Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Material penyusun badan pelindung kendaraan militer umumnya terbuat dari baja. Dengan densitasnya yang tinggi, dilakukan pengembangan berupa penggantian material penyusunnya yang ringan dan tetap mampu menahan penetrasi peluru, yakni aluminium komposit. Penelitian sebelumnya telah berhasil membuat komposit berpenguat SiC yang dapat menahan peluru tipe III, namun masih mengalami retak di pelat bagian belakang. Oleh karena itu, pada penelitian ini, SiC diganti dengan ZrO2 yang memiliki ketangguhan retak lebih tinggi dan matriksnya dimodifikasi menggunakan Sr yang juga untuk meningkatkan ketangguhan. Komposit dengan matriks Al-9Zn-4Mg-3Si berpenguat ZrO2 sebanyak 5 vol.% dengan variasi kadar Sr sebesar 0, 0,0006, 0,0008, dan 0,01 wt.% difabrikasi menggunakan metode squeeze casting. Guna meningkatkan ketangguhan, komposit tersebut diberi laku pelarutan pada temperatur 450 oC selama 1 jam, dilanjutkan dengan laku penuaan pada temperatur 200 oC selama 1 jam. Dilakukan karakterisasi pada komposit, yakni pengujian komposisi kimia dengan Optical Emission Spectroscopy (OES), pengujian kekerasan dengan metode Rockwell B, pengujian impak dengan metode Charpy, pengamatan struktur mikro menggunakan mikroskop optik dan Scanning Electron Microscope (SEM) yang dilengkapi dengan Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) dan X-Ray Mapping. Hasil pengujian menunjukkan dengan peningkatan kadar Sr dari 0 % menjadi 0,0006 % terjadi penurunan kekerasan disebabkan fraksi porositas yang meningkat. Peningkatan kadar Sr dari 0,0006 menjadi 0,01 % terjadi peningkatan kekerasan disebabkan kemampuan Sr dalam memodifikasi fasa Mg2Si. Peningkatan kadar Sr menyebabkan terjadinya penurunan harga impak diperkirakan karena Sr memodifikasi fasa α-AlFeSi menjadi β-AlFeSi yang getas. Hasil analisa dengan SEM-EDS menunjukkan termodifikasinya fasa Mg2Si yang chinese script menjadi granul yang lebih halus dan poligonal tak beraturan akibat ko-segregasi Sr ke dalam fasa tersebut.

---

Materials for military vehicle are usually made of steel. Steel has high density that results in high weight and high energy consumption. Therefore, it needs to be replaced by lighter materials such as aluminum composites. Previous research has successfully produced SiC-strengthened aluminum composites that were able to withstand type III bullets. However, cracks remained at the back of the plate. To increase toughness, in this research SiC was replaced by ZrO2 and the matrix was modified by Sr addition.

The studied composites used Al-9Zn-4Mg-3Si as matrix and 5 vol.% ZrO2 as reinforcement with Sr addition of 0, 0,0006, 0,0008, and 0,01 wt.% which is fabricated with squeeze casting method. To improve toughness, the composite was solution treated at 450 oC for 1 hour, and then aged at 200 oC for 1 hour.

Material characterization consisted of chemical composition using Optical Emission Spectroscopy (OES), hardness testing by using Rockwell B method, and impact testing by using Charpy method, microstructural analysis by using optical microscope and Scanning Electron Microscope (SEM) equipped with Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) dan X-Ray Mapping.

The results showed that addition of Sr from 0 to 0.0006 % decreased the hardness because of the increased in porosity. Increasing Sr addition from 0.0006 to 0.01 % increased the hardness because the ability of Sr to modify microstructures. Increasing Sr addition that induce decreasing impact properties is analyzed because of Sr modified α-AlFeSi to β-AlFeSi phase.

The result of microstructure analysis with SEM-EDS detected co-segregation of Sr with Mg2Si, which then modify the morphology from chinese script to fine granule and irregular polygonal."

