PENGARUH THERMOMECHANICAL CONTROLLED PROCESSED (TMCP) TERHADAP PENGHALUSAN BUTIR DAN SIFAT MEKANIK PADUAN Cu-Zn 70/30[Influence of Thermomechanical Controlled Process on the Grain Size and Mechanical Properties of Cu-Zn 70/30]

Abstract

Paduan Cu-Zn 70/30 secara luas digunakan dalam banyak produk industri karena sifatnya yang unggul dan belum ada penggantinya. Beberapa karakteristik unggul yang dimiliki oleh paduan Cu-Zn 70/30 antara lain bersifat lunak, ulet, kuat, mudah dibentuk, dan sifat mekanisnya dapat dengan mudah ditingkatkan baik dengan pengerjaan dingin maupun solid solution alloying. Oleh karena itu, untuk memperoleh material paduan Cu-Zn 70/30 maka dilakukan riset baik berupa material baru maupun modifikasi dari jenis material yang sudah ada agar sesuai dengan kebutuhan industri. Untuk meminimalisir biaya produksi namun tetap menghasilkan sifat mekanis yang baik tanpa penambahan paduan maka dikembangkan metode penghalusan butir yang mengacu pada hukum Hall-Petch. Dengan metode penghalusan butir didapatkan sifat mekanis material yang tinggi terutama kekuatan luluh dan kekerasan. Salah satu alternatif proses fabrikasi untuk mengoptimalkan sifat mekanik paduan Cu-Zn 70/30 yaitu salah satunya dengan metode thermomechanical controlled process (TMCP). TMCP merupakan suatu proses perubahan bentuk suatu material dengan cara memberikan regangan plastis yang besar dan terkontrol terhadap material. TMCP dengan menggunakan variasi persentase deformasi sebanyak 32.25%, 35.48%, dan 38.7% dari penelitian canai hangat di suhu 500^oC secara double pass reversible dilakukan pada pelat paduan Cu-Zn 70/30. Untuk paduan Cu-Zn 70/30 range pengerjaan canai hangat berada pada 0.4 s/d 0.6 Tm yaitu berkisar antara suhu 382^oC-573^oC. Dengan pengamatan metalografi maka didapat ukuran butir yang semakin menurun sebesar 29.53 μm di bagian tepi dan 33.47 μm di bagian tengah pada derajat deformasi 38.7%. Sedangkan dengan melakukan pengujian tarik menggunakan mesin uji tarik universal testing machine dapat dilihat bahwa pada material paduan Cu-Zn 70/30 dengan derajat deformasi 38.7% menghasilkan nilai ultimate tensile strength (UTS) sebesar 533 MPa, yield strength (YS) sebesar 435 MPa, dan persentase elongasi yang rendah sebesar 10%. Untuk hasil pengujian kekerasan menggunakan vickers hardness tester menghasilkan kekerasan sebesar 155 HV untuk bagian tepi dan 146 HV untuk bagian tengah pada derajat deformasi 38.7%.

Abstract

Cu-Zn 70/30 alloys are widely used in many industrial products because of its superior characteristic and
there is no substitute. To obtain Cu-Zn alloy material whose higher mechanical properties then it is done
research in the form of new material or modification material from existing types of materials to appropriate
with industry necessary. To minimize production cost, but it still produce good mechanical properties without
the addition of alloy then it is developed grain refinement method which refers to Hall-Petch law. One of
fabrication process alternative to optimize the mechanical properties of Cu-Zn 70/30 alloy namely thermo
mechanical controlled processed (TMCP) method. TMCP is conducted to Cu-Zn 70/30 alloy in various
deformation percentage at a level of 32.25% 35.48%, and 38.7% at 500oC by double pass reversible method.
For Cu-Zn 70/30 alloy the range suhu of TMCP is between 0.4-0.6 melting temperature or between 382°C-
573°C. By metallographic examination is obtained decreasing of grain size of 29.53 μm at the edges and of
33.47 μm in the central part sample on 38.7% deformation degree. Meanwhile, by tensile testing can be seen
that Cu-Zn 70/30 alloy material with 38.7% deformation degree produces ultimate tensile strength (UTS)
value of 533 MPa, yield strength (YS) value of 435 MPa, and elongation percentage value of 10%. The
hardness value obtained approximately around 155 HV to 146 HV in the edges to the middle part of material
on 38.7% deformation degree.