using fluidity testing machine through a copper pipe in order to get the same cooling temperature rate in all chemical compositions. Then samples are prepared metallographically to observe microstructures using SEM. Observations using XRD is also had been done to identify intermetallic phase quantitatively and qualitatively.Result of the research shows that the silicon structure morphology could form finer structures and spread evenly along with addition of Strontium modifier. The minimum value of % area fraction, maximum length, and concentration of intermetallic phase were achieved when 0,030% Sr added to alloys. The result also gives information that the appropriate strontium addition to alloys would modify the morphology and distribution of intermetallic phase which improve the fluidity of the alloy. The higher iron element added, the more value of % area fraction, maximum length, and concentration of inter-metallic phase which caused poor fluidity."

"Fe adalah jenis pengotor yang umum ditemukkan pada paduan aluminium. Pada umumnya pada aluminium, unsur Fe sangat merugikan karena dapat membentuk fasa intermetalik yang menyebabkan kegetasan pada paduan aluminium. Selain itu adanya unsur Fe juga dapat mengurangi castability dari paduan aluminium baik dalam pembentukkan porositas dari produk cor ataupun menurunkan nilai fluiditasnya. Pada penelitian ini akan di analisis besarnya pengaruh Fe terhadap pembentukkan fasa intermetalik dan pengaruhnya terhadap fluiditas paduan eutektik aluminium-silikon. Penelitian ini menggunakan bahan master alloy paduan Al-11%Si untuk menghindari pengaruh unsur paduan lain terhadap pembentukkan intermetalik ataupun fluiditasnya. Pada penelitian ini menggunakan variable temperature tuang 660_C,680_C, 700_C, dan 720_C. Selain itu pengujian ini juga menggunakan variable kadar Fe diantaranya; 0,6%, 0,8%, 1%, dan 1,2%. Jenis pengujian yang digunakan untuk mengetahui pengaruh Fe terhadap pembentukkan fasa intermetalik dan fluiditasnya antara lain; pengujian fluiditas dengan alat vacuum suction, pengujian komposisi material, pengamatan mikrostruktur dengan menggunakan SEM yang disertai dengan EDX. Dari hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa meningkatnya kadar Fe akan menurunkan fluiditas dari paduan eutektik, yang dipengaruhi pembentukkan fasa intermetalik AlFeSi. Semakin besar fasa intermetalik akan menghalangai feeding logam cair sehingga menurunkan fluiditasnya. Selain itu jumlah fasa intermetalik terhadap matriks aluminium juga berpengaruh terhadap pengurangan fluiditas berkaitan dengan meningkatnya viskositas logam cair. Dari hasil pengujian yang didapat menjelaskan bahwa adanya Fe akan menimbulkan fasa intermetalik yang dapat mengurangi nilai fluiditas logam aluminium cair.

---

Iron is a kind of common impurities in aluminium alloy. Iron have detrimental effect in aluminium alloy because Fe can form intermetallic phase that causing embrittlement in mechanic properties. Beside that iron can produce porosity in casting product and reduce the fluidity of aluminium molten. This research will analyze effect of iron that reducing the fluidity Aluminium-Silikon eutectic. This research using master alloy aluminium-silikon eutectic alloy for avoid influence other alloy to form intermetallics and fluidity. This research using pouring temperature variables such as; 660_C, 680_C, 700_C, and 720_C. Beside that this research also using variable of iron concentration in 0,6%, 0,8%, 1%, and 1,2%. The research including fluidity testing with vacuum suction tool, composition examination of materials, and observation microstructure by SEM that followed with EDX. In the results showing increasing concentration of iron will reduce the fluidity that related the formation of intermetallics in microstructure. More coarse the intermetallics tend to reduce fluidity of liquid aluminium because presence of coarse intermetallics interferes with feeding. Beside that amount of intermetallics to matrix aluminium will increasing the viscosity aluminium liquid.So, increasing amount of intermetallics will also reduce the fluidity. The results of this fluidity testing can explain increasing concentration of iron in eutektik aluminium-silicon will produce of intermetallics. This intermetalics will reduce the fluidity with interfere feeding and increasing the viscosity."