"Salah satu alat utama sistem senjata (alutsista) pada angkatan bersenjata di suatu negara adalah kendaraan tempur. Material yang digunakan pada kendaraan tempur tersebut adalah baja dimana mempunyai sifat kuat dan ketangguhan tinggi untuk menahan peluru. Namun, baja memiliki densitas yang tinggi sehingga mobilitas dari kendaraan tempur menjadi lambat. Maka dikembangkan material yang lebih ringan namun memiliki ketangguhan yang sama dengan baja, yaitu material komposit bermatriks aluminium dengan penguat yang ditambahkan adalah zirkonia (ZrO2) yang memiliki sifat ketangguhan terhadap retak yang tinggi. Pada penelitian ini, dikembangkan komposit bermatrik paduan Al-9Zn-6Mg-3Si (wt.%) dengan variasi penguat 0, 2,5, 5, dan 7,5 vol.% ZrO2 melalui proses squeeze casting. Untuk meningkatkan ketangguhan, komposit tersebut diberi laku pelarutan pada temperatur 450°C selama 1 jam, dilanjutkan dengan laku penuaan pada temperatur 200°C selama 1 jam. Karakterisasi material yang dilakukan, antara lain pengujian komposisi dengan OES, pengujian kekerasan Rockwell B, pengujian impak, analisis fraktografi, analisis Struktur Mikro menggunakan mikroskop optik dan Scanning Electron Microscope (SEM), Mapping, X-Ray Fluorescence (XRF) serta pengujian komposisi dengan Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS). Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa semakin banyak penambahan partikel penguat ZrO2 dalam komposit matriks, semakin tinggi porositas yang dihasilkan. Berdasarkan pengujian kekerasan bahwa sampel dengan kadar 0 vol.% memiliki kekerasan paling tinggi dan porositas paling sedikit. Pengamatan struktur mikro melalui mikroskop optik menunjukkan bahwa tidak tampak partikel ZrO2 tersebar dalam matriks. Berdasarkan pengamatan menggunakan SEM, partikel ZrO2 mengelompok dan berada di dalam pori. Diperlukan perlakuan awal pada partikel ZrO2 sehingga dapat dibasahi oleh cairan aluminium dan berfungsi sebagai penguat.

---

One of the major equipment in defense system is tactical vehicles. The commonly used material in tactical vehicles is steel, which is high strength, high toughness and bullet proof. However, the steel has high density so that the mobility of tactical vehicle is reduced. A lighter material is developed to obtain properties which has as tough as steel, such as: aluminum matrix composite material with addition of zirconia (ZrO2) as the reinforcement. This reinforcement has high fracture toughness.

In this study, composite matrix Al-9Zn-6Mg-3Si (wt.%) was developed with addition of 0, 2.5, 5, and 7.5 vol.% ZrO2 through squeeze casting process. To improve toughness, the composite was solution treated 450°C for 1 hour, followed by aging 200°C for 1 hour. Material characterization included compositional testing using Optical Emission Spectroscopy (OES), Rockwell B hardness testing, impact testing, fractography analysis, microstructure analysis using Optical microscope (OM) and Scanning Electron Microscope (SEM) / Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) in point analysis and mapping modes, X-Ray Fluorescence (XRF).

The results of the study showed that the more ZrO2 particles, the higher porosity is in the composite. Based on hardness test, samples with 0 vol.% ZrO2 has the highest hardness and the least amount of porosity. Observation of microstructure through an optical microscope showed that no ZrO2 particles is visible in the matrix. Based on the visible observation, ZrO2 particles clustered and surrounded by porosities."

"Dalam pengoperasiannya, kendaraan pengangkat personel alutsista umumnya menggunakan material baja sebagai penyusun utamanya. Penggantian material baja dengan komposit aluminium diharapkan mampu membuat kendaraan tersebut menjadi ringan dan tetap mempunyai ketangguhan yang baik. Pada penelitian sebelumnya, komposit aluminium Al-9Zn-6Mg-3Si dengan berpenguat ZrO2 sudah mampu menahan peluru tipe III, namun mengalami keretakan pada pelat bagian belakang. Oleh karena itu, pada penelitian ini, untuk meningkatkan ketangguhan pelat komposit, ditambahkan unsur Cr pada matriks. Penambahan kadar Cr dipilih karena mampu meningkatkan kekuatan komposit tanpa harus mengorbankan sifat ketangguhan dari komposit bermatriks Aluminium. Komposit yang dipelajari memiliki matriks Al-10Zn-6Mg-2Si dengan penambahan unsur Cr sebanyak 0, 0.06, 0.15, 1.69 wt.% dengan berpenguat partikel ZrO2 sebanyak 5 vol.%.. Proses pembuatan komposit dilakukan dengan menggunakan metode squeeze casting pada tekanan sebesar 76 Mpa. Pelat komposit kemudian dilakukan laku pelarutan pada suhu 4500C selama 1 jam dan laku penuaan pada 2000C selama 1 jam. Pengujian yang dilakukan meliputi: Optical Emmision Spectrometry (OES), uji kekerasan, uji impak, pengamatan mikrostruktur menggunakan Mikroskop Optik dan Scanning Electron Microscopy (SEM) yang dilengkapi dengan Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX), serta X-Ray mapping. Hasil pengujian menunjukan adanya peningkatan kekerasan pada pelat komposit dan penurunan ketangguhan seiring dengan kenaikan kadar Cr di dalam pelat komposit. Kandungan ZrO2 pada pelat komposit sulit dideteksi dan tersebar secara tidak merata. Hasil pengamatan SEM dan EDX mendeteksi adanya fasa baru intermetalik (CrFe)Al7 yang menggetaskan material. Adanya unsur Fe yang tinggi serta fasa intermetalik Cr yang muncul pada penambahan kadar Cr sebanyak 1.69% menjadi penyebab penurunan nilai impak dari pelat komposit Al-10Zn-6Mg-2Si tersebut.

