SIFAT MEKANIS DAN PENGERASAN PRESIPITASI PADUAN Al-Zn-Mg DENGAN VARIASI KANDUNGAN Cu SELAMA AGEING PADA TEMPERATUR 120 °C [Mechanical Properties and Precipitation Hardening of Al-Zn-Mg Alloys With Variation in Cu Content]

Abstract

SIFAT MEKANIS DAN PENGERASAN PRESIPITASI PADUAN Al-Zn-Mg DENGAN VARIASI
KANDUNGAN Cu SELAMA AGEING PADA TEMPERATUR 120 °C. Paduan aluminium-sengmagnesium-
tembaga memiliki aplikasi penting dalam industri penerbangan. Pengaruh Cu terhadap sifat mekanis
dan presipitasi dilakukan melalui investigasi sistematis terhadap paduan Al-Zn-Mg-Cu dengan 20 variasi
komposisi (kisaran konsentrasi Cu 0,4-1,6 at. % dan Zn (= konsentrasi Mg 1,7-3,0 at. %) selama ageing pada
temperatur 120 °C. Unit dapur induksi vakum VTC 200 digunakan untuk mempersiapkan semua paduan.
Mikrostruktur hasil pengecoran diamati dengan mikroskop optik. Pengukuran kekerasan dilakukan pada sampel
dengan beberapa variasi waktu ageing untuk mendapatkan kurva age hardening dan mengungkap pengaruh Cu
dalam paduan Al-Zn-Mg. Karakterisasi dengan SEM dan EDS dilakukan untuk mengungkap evolusi
mikrostruktur presipitat. Perbandingan kurva kekerasan menunjukkan bahwa penambahan Cu memberikan efek
peningkatan kekerasan cukup signifikan hingga komposisi Zn dan Mg mencapai 2,5 at. %. Pada kadar Zn dan
Mg yang tinggi (2,9 at. %) pengaruh Cu tidak lagi signifikan di dalam paduan. Fasa berwarna putih yaitu
CuMgAl2, atau CuAl2, atau Al7Cu2Fe (bila mengandung Fe). Fasa ini semakin meningkat dengan penambahan
kadar Cu dalam paduan.

Abstract

MECHANICAL PROPERTIES AND PRECIPITATION HARDENING OF Al-Zn-Mg ALLOYS WITH
VARIATION IN Cu CONTENT DURING AGEING AT 120 °C. Aluminium-zinc-magnesium-copper alloys
have an important role in aerospace industry. A systematic investigation has been done to explore
microstructural evolution in Al-Zn-Mg-Cu alloys with the variation in composition (range of concentration of Zn
(= Mg concentration) is 1.7-3.0 at. % and Cu in the range of 0.4-1.6 at. %) during ageing at temperature of 120
oC. An induction vacuum casting unit VTC200 was employed to prepare all Al alloys. Casting microstructures
was evaluated by using optical microscopy. Hardness test was performed on the aged samples to obtain the
hardness curve and to reveal the influence of Cu addition on Al-Zn-Mg alloys. SEM and EDS characterization
was performed to understand the precipitation microstructure evolution. Copper addition gives a significant
effect on the increasing of the hardness up to 2.5 at. % of Mg and Zn (Fig. 1). In high levels of Zn and Mg
content (2.9 at. %), Cu effect was no longer significant in the alloys. The white phase precipitate indicated the
presence of CuMgAl2, or CuAl2, or Al7Cu2Fe if it contains Fe (Fig 2). These phases tend to increase with the Cu
addition in the alloys.