"ABSTRAKTelah dilakukan penelitian pengaruh penambahan Fe dan Sr berhadap perubahan struktur mikro paduan hipoeutektik Al-7% Si dan paduan eutektik Al-11% Si terutama terhadap pembentukan fasa intermetalik dan nilai fluiditas paduan dengan metode vakum (vacum suction test). Perancangan dan pembuatan alat uji fluiditas metode vakum ini dilakukan untuk meminimalisasi kekurangan-kekurangan yang didapat dari pengujian fluiditas metode spiral dan metode lainnya. Hasil perancangan dan pembuatan alat ini untuk mendapatkan pengukuran temperatur dan kecepatan tuang yang lebih presisi pada saat melakukan pengujian fluiditas. Penelitian yang telah dilakukan oleh para peneliti sebelumnya, beberapa telah meneliti penggunaan Sr sebagai modifier, akan tetapi belum ada penelitian yang memfokuskan pada keterkaitan antara Sr sebagai modifier dan nilai fluditas dari paduan hipoeutektik Al-7% Si dan paduan eutektik Al-11% Si menggunakan metode vakum. Penelitian yang dilakukan pada prinsipnya dibagi ke dalam beberapa bagian, yaitu pembuatan peralatan uji fluiditas metode vakum dan validitasnya, pembuatan master alloy hipoeutektik dan eutektik serta karakterisasinya, dan rekayasa penambahan unsur Fe dan Sr pada kedua paduan untuk melihat pengaruh penambahan Fe dan Sr terhadap pembentukan fasa intermetalik dan nilai fluiditas kedua paduan.Karakterisasi yang dilakukan adalah analisis struktur mikro, terutama fasa intermetalik yang terbentuk pada paduan Al-7% Si dan Al-11% Si secara kuantitatif dan kualitatif, menggunakan mikrosokop elektron yang dilengkapi spektroskopi sinar-X (SEM/EDX) dan difraksi sinar-X (XRD).Dalam pembuatan peralatan uji fluiditas metode vakum, pengujian validasi dengan menambahkan modifier Sr dan grain refiner Al5TiB pada paduan komersial ADC12 didapatkan hasil yang sesuai dengan literatur. Penambahan 0,03% Sr memberikan nilai fluiditas yang paling baik, sedangkan penambahan 0,15% Al5TiB menghasilkan butir yang halus dan nilai fluiditas yang paling baik. Sementara itu, waktu proses degassing sangat menentukan nilai fluiditas, karena semakin lama waktu degassing yang diberikan akan meningkatkan nilai fluiditas paduan komersial ADC12. Hal ini dapat dipahami karena proses degassing akan mengikat gas hidrogen yang ada dalam logam cair, dimana keberadaan gas ini akan menyebabkan cacat pada produk cor.Dari hasil pengujian dan validasi variasi jenis pipa dan tekanan didapatkan bahwa, dalam penelitian ini, pipa tembaga dengan tekanan 8 inHg yang paling baik untuk digunakan. Dari hasil pengujian fluiditas pada paduan Al-7% Si yang ditambahkan Fe, didapatkan bahwa semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas semakin turun. Hal ini dapat dipahami karena Fe akan membentuk senyawa intermetalik Al-Fe-Si yang mengganggu proses mampu alir paduan aluminium dimana semakin banyaknya fasa intermetalik yang terbentuk akan semakin menurunkan fluiditasnya.Pengujian fluiditas paduan Al-7% Si yang ditambahkan 1,2% Fe; 1,4% Fe; dan 1,6% Fe serta 0,015% Sr- 0,045% Sr memberikan hasil bahwa dengan semakin tingginya temperatur tuang maka nilai fluiditas akan semakin