---

In operation, the personal carrying vehicle uses steel material as a major constituent. Replacement of steel with lighter material, such as aluminum composite is expected to make the vehicles become even lighter without sacrifying their toughness. Previous research had shown that Al-9Zn-6Mg-3Si aluminum composite with ZrO2 reinforcement was able to stop type III bullet, but cracks still occur at the back surface of the composite. Therefore in this research, Cr was added to increase the toughness of the matrix.

The studied composite composed of Al-10Zn-6Mg-2Si matrix with addition of Cr with the amount of 0, 0.06, 0.15, and 1.69% with5 vo.% ZrO2 particles. The composite was manufactured through squeeze casting processat the pressure of 76 Mpa. Solution Treatment was applied at the temperature of 4500C for 1 hour, followed by aging at 2000C for 1 hour. The analysis is done by : Optical Emmision Spectrometry (OES), hardness test, impact test, microsructure observation by Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM) linked with Energy Dispersive X-Ray (EDX), and X-Ray mapping.

The results showed that the increase in Cr content resulted in the increase of hardness of the composite. The ZrO2 particles were difficult to detect and found to be unevenly spreaded. The observation of SEM and EDX detected the presence of a new intermetallic phase (CrFe)Al7 that makes the composite brittle. The high level of Fe content and (CrFe)Al7 intermetallic phase in the 1.69wt.% Cr Cr containing found to decrease the impact value of the composite."

"ABSTRAKMaterial badan pelindung kendaraan tempur umumnya terbuat dari baja yang memiliki kekerasan dan kekuatan impak yang tinggi. Namun karena densitasnya yang tinggi, dilakukan pengembangan material dengan densitas yang jauh lebih rendah namun tetap dapat menahan penetrasi peluru. Salah satunya adalah dengan mengembangkan metal matrix composite dengan matriks aluminium. Pada penelitian sebelumnya pelat komposit aluminium berpenguat SiC telah berhasil menahan peluru tipe III, namun masih mengalami retak dibagian belakang. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan penambahan unsur Ti dengan tujuan untuk meningkatkan ketangguhan matriks komposit melalui mekaisme penguatan batas butir.Komposit dengan matriks Al-11Zn-8Mg berpenguat 10 vol.% SiC dengan variasi kadar Ti sebesar 0, 0.018, 0.029, 0.224 wt.% difabrikasi menggunakan proses squeeze casting. Pelat komposit diberi laku pelarutan pada temperatur 450 oC selama 1 jam, dilanjutkan dengan laku penuaan pada temperatur 130 oC selama 102 jam untuk meningkatkan ketangguhannya. Karakterisasi yang dilakukan pada pelat komposit yaitu, pengujian komposisi kimia menggunakan Optical Emission Spetroscopy (OES), pengujian kekerasan menggunakan metode Rockwell B, pengujian impak menggunakan metode Charpy, pengamatan struktur mikro menggunakan mikroskop optik dan Scanning Electron Microscope (SEM) yang dilengkapi dengan Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS).Hasil pengujian tersebut menunjukkan bahwa dengan peningkatan kadar Ti akan meningkatkan kekerasan pelat komposit melalui mekanisme penghalusan dendrit. Seiring dengan meningkatnya nilai kekerasan pelat komposit, harga impaknya menurun yang menunjukkan penurunan ketangguhan komposit. Penuaan meningkatkan kekerasan komposit secara signifikan dengan pembentukan endapan MgZn2. Adanya kandungan Ti menurunkan solute-vacancy-complexes sehingga menghambat mobilitas Mg dan Zn untuk membentuk presipitat.

---

ABSTRACT

Materials for military vehicle are usually made of steel which has high hardness and high impact properties. Because of its high density, development of lighter materials with high hardness and high impact energy such as aluminium composites is done. Previous research has successfully produced SiC-strengthened aluminium composites that were able to withstand type III bullets, but cracks remained at the back of the plate. Therefore, in this research, Ti was added in order to increase the toughness of the composite matrix by grain boundary strengthening.

This research used Al-11Zn-8Mg as matrix and 10 vol.% SiC as reinforcement with Ti addition of 0, 0.018, 0.029 and 0.224 wt.% which were fabricated by squeeze casting method. The composites were solution treated at 450 oC for 1 hour, then aged at 130 oC for 102 hours. Material characterization consisted of chemical composition test by using Optical Emission Spectroscopy (OES), hardness test by using Rockwell B method and impact test using Charpy method, microstructural analysis by using optical microscope and Scanning Electron Microscope (SEM) equipped with Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS).

