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. |
S58488-Pipin Indah Lestari.pdf :: Unduh