tinggi pada semua komposisi. Pada penambahan 0,03% Sr didapatkan nilai fluiditas yang paling tinggi pada setiap komposisi; dalam hal ini penambahan 0,03% Sr akan memodifikasi silikon primer menjadi lebih bulat dan mengubah morfologi fasa intermetalik menjadi lebih pendek. Dengan bertambahnya kadar Fe maka ukuran panjang dan lebar maupun fraksi luas intermetalik fasa intermetalik β-Al5FeSi akan semakin meningkat. Pada paduan Al-7% Si didapatkan fasa intermetalik yang paling panjang pada penambahan 1,6% Fe yaitu 22,21 μm dan yang paling pendek pada penambahan 1,2% Fe yaitu 9,66 μm. Untuk fraksi luas intermetalik yang terbentuk, dengan penambahan Fe yang semakin tinggi, akan menghasilkan fraksi luas intermetalik yang semakin besar. Pada penambahan 1,2% Fe menghasilkan fraksi luas intermetalik 3,67%, sedangkan pada penambahan 1,4% Fe dan1,6% Fe masing-masingnya menghasilkan fraksi luas 4,03% dan 5,23% Dari hasil pengujian fluiditas pada paduan Al-11% Si yang ditambahkan Fe, juga didapatkan bahwa semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas semakin turun. Sedangkan pengujian fluiditas paduan Al-11%Si yang ditambahkan Fe dan Sr yang bervariasi juga memberikan hasil yang sama seperti pada paduan Al-7% Si, dimana dengan semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas paduan akan turun, sedangkan nilai fluiditas yang paling tinggi diberikan oleh penambahan Sr sebesar 0,03%. Pada penambahan 1% Fe memberikan fasa intermetalik yang paling panjang yaitu 50,25 μm, sedangkan fasa intermetalik yang paling pendek diberikan oleh penambahan 0,6 % Fe yaitu 21,3 μm. Pada paduan Al-11% Si umumnya dengan penambahan Fe yang semakin tinggi, akan menghasilkan fraksi luas intermetalik yang semakin besar. Pada penambahan 0,6% Fe menghasilkan fraksi luas intermetalik 1,01%, sedangkan pada penambahan 0,8% Fe dan 1% Fe masing-masingnya menghasilkan fraksi luas 1,16% dan 2,26%.Hasil pengujian fluiditas, baik pada paduan Al-7% Si maupun pada paduan Al-11 %Si memperlihatkan adanya kecendrungan bahwa dengan bertambahnya kadar Fe, akan semakin menurunkan nilai fluiditasnya; akan tetapi apabila ditambahkan dengan Sr, nilai fluiditasnya akan kembali naik. Perubahan nilai fluiditas ini didukung oleh morfologi struktur mikro dari hasil pengujian SEM yang memperlihatkan adanya matrik aluminium, struktur silikon, dan fasa intermetalik. Komposisi yang didapatkan melalui perkiraan hasil EDX diperkuat dengan data dari hasil pengujian XRD yang kemudian mengidentifikasi akan adanya fasa intermetalik α dan β . Akan tetapi, jika pada kedua paduan ini ditambahkan modifier Sr maka terjadi perubahan morfologi fasa intermetalik.Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa Sr berfungsi mengubah struktur mikro fasa intermetalik yang panjang menjadi lebih pendek dan bulat sehingga akan menaikkan nilai fluiditas dari kedua paduan ini. Pada penambahan 0,03% Sr didapatkan nilai fluiditas paling baik pada setiap komposisi , dalam hal ini penambahan 0,03% Sr akan memodifikasi silikon primer menjadi lebih bulat dan mengubah morfologi fasa intermetalik menjadi lebih pendek.