The results showed that addition of Ti increased the hardness by grain refining mechanism. The increase in hardness was followed by the decrease in toughness. The hardness significantly increased by aging process due to the formation of MgZn2 precipitates. Addition of Ti lowered the number of solute-vacancy-complexes which decreased the mobility of zinc and magnesium to form precipitate."

"Metal Matrix Composite (MMC) dengan matriks alumunium 7xxx memiliki potensi yang tinggi untuk aplikasi balistik karena kombinasi kekuatan dan ketangguhan yang bagus serta massanya yang ringan. Pada penelitian sebelumnya SiC telah dapat menahan pekuru tipe III, namun masih mengalami retak bagian belakang sehingga pada penelitian ini penguat diiganti dengan ZrO2 yang memiliki ketangguhan retak lebih tinggi. Penghalus butir Ti-B ditambahkan untuk meningkatkan ketangguhan matriks komposit dengan mekanisme penguatan grain boundary strengtening. Pada penelitian ini dikembangkan komposit bermatriks Al-10Zn-6Mg-3Si berpenguat ZrO2 dengan variasi 0, 0.058, 0.073 dan 0.0104 wt.% Ti. Untuk meningkatkan ketangguhan, dilakukan solution treatment pada temperatur 450°C selama 1 jam dilanjutkan laku penuaan pada temperatur 200 °C selama 1 jam. Karakterisasi material yang dilakukan antara lain: pengujian kekerasan dengan Rockwell B, pengujian impak, analisis struktur mikro dengan menggunakan mikroskop optik dan Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersive XRay Spectroscopy (EDX) dan X-ray Maping. Dari hasil pengujian, diperoleh bahwa penambahan kandungan Ti meningkatkan kekerasan as cast maupun kekerasan setelah penuaan, diikuti dengan penurunan porositas, penurunan harga impak dan pengecilan DAS (Dendrit Arm Spacing). Akan tetapi terdapat anomali pada kandungan 0.078 wt.% TiB karena efek remelting pada saat pengecoran. Kekerasan aktual tidak mencapai kekerasan teori berdasarkan Rule of Mixture karena ZrO2 tidak tercampur dengan baik dan merata di dalam matriks. Hal ini diperkuat dengan pengamatan struktur mikro, SEM dan OES yang tidak mendeteksi adanya ZrO2 atau unsur Zr. Fasa yang ditemukan adalah Mg2Si dengan bantuk iregular, oval dan chinese script, aAl8Fe2Si dengan bentuk chinese script, bAl5FeSi dengan bentuk jarum.

---

Metal Matrix Composite (MMC) with 7xxx aluminum matrix has potential for ballistic applications due to the combination of strength , toughness and light weight. Previous study succesfully produced aluminium based composites with SiC particles which were able to stop type III bullet, however cracks remained on back of the plate. Therefore, in this research, SiC was replaced by zirconia (ZrO2) due to its high fracture toughness. Ti-B grain refiner was added to further improve toughness through grain boundary strengtening mechanism.

This research developed ZrO2 strengtened Al-10Zn-6Mg-3Si composite with addition of Al-5Ti-1B grain refiner produced through squeeze casting process. The Ti content was varied 0, 0.058, 0.073 and 0.0104 wt.%. The composite was solution treated at 450°C for 1 hour, then aged at 200 ° C for 1 hour. Material characterization Rockwell B hardness testing, impact testing, micro structural analysis by using optical microscopy and Scanning Electron Microscope (SEM) with Energy Dispersive X-ray (EDX) and X- ray Mapping.

The results showed that addition of Ti resulted in increase in as-cast hardness as well as aged hardness. This was followed by the decrease in porosities, impact values and Dendrite Arm Spacing (DAS). However, there was an anomaly in the composite containing 0.078 wt. % TiB, due to the fact that this composite was produced by remelting. Actual hardness is lower than theoretical hardness calculated by Rule of Mixture because ZrO2 particles were not well mixed in the matrix. This confirmed by the observation of microstructure, SEM and OES that were not able to detect either ZrO2 or Zr element. The microstructures consisted of Mg2Si in irregular, oval and chinesse script morphology, aAl8Fe2Si, which was also in chinesse script morphology and bAl5FeSi in needle shape."

"Badan pelindung kendaraan militer umumnya terbuat dari baja. Tetapi densitasnya yang sangat tinggi memicu diadakannya pengembangan berupa penggantian material penyusun dari baja menjadi aluminium komposit, agar kendaraan militer tersebut menjadi lebih ringan dengan tetap memiliki sifat mekanis yang baik Penelitian ini menggunakan komposit dengan matriks Al-13,1Zn-6,1Mg-6,7Si-1,4Cu dengan variasi kadar penguat ZrO2 sebanyak 5, 7,5 dan 10 vol.% yang difabrikasi menggunakan metode squeeze casting. ZrO2 dipilih karena ketangguhannya yang relatif tinggi dibandingkan dengan unsur keramik lain, yang diharapkan dapat meningkatkan ketahanan balistik dari komposit. Dilakukan beberapa karakterisasi pada komposit, diantaranya adalah pengujian komposisi kimia menggunakan OES, pengujian kekerasan menggunakan metode Rockwell B, pengujian impak menggunakan metode charpy, pengamatan struktur mikro menggunakan mikroskop optik dan SEM-EDX, perhitungan presentase porositas menggunakan metalografi kuantitatif, dan pengujian balistik tipe III. Hasil pengujian menunjukkan dengan variasi penambahan kadar ZrO2 sebanyak 5,7,5 dan 10 vol.%, persentase porositas pada komposit mengalami kenaikan yang menyebabkan menurunnya sifat mekanik dari komposit, diantaranya adalah nilai kekerasan dan harga impak. Hasil analisa dengan SEM-EDX menunjukkan terbentuknya cluster ZrO2 disekitar pori. Hal ini membuktikan bahwa ZrO2 merupakan inisiator dari pembentukan pori. Hasil pengujian balistik menunjukkan bahwa aluminium komposit dengan penguat ZrO2 sudah mampu untuk menahan penetrasi peluru pada pengujian balistik tipe III. "