---

ABSTRACTThe effect of Fe and Sr addition on the intermetallic phase(s) formation and fluidity of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys has been investigated. Vacuum suction test equipment development for fluidity test was designed to minimize the disadvantages from spiral and other fluidity test methods. This fluidity test design was aiming at obtaining a precise temperature measurement and pouring rate in the fluidity test. Many researchers have investigated the role of Sr as a modifier but none of them focused in the relationship of Sr as a modifier and its effect on the fluidity of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys by using vacuum suction test.In this investigation, the work is divided into several sections, i.e. vacuum suction test equipment designing and development for fluidity test and its validity, synthesis of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys (master alloys) and their characterization, and effect of Fe and Sr elements addition into the master alloys on the intermetalic phase(s) formation and fluidity. The characterization that has been carried out including microstructure by using electron microscope (SEM/EDX) and X-ray diffraction (XRD).In the test equipment designing and development for fluidity test, validation test on the addition of Sr and grain refiner Al5TiB into commercial ADC12 alloy gives the same result as in literatures, in which the addition of 0.03% Sr gives the best performance while addition of 0.15% Al5TiB results in fine grain and the best fluidity. At the same time, degassing time affects the flowability greatly in which the more time for degassing the better the fluidity of the commercial ADC12 alloy. This can be understood since the degassing process will reduce the hydrogen gas in the melt, which may cause defect in the casting product. The validation test on the vacuum suction equipment also shows that, in this investigation, copper tube with a pressure of 8 inHg provides the best performance.The fluidity test on the Al-7% Si alloy with the addition of Fe shows that the increasing of Fe content results in decreasing of the fluidity. This can be understood since Fe will form an intermetalic phase of Al-Fe-Si, which will interfere and further slow down the flowability of aluminum alloys. At the same time, addition of 1.2% Fe; 1.4% Fe and 1.6% Fe, and 0.015% Sr ? 0.045% Sr shows that the flowability of the alloy increases with the increasing of temperature at all compositions. In this investigation, addition of 0.03% Sr results in the highest fluidity; in this instance, addition of 0.03% Sr will modify lath primary silicon intermetallic phase to become more round and changes the intermetallic phase morphology shorter than that of without Sr addition. The formation of intermetallic phase β-Al5FeSi within Al-7% Si alloy increase with Fe content. This can be understood since the ability of Sr to modify the intermetallic phase decreases with the increase of Fe content. With the increase of Fe content, the fraction of β-Al5FeSi increases both in length and area fraction of the intermetallic phase. In this investigation, the intermetallic phase with the maximum length of 22.2 μm occurs at the addition of 1.6% Fe while the intermetallic phase with the shortest length of 9.66 μm occurs at the addition of 1.2% Fe. In the event that Sr element is added into the alloys containing these Fe contents, the size of the intermetallic phases changes with the average length of 11.3 μm. In general, the increasing content of Fe results in the increasing area fraction of the intermetallic phase. Addition of 1.2% Fe results in intermetallic area fraction of 3.67%, whilst addition of 1.4% Fe and 1.6% Fe results in the intermetallic area fractions of 4.03% and 5.23% respectively.Fluidity test on the Al-11 % Si alloy with the addition of Fe also shows that the more Fe content the less the fluidity of the alloy. At the same time, fluidity test on the Al- 11% Si alloy with the addition of various Fe and Sr compositions also results in the same way as that of Al-7% Si alloy, in which the increasing of Fe content results in decreasing of the fluidity, while the highest fluidity is given by the addition of 0.03% Sr. The formation of intermetallic phase β-Al5FeSi within Al-11% Si alloy also increase with Fe content. With the increase of Fe content, the fraction of β-Al5FeSi increases both in length and area fraction of the intermetallic phase, in which the intermetallic phase with the maximum length of 50,25 μm occurs at the addition of 1.0% Fe while the intermetallic phase with the shortest length of 21,3 μm occurs at the addition of 0.6% Fe. Addition of 0.6% of Fe results in intermetallic area fraction of 1,01%; while addition of 0.8% and 1.0% results in area fractions of 1.16% and 2.26%, respectively. The fluidity tests of both Al-7% Si and Al-11% Si alloys show the same trend in which the more Fe content the less the fluidity, while addition of Sr increases the fluidity. The change in this fluidity result is supported by morphology and microstructure of the alloys taken from the SEM, which shows an aluminum matrix, silicon structure, and intermetallic phases. The predicted compositions from EDX analysis are supported by XRD data analysis, which identifies the presence of the intermetallic phases of α and β. However, in the event that Sr is added into these two alloys, the intermetallic phases will be change. It can be concluded that Sr has an effect on the microstructure of the intermetallic phases, in which the addition of 0.03% Sr gives the best fluidity at all compositions; in this instance, addition of 0.03% Sr modifies primary lath silicon into more round and changes the intermetallic phases morphology to become shorter than that of without Sr addition."