"[Baja digunakan sebagai material penyusun pada badan pelindung kendaran taktis karena ketahanan balistiknya yang baik. Tetapi, densitasnya yang tinggi memicu dilakukannya penelitian material pengganti, salah satu alternatifnya adalah komposit aluminium dengan penguat ZrO2. Pada penelitian penulis sebelumnya, tiga lapis pelat komposit Al-13,1Zn-6,1Mg-6,7Si-1,4Cu – 7.5 vol.% ZrO2 dengan tebal masing-masing pelat 10 mm terbukti mampu untuk menahan penetrasi peluru pada pengujian balistik tipe III.Pada penelitian ini, dibuat komposit pelat tebal dengan ketebalan 25 mm dengan matriks Al-9Zn-6Mg-3Si berpenguat 5 vol.% ZrO2 dan variasi penambahan paduan mikro berupa 0,001 wt.% Sr, 0,1 wt.% Ti, dan 2 wt.% Cr yang difabrikasi melalui metode squeeze casting. Untuk meningkatkan sifat mekanis, dilakukan laku pelarutan pada temperatur 450 oC selama 1 jam yang dilanjutkan dengan laku penuaan pada temperatur 200 oC selama 1 jam. Beberapa karakterisasi yang dilakukan adalah pengujian komposisi kimia menggunakan Optical Emission Spectrometer (OES), analisis struktur mikro dengan mikroskop optik (OM), Scanning Elecron Microscopy (SEM), dan Energy Dispersive X-Rays (EDX), perhitungan persentase porositas menggunakan perangkat lunak ImageJ, pengujian kekerasan Rockwell B, serta pengujian impak metode charpy. Pengujian balistik tipe III dilakukan pada pelat komposit setelah diberi perlakuan permukaan berupa thermal spray High Velocity Oxygen-Fuel (HVOF) menggunakan material pelapis 88WC-12Co dengan ketebalan ±200 μm.Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kekerasan yang paling tinggi dimiliki oleh pelat komposit dengan paduan mikro Cr, yaitu mencapai 77,75 HRB. Pelat komposit dengan paduan mikro Ti memiliki harga impak yang paling tinggi yaitu mencapai 15,77 x 10-3 J/mm2. Seluruh pelat komposit memiliki nilai kekerasan yang relatif rendah bila dibandingkan dengan kekerasan teoritisnya, yang terjadi akibat proses fabrikasi yang tidak sempurna. Partikel ZrO2 yang ditambahkan pada lelehan paduan aluminium bereaksi sehingga membentuk Al3Zr yang ditemukan dalam jumlah yang banyak di dalam mikrostruktur komposit. Pada hasil pengujian balistik, pelat komposit Sr memiliki karakteristik balistik yang paling baik, yang terlihat dari jejak peluru pada bagian depan pelat dan diameter terperforasi pada bagian belakang pelat yang relatif kecil. Karakteristik balistik yang relatif baik ini didapatkan dari kombinasi nilai kekerasan dan harga impaknya yang relatif tinggi, yaitu 62,6 HRB dan 14,65 x 10-3 J/mm2 secara berurutan.;Steel has been used as the constituent material of tactical vehicle’s body due to its high ballistic resistance. But, steel has high density that triggered research for material substitution. One alternative is aluminium composite that reinforced by ZrO2. Previous research has shown that three plies of Al-13.1Zn-6.1Mg-6.7Si-1.4Cu – 7.5 vol.% ZrO2 composite, each with the thickness of 10 mm, could withstand bullet penetration on type III ballistic testing.In this research, Al-9Zn-6Mg-3Si composite thick plates of 25 mm reinforced by 5 vol.% ZrO2 with the variation of 0.001 wt.% Sr, 0.1 wt.% Ti, and 2 wt.% Cr microalloying are fabricated by squeeze casting method. To improve the mechanical properties, the composite plates were solution treated at 450 oC for 1 hour then aged at 200 oC for 1 hour. The characterizations are consisted of chemical composition testing by using Optical Emission Spectrometer (OES), microtructure analysis by using Optical Microscope (OM), Scanning Elecron Microscopy (SEM), and Energy Dispersive X-Rays (EDX), porosity calculation by using ImageJ software, hardness testing by using Rockwell B, and impact testing by using charpy method. Type III ballistic testing was conducted on the composite plates after High Velocity Oxygen-Fuel (HVOF) thermal spray with 88WC-12Co of ±200 μm thickness.The results showed that the highest hardness was owned by the Cr-added composite plate with the value of 77.75 HRB. The Ti-added composite plate had the highest impact value of 15.77 x 10-3 J/mm2. The hardness of all composite plates was relatively low compared to the theoritical hardness, which was due to imperfect fabrication process. The ZrO2 particles added to the molten aluminium alloy reacted to form Al3Zr, which was found in a considerable amount in the microstructure. From the ballistic testing, Sr composite plate was found to have the best ballistic characteristic compared to the other three, which was shown by small trace of bullet on the front part of the plate, and also small perforated diameter on the back part of the plate. This relatively good ballistic characteristic was believed to be due to combination of high hardness and impact values, with the value of 62.6 HRB and 14.65 x 10-3 J/mm2, respectively., Steel has been used as the constituent material of tactical vehicle’s body due to its high ballistic resistance. But, steel has high density that triggered research for material substitution. One alternative is aluminium composite that reinforced by ZrO2. Previous research has shown that three plies of Al-13.1Zn-6.1Mg-6.7Si-1.4Cu – 7.5 vol.% ZrO2 composite, each with the thickness of 10 mm, could withstand bullet penetration on type III ballistic testing.In this research, Al-9Zn-6Mg-3Si composite thick plates of 25 mm reinforced by 5 vol.% ZrO2 with the variation of 0.001 wt.% Sr, 0.1 wt.% Ti, and 2 wt.% Cr microalloying are fabricated by squeeze casting method. To improve the mechanical properties, the composite plates were solution treated at 450 oC for 1 hour then aged at 200 oC for 1 hour. The characterizations are consisted of chemical composition testing by using Optical Emission Spectrometer (OES), microtructure analysis by using Optical Microscope (OM), Scanning Elecron Microscopy (SEM), and Energy Dispersive X-Rays (EDX), porosity calculation by using ImageJ software, hardness testing by using Rockwell B, and impact testing by using charpy method. Type III ballistic testing was conducted on the composite plates after High Velocity Oxygen-Fuel (HVOF) thermal spray with 88WC-12Co of ±200 μm thickness.The results showed that the highest hardness was owned by the Cr-added composite plate with the value of 77.75 HRB. The Ti-added composite plate had the highest impact value of 15.77 x 10-3 J/mm2. The hardness of all composite plates was relatively low compared to the theoritical hardness, which was due to imperfect fabrication process. The ZrO2 particles added to the molten aluminium alloy reacted to form Al3Zr, which was found in a considerable amount in the microstructure. From the ballistic testing, Sr composite plate was found to have the best ballistic characteristic compared to the other three, which was shown by small trace of bullet on the front part of the plate, and also small perforated diameter on the back part of the plate. This relatively good ballistic characteristic was believed to be due to combination of high hardness and impact values, with the value of 62.6 HRB and 14.65 x 10-3 J/mm2, respectively.]"