"ABSTRAKTelah dilakukan penelitian pengaruh penambahan Fe dan Sr berhadap perubahan struktur mikro paduan hipoeutektik Al-7% Si dan paduan eutektik Al-11% Si terutama terhadap pembentukan fasa intermetalik dan nilai fluiditas paduan dengan metode vakum (vacum suction test). Perancangan dan pembuatan alat uji fluiditas metode vakum ini dilakukan untuk meminimalisasi kekurangan-kekurangan yang didapat dari pengujian fluiditas metode spiral dan metode lainnya. Hasil perancangan dan pembuatan alat ini untuk mendapatkan pengukuran temperatur dan kecepatan tuang yang lebih presisi pada saat melakukan pengujian fluiditas. Penelitian yang telah dilakukan oleh para peneliti sebelumnya, beberapa telah meneliti penggunaan Sr sebagai modifier, akan tetapi belum ada penelitian yang memfokuskan pada keterkaitan antara Sr sebagai modifier dan nilai fluditas dari paduan hipoeutektik Al-7% Si dan paduan eutektik Al-11% Si menggunakan metode vakum. Penelitian yang dilakukan pada prinsipnya dibagi ke dalam beberapa bagian, yaitu pembuatan peralatan uji fluiditas metode vakum dan validitasnya, pembuatan master alloy hipoeutektik dan eutektik serta karakterisasinya, dan rekayasa penambahan unsur Fe dan Sr pada kedua paduan untuk melihat pengaruh penambahan Fe dan Sr terhadap pembentukan fasa intermetalik dan nilai fluiditas kedua paduan. Karakterisasi yang dilakukan adalah analisis struktur mikro, terutama fasa intermetalik yang terbentuk pada paduan Al-7% Si dan Al-11% Si secara kuantitatif dan kualitatif, menggunakan mikrosokop elektron yang dilengkapi spektroskopi sinar-X (SEM/EDX) dan difraksi sinar-X (XRD). Dalam pembuatan peralatan uji fluiditas metode vakum, pengujian validasi dengan menambahkan modifier Sr dan grain refiner Al5TiB pada paduan komersial ADC12 didapatkan hasil yang sesuai dengan literatur. Penambahan 0,03% Sr memberikan nilai fluiditas yang paling baik, sedangkan penambahan 0,15% Al5TiB menghasilkan butir yang halus dan nilai fluiditas yang paling baik. Sementara itu, waktu proses degassing sangat menentukan nilai fluiditas, karena semakin lama waktu degassing yang diberikan akan meningkatkan nilai fluiditas paduan komersial ADC12. Hal ini dapat dipahami karena proses degassing akan menarik gas hidrogen yang ada dalam logam cair, dimana keberadaan gas ini akan menyebabkan cacat pada produk cor. Dari hasil pengujian dan validasi variasi jenis pipa dan tekanan didapatkan bahwa, dalam penelitian ini, pipa tembaga dengan tekanan 8 inHg yang paling baik untuk digunakan. Dari hasil pengujian fluiditas pada paduan Al-7% Si yang ditambahkan Fe, didapatkan bahwa semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas semakin turun. Hal ini dapat dipahami karena Fe akan membentuk senyawa intermetalik Al-Fe-Si yang mengganggu proses mampu alir paduan aluminium dimana semakin banyaknya fasa intermetalik yang terbentuk akan semakin menurunkan fluiditasnya. Pengujian fluiditas paduan Al-7% Si yang ditambahkan 1,2% Fe; 1,4% Fe; dan 1,6% Fe serta 0,015% Sr- 0,045% Sr memberikan hasil bahwa dengan semakin tingginya temperatur tuang maka nilai fluiditas akan semakin tinggi pada semua komposisi. Pada penambahan 0,03% Sr didapatkan nilai fluiditas yang paling tinggi pada setiap komposisi; dalam hal ini penambahan 0,03% Sr akan memodifikasi silikon primer menjadi lebih bulat dan mengubah morfologi fasa intermetalik menjadi lebih pendek. Dengan bertambahnya kadar Fe maka ukuran panjang dan lebar maupun fraksi luas intermetalik fasa intermetalik ?-Al5FeSi akan semakin meningkat. Pada paduan Al-7% Si didapatkan fasa intermetalik yang paling panjang pada penambahan 1,6% Fe yaitu 22,21 ?m dan yang paling pendek pada penambahan 1,2% Fe yaitu 9,66 _m. Untuk fraksi luas intermetalik yang terbentuk, dengan penambahan Fe yang semakin tinggi, akan menghasilkan fraksi luas intermetalik yang semakin besar. Pada penambahan 1,2% Fe menghasilkan fraksi luas intermetalik 3,67%, sedangkan pada penambahan 1,4% Fe dan1,6% Fe masing-masingnya menghasilkan fraksi luas 4,03% dan 5,23%. Dari hasil pengujian fluiditas pada paduan Al-11% Si yang ditambahkan Fe, juga didapatkan bahwa semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas semakin turun. Sedangkan pengujian fluiditas paduan Al-11%Si yang ditambahkan Fe dan Sr yang bervariasi juga memberikan hasil yang sama seperti pada paduan Al-7% Si, dimana dengan semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas paduan akan turun, sedangkan nilai fluiditas yang paling tinggi diberikan oleh penambahan Sr sebesar 0,03%. Pada penambahan 1% Fe memberikan fasa intermetalik yang paling panjang yaitu 50,25 _m, sedangkan fasa intermetalik yang paling pendek diberikan oleh penambahan 0,6 % Fe yaitu 21,3 _m. Pada paduan Al-11% Si umumnya dengan penambahan Fe yang semakin tinggi, akan menghasilkan fraksi luas intermetalik yang semakin besar. Pada penambahan 0,6% Fe menghasilkan fraksi luas intermetalik 1,01%, sedangkan pada penambahan 0,8% Fe dan 1% Fe masing-masingnya menghasilkan fraksi luas 1,16% dan 2,26%. Hasil pengujian fluiditas, baik pada paduan Al-7% Si maupun pada paduan Al-11 %Si memperlihatkan adanya kecendrungan bahwa dengan bertambahnya kadar Fe, akan semakin menurunkan nilai fluiditasnya; akan tetapi apabila ditambahkan dengan Sr, nilai fluiditasnya akan kembali naik. Perubahan nilai fluiditas ini didukung oleh morfologi struktur mikro dari hasil pengujian SEM yang memperlihatkan adanya matrik aluminium, struktur silikon, dan fasa intermetalik. Komposisi yang didapatkan melalui perkiraan hasil EDX diperkuat dengan data dari hasil pengujian XRD yang kemudian mengidentifikasi akan adanya fasa intermetalik ?dan ? . Akan tetapi, jika pada kedua paduan ini ditambahkan modifier Sr maka terjadi perubahan morfologi fasa intermetalik. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa Sr berfungsi mengubah struktur mikro fasa intermetalik yang panjang menjadi lebih pendek dan bulat sehingga akan menaikkan nilai fluiditas dari kedua paduan ini. Pada penambahan 0,03% Sr didapatkan nilai fluiditas paling baik pada setiap komposisi , dalam hal ini penambahan 0,03% Sr akan memodifikasi silikon primer menjadi lebih bulat dan mengubah morfologi fasa intermetalik menjadi lebih pendek.