"ABSTRAKMaterial untuk aplikasi peralatan militer seperti kendaraan taktis dibuat supayaringan dan mampu menahan tembakan peluru yang merupakan beban impakberkecepatan tinggi. Untuk itu material yang kuat dan ringan seperti metal matrixcomposite merupakan salah satu alternatif. Matriks aluminium sedang banyakdikembangkan karena sifatnya yang ringan dan memiliki sifat mekanis yang baik.Namun kekerasan yang tidak cukup tinggi menjadi permasalahan. Oleh karena itudibutuhkan partikel penguat untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan tanpamengorbankan ketangguhan material misalnya partikel zirkonia yang memilikifracture thoughness cukup baik.Pada penelitian ini dikembangkan material komposit Al-12Zn-6Mg-1Cuberpartikel penguat 7,5 vol.% ZrO2 dengan variasi 1, 3,86, dan 4 wt.% Simenggunakan proses squeeze casting. Material komposit ini diharapkan memilikikarakteristik yang baik untuk aplikasi balistik.Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui efek penambahan Si pada komposit.Karakterisasi material didapatkan dengan melakukan beberapa pengujian sepertipengujian komposisi dengan Optical Emission Spectroscopy (OES), pengujiankekerasan dengan metode Rockwell B, pengujian impak, analisis struktur mikromenggunakan mikroskop optik dan Scanning Electron Microscopy (SEM), sertapengujian balistik dengan peluru tipe III berkaliber 7,62 mm.Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses fabrikasi belum berhasilmencampurkan serbuk zirkonia secara homogen. Hal ini disebabkan karenawettability dan lapisan antar muka antara Al dan ZrO2 tidak cukup baik. Partikelzirkonia ditemukan berkelompok yang menginisiasi terbentuknya porositas didalam komposit yang mempengaruhi karakteristik komposit.Hasil pengujian kekerasan dan impak didapatkan bahwa kandungan Si 1 wt.%memiliki kekerasan paling tinggi yaitu 81 HRB dan harga impak 0,0157 J/mm2.Peningkatan sifat mekanik yang diharapkan dengan penambahan Si tidak terjadikarena tertutupi oleh kehadiran porositas. Pengujian balistik yang dilakukanmenggunakan komposit dengan variasi yang berbeda menunjukkan potensi yangcukup menjanjikan karena peluru tidak dapat menembus pelat lapisan ketigakomposit dengan partikel penguat zirkonia ini.

---

ABSTRACTMaterial used for military equipment, such as tactical vehicle, should be light andhave bulletproof characteristic. Metal matrix composite is an alternative for that.Aluminium matrix is widely developed because of its light weight and goodmechanical properties, but the problem is that its hardness is not high enough tobe bulletproof. Therefore reinforcement with higher hardness and strength isadded, such as zirconium oxide which has good fracture toughness. This researchstudied composite material with Al-12Zn-6Mg-1Cu as matrix and reinforced by7.5 vol.% ZrO2. Silicon content was variated to 1, 3.86, and 4 wt.% and sampleswere fabricated by squeeze casting. This material is expected to have goodballistic characteristic. Materials characterization included Optical EmissionSpectroscopy (OES), Rockwell B hardness testing, impact testing, microstructureanalysis using optical microscope and Scanning Electron Microscopy (SEM), andballictic testing type III with 7.62 mm bullet.The results showed that the fabrication process was not able to produce plateswith homogeneous ZrO2 distribution. The ZrO2 particles were foundagglomerated and initiated porosities which then reduces the mechanicalproperties. This was due to poor wettability of ZrO2 particles in aluminium.Hardness and impact testing showed that the highest value were achieved by 1wt.% silicon containing alloy, with the values of 81 HRB and 0.0157 J/mm2.Higher mechanical properties which was expected with increasing silicon contentis not achieved because of the presence of porosity. Ballistic testing on 3 plateswith variated silicon content showed that this composite is potential enough to bebulletproof material."

"Baja sering digunakan sebagai material penyusun pada badan pelindung kendaraan taktis karena ketahanan balistiknya yang baik. Dengan densitasnya yang tinggi, memicu pengembangan material pengganti dengan densitas yang lebih rendah namun tetap dapat menahan penetrasi peluru. Salah satunya adalah komposit aluminium dengan penguat SiC. Pada penelitian sebelumnya, pelat komposit Al-6Mg-xZn dengan variasi 6, 9 wt.% Zn berpenguat 10 dan 20 vol.% SiC telah berhasil menahan peluru tipe III, namun masih mengalami retak dibagian belakang. Oleh karena itu, perlu adanya modifikasi matriks agar menghasilkan komposit yang lebih tangguh seperti penambahan Cr.Pada penelitian ini dipelajari komposit Al-11Zn-7Mg berpenguat 10 vol.% SiC dengan variasi kadar Cr sebesar 0, 0.043, 0.051, 0.083 wt.% yang difabrikasi melalui metode squeeze casting. Untuk meningkatkan sifat mekanis, pelat komposit kemudian diberikan laku pelarutan pada temperatur 450 oC selama 1 jam yang dilanjutkan dengan laku penuaan pada temperatur 130 oC selama 102 jam. Karakterisasi yang dilakukan pada pelat komposit yaitu pengujian komposisi kimia menggunakan Optical Emission Spectrometry (OES), analisis struktur mikro dengan mikroskop optik (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Energy Dispersive X-Rays (EDX), perhitungan persentase porositas dan pengukuran Secondary Dendrite Arm Spacing (SDAS) menggunakan perangkat lunak Image Pro Plus, pengujian kekerasan Rockwell B, serta pengujian impak metode charpy.