---

ABSTRACTThe effect of Fe and Sr addition on the intermetallic phase(s) formation and fluidity of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys has been investigated. Vacuum suction test equipment development for fluidity test was designed to minimize the disadvantages from spiral and other fluidity test methods. This fluidity test design was aiming at obtaining a precise temperature measurement and pouring rate in the fluidity test. Many researchers have investigated the role of Sr as a modifier but none of them focused in the relationship of Sr as a modifier and its effect on the fluidity of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys by using vacuum suction test. In this investigation, the work is divided into several sections, i.e. vacuum suction test equipment designing and development for fluidity test and its validity, synthesis of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys (master alloys) and their characterization, and effect of Fe and Sr elements addition into the master alloys on the intermetalic phase(s) formation and fluidity. The characterization that has been carried out including microstructure by using electron microscope (SEM/EDX) and X-ray diffraction (XRD). In the test equipment designing and development for fluidity test, validation test on the addition of Sr and grain refiner Al5TiB into commercial ADC12 alloy gives the same result as in literatures, in which the addition of 0.03% Sr gives the best performance while addition of 0.15% Al5TiB results in fine grain and the best fluidity. At the same time, degassing time affects the flowability greatly in which the more time for degassing the better the fluidity of the commercial ADC12 alloy. This can be understood since the degassing process will reduce the hydrogen gas in the melt, which may cause defect in the casting product. The validation test on the vacuum suction equipment also shows that, in this investigation, copper tube with a pressure of 8 inHg provides the best performance. The fluidity test on the Al-7% Si alloy with the addition of Fe shows that the increasing of Fe content results in decreasing of the fluidity. This can be understood since Fe will form an intermetalic phase of Al-Fe-Si, which will interfere and further slow down the flowability of aluminum alloys. At the same time, addition of 1.2% Fe; 1.4% Fe and 1.6% Fe, and 0.015% Sr ? 0.045% Sr shows that the flowability of the alloy increases with the increasing of temperature at all compositions. In this investigation, addition of 0.03% Sr results in the highest fluidity; in this instance, addition of 0.03% Sr will modify lath primary silicon intermetallic phase to become more round and changes the intermetallic phase morphology shorter than that of without Sr addition. The formation of intermetallic phase ?-Al5FeSi within Al-7% Si alloy increase with Fe content. This can be understood since the ability of Sr to modify the intermetallic phase decreases with the increase of Fe content. With the increase of Fe content, the fraction of ?-Al5FeSi increases both in length and area fraction of the intermetallic phase. In this investigation, the intermetallic phase with the maximum length of 22.2 _m occurs at the addition of 1.6% Fe while the intermetallic phase with the shortest length of 9.66 _m occurs at the addition of 1.2% Fe. In the event that Sr element is added into the alloys containing these Fe contents, the size of the intermetallic phases changes with the average length of 11.3 _m. In general, the increasing content of Fe results in the increasing area fraction of the intermetallic phase. Addition of 1.2% Fe results in intermetallic area fraction of 3.67%, whilst addition of 1.4% Fe and 1.6% Fe results in the intermetallic area fractions of 4.03% and 5.23% respectively. Fluidity test on the Al-11 % Si alloy with the addition of Fe also shows that the more Fe content the less the fluidity of the alloy. At the same time, fluidity test on the Al-11% Si alloy with the addition of various Fe and Sr compositions also results in the same way as that of Al-7% Si alloy, in which the increasing of Fe content results in decreasing of the fluidity, while the highest fluidity is given by the addition of 0.03% Sr. The formation of intermetallic phase ?-Al5FeSi within Al-11% Si alloy also increase with Fe content. With the increase of Fe content, the fraction of ?-Al5FeSi increases both in length and area fraction of the intermetallic phase, in which the intermetallic phase with the maximum length of 50,25 _m occurs at the addition of 1.0% Fe while the intermetallic phase with the shortest length of 21,3 _m occurs at the addition of 0.6% Fe. Addition of 0.6% of Fe results in intermetallic area fraction of 1,01%; while addition of 0.8% and 1.0% results in area fractions of 1.16% and 2.26%, respectively. The fluidity tests of both Al-7% Si and Al-11% Si alloys show the same trend in which the more Fe content the less the fluidity, while addition of Sr increases the fluidity. The change in this fluidity result is supported by morphology and microstructure of the alloys taken from the SEM, which shows an aluminum matrix, silicon structure, and intermetallic phases. The predicted compositions from EDX analysis are supported by XRD data analysis, which identifies the presence of the intermetallic phases of ? and ?. However, in the event that Sr is added into these two alloys, the intermetallic phases will be change. It can be concluded that Sr has an effect on the microstructure of the intermetallic phases, in which the addition of 0.03% Sr gives the best fluidity at all compositions; in this instance, addition of 0.03% Sr modifies primary lath silicon into more round and changes the intermetallic phases morphology to become shorter than that of without Sr addition."

"Paduan aluminium silikon merupakan material logam yang sangat luas penggunaannya di dunia industri, salah satunya dalam insdustri otomotif dan dirgantara. Namun adanya unsur pengotor seperti besi menyebabkan membentuk senyawa kompleks intermetalik. Senyawa tersebut sangat berbahaya terhadap sifat mekanik yang dihasilkan serta mengganggu proses manufaktur lainnya, seperti ekstrusi. Unsur tersebut belum bisa dihilangkan, namun dapat dimodifikasi untuk mengurangi bahaya yang ditimbulkan. Beberapa unsur efektif untuk memodifikasi fasa - termasuk tanah jarang salah satunya samarium. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh laju pendinginan dan penambahan logam tanah jarang Sm terhadap morfologi fasa - yang terbentuk pada paduan Al-7 Si-1 Fe. Penelitian ini dilakukan melalui pengujian Differential Scanning Calorimetry menggunakan mesin STA dengan laju pendinginan dikontrol pada 5 oC/min, 10 oC/min dan 30 oC/min. Untuk mengetahui perubahan pada fasa intermetalik, dilakukan pengamatan menggunakan Optical Microscope dan Scanning Electron Microscope. Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju pendinginan yang semakin cepat efektif mengurangi ukuran fasa, eutektik silikon, dan ukuran SDAS. Hasil optimum untuk pada modifikasi fasa beta terjadi pada penambahan 0,6 Sm.. Untuk itu, penambahan Sm dilakukan secara terkontrol agar tidak terjadi pengasaran kembali fasa pada komposisi yang terlalu besar.

---

Aluminium silicon alloy are widely material used in industry including automotive and aerospace industry due to its excellent properties such as high fluidity, low shrinkage, corrosion resistance, and relative high strength. However, the presence of impurity element impurity such as iron causing the formation of intermetallic phase which is harmfull on for mechanical properties and problem in other manufacture process such as extrusion. Iron element can not be removed, nevertheless it can be modified through the addition of rare earth element.

The objective in this study are investigate the effect of cooling rate and rare earth element Sm addition to the intermetallic phase morphology of Al 7 Si 1 Fe alloys. Differential Scanning Calorimetry with STA machine at cooling rate of 5 oC min, 10 oC min dan 30 oC min. Furthermore, the modification result of intermetallic phase was observed by Optical Microscope and Scanning Electron Microscope.

The result showed that high cooling rate effective for reducing intermetallic phase, eutectic Si and SDAS. In addition, optimum modification was achieved by adding 0,6 Sm. Addition 1 Sm phase become coarser. Inconclusion, increasing of cooling rate effective for reducing phase, eutectic silicon, and secondary dendrite arm spacing size, although the addition should be controlled to prevent coarsening of phase."

"Alumunium merupakan material yang umum digunakan dalam industri otomotif dan penerbangan. Namun dalam paduan Al-Si akan membentuk fasa intermetalik β-Al5FeSi yang berdampak buruk terhadap sifat mekanik paduan, tetapi belum bisa dihilangkan. Penambahan modifier dan peningkatan laju pendinginan merupakan cara mengurangi dampak fasa tersebut. Logam tanah jarang merupakan logam yang efektif dalam modifikasi fasa β-Al5FeSi. Sedangkan logam neodimium sampai sekarang belum ada digunakan sebagai modifier β-Al5FeSi. Penelitian ini akan diamati pengaruh penambahan logam tanah jarang neodimium (0,3%, 0,6% dan 1%) dan laju pendinginan (5, 10 dan 30 oC/menit) terhadap morfologi fasa intermetalik beta pada paduan Al7Si1Fe. Kemudian dilakukan karakterisasi dengan pengontrolan laju pendinginan Simultaneous Thermal Analysis, pengamatan mikrostruktur Optical Microscope dan Scanning Electron Microscope, dan penembakan fasa yang terbentuk dengan Energy Diffraction Spectrum. Hasil penelitian menunjukkan penambahan logam Nd optimum pada kosentrasi 1%Nd untuk mengurangi fasa β-Al5FeSi dan 1%Nd untuk merubah morfologi fasa silikon eutektik, sedangkan laju pendinginan 30oC/menit menghasilkan ukuran fasa β-Al5FeSi maupun silikon eutektik paling halus yang disebabkan fenomena undercooling pada paduan. Sehingga dapat disimpulkan peningkatan laju pendinginan dan penambahan Nd dapat menyebabkan pengurangan ukuran fasa intermetalik β dan silikon eutektik.

---

Aluminum are widely used in automotive industry and aerospace structural application. Al-Si alloy can form intermetallic β-Al5FeSi phase that cause undesirable effect on mechanical properties. The addition of modifier and increase the cooling rate is a way to reduce the effect of the phase. Rare earth elements are effective to modified β-Al5FeSi phase. However, neodymium have been used as a modifier β-Al5FeSi.

This study will observed the effect of addition rare earth metal neodymium (0.3%, 0.6% and 1%) and cooling rate (5, 10 and 30 ° C / min) on morphology of intermetallic beta phase of Al7Si1Fe alloy. Futher, characterized by controlling the cooling rate by Simultaneous Thermal Analysis, observation of microstructure by Optical Microscope and Scanning Electron Microscope, and microchemical analysis by Energy Diffraction Spectrometer.

The results showed that the addition of Nd optimum concentration of 1% can reduce β-Al5FeSi phase and change silicon eutectic phase morphology, whereas the cooling rate of 30 ° C / min produces finer structure morphology of β-Al5FeSi phase or silicon eutectic due to the phenomenon of undercooling on the alloy. In conclusion, increasing the cooling rate and Nd addition can decrease the size of intermetallic β phases and silicon eutectic."