---

Steel has been used as the constituent material for body of tactical vehicle due to its high ballistic resistance. But, steel has high density that triggered developments of lighter materials with high hardness and high impact energy such as SiC strengthened aluminium composites. Previous research has shown that 10 and 20 vol.% SiC strengthened Al-6Mg-xZn with variation 6 and 9 wt.% Zn could withstand type III bullets, but cracks remained at the back of the plate. Therefore, matrix modification is needed in order to produce thougher aluminium composite such as addition of Cr.

This research used Al-11Zn-7Mg as matrix and 10 vol.% SiC as reinforcement with variation of 0, 0.043, 0.051 and 0.083 wt.% Cr which are fabricated by squeeze casting method. To improve the mechanical properties, the composite plates were solution treated at 450°C for 1 hour then aged at 130 oC for 102 hours. The characterization consisted of chemical composition testing by using Optical Emission Spectrometry (OES), microstructure analysis by using Optical Microscope (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-Rays (EDX), porosity calculation and Secondary Dendrite Arm Spacing (SDAS) measurement by using Image Pro Plus software, hardness testing by using Rockwell B and impact testing by using charpy method.

The results showed that addition of Cr from 0 to 0.083 wt.% increased the hardness of composite from 58.8 to 61.8 HRB and decreased the impact values from 11290.4 to 10131.8 J/m2. The increase in hardness was due to solid solution strengthening of Cr in Al-Zn-Mg matrix as well as reduction of SDAS from 21.6 to 17.1 μm respectively from the addition 0.043 to 0.083 wt.% Cr. Ageing at 130°C significantly increased the hardness of the composites from 83.1 to 90.7 HRB, however, Cr did not give impact on the precipitation processes. Along with the increasing hardness, the impact properties decreased which indicated reduction of toughness."

"Material untuk aplikasi peralatan militer (balistik) didesain untuk menahan tembakan peluru yang pada aplikasinya dibutuhkan sifat tangguh terhadap beban impak balistik. Selain itu diperlukan sifat yang kuat dan ringan. MMC dengan matriks aluminium sangat populer untuk dikembangkan karena aluminium memiliki berat yang ringan dan sifat mekanis yang baik. Untuk mendapatkan kekerasan tanpa mengorbankan ketangguhan, diperlukan penambahan elemen paduan pada matriks. Dalam penelitian ini dikembangkan material variasi paduan 1, 3.85 dan 4 wt.% Si pada matriks Al–12Zn–6Mg-1Cu dengan penguat 7.5 vol.% ZrO2 hasil squeeze casting. Untuk meningkatkan ketangguhan komposit, dilakukan laku pelarutan pada suhu 450oC selama 1 jam kemudian dilakukan pengerasan penuaan pada suhu 200°C. Karakterisasi material dilakukan untuk melihat efek penambahan Cu pada komposit. Karakterisasi material yang dilakukan diantaranya pengujian kekerasan dengan metode Rockwell B, pengujian impak, analisis struktur mikro menggunakan mikroskop optik dan Scanning Electron Microscopy (SEM), kemudian dilakukan pengujian balistik dengan peluru tipe III berkaliber 7.62 mm. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar Si yang diberikan maka kekerasan menurun mencapai 67.26 HRB yang diikuti dengan turunnya keuletan sehingga harga impak menurun menjadi 0.469 J/mm2 akibat kegetasan material. Komposisi komposit belum mampu menahan beban impak balistik akibat sifat yang terlalu getas. Kegagalan ini juga diakibatkan oleh partikel ZrO2 yang menginisiasi porositas.

---

Materials for military equipment application (ballistic) designed to withstand bullets, so that they need high toughness. Beside that, they also need strong and light weight materials. MMC with aluminum matrix is very popular to be developed because aluminum has a light weight and good mechanical properties. To obtain high hardness without sacrifiying the toughness, alloying elements are added in the matrix.

This study evaluate Al-12Zn-6Mg-1Cu alloy added with 1, 3.85 and 4 wt. % Si with 7.5 vol. % ZrO2 as reinforcement. Manufacturing process was squeeze casting to assume good mixing of ZrO2 particulates. To improve the toughness, composite were solution treated at 450 oC for 1 hour and the aged at 200°C.

Materials characterization included composition analysis using Optical Emission Spectroscopy (OES), hardness testing (Rockwell B), impact testing (charpy method), microstructure analysis using optical microscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM), then ballistic testing with type III bullets of 7.62 mm callibre.

The results show that the higher the Si content, the higher peak hardness of the composite decrease which is proceeded by 67.26 HRB, and impact energy of the composite decrease which is proceeded by 0.469 J/mm2 . With age hardening, the toughness of the composite higher than as-cast condition. This composite were not able to resist penetration of projectile with 7.62 mm bullet."