Karakterisasi Komposisi Kimia dan Homogenitas Paduan Al–Mg–Si Hasil Squeeze Casting untuk Aplikasi Pertambangan

Venty Lestari

doi:10.62278/jits.v3i2.80

Authors

Venty Lestari Universitas Sriwijaya https://orcid.org/0009-0006-6762-9120

DOI:

https://doi.org/10.62278/jits.v3i2.80

Keywords:

Al-Mg-Si, Aluminium, Fasa Intermetalik, Komposisi Kimia, Squeeze Casting

Abstract

Paduan aluminium Al-Mg-Si dikenal sebagai material struktural ringan dengan ketahanan korosi yang tinggi dan kemampuan penguatan melalui mekanisme presipitasi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis komposisi kimia aktual serta implikasi metalurgi dari paduan Al–Mg-Si yang diproduksi menggunakan metode squeeze casting. Proses pengecoran dilakukan pada temperatur peleburan 850 °C, temperatur cetakan 300 °C, dan tekanan 76 MPa selama 10 menit, kemudian dilakukan perlakuan homogenisasi. Pengujian komposisi kimia menggunakan metode Optical Emission Spectroscopy (OES) dilakukan pada dua titik sampel (atas dan bawah) untuk menilai keseragaman distribusi unsur. Hasil analisis menunjukkan bahwa kandungan Mg (1,06%) dan Si (0,63%) berada dalam rentang nilai yang ditargetkan, menandakan tingkat homogenitas yang baik. Kandungan unsur pengotor seperti Fe, Cu, dan Mn berada di bawah 0,1 %, yang mengindikasikan rendahnya risiko pembentukan fasa intermetalik getas seperti Al₅FeSi. Komposisi ini memungkinkan terbentuknya fasa Mg₂Si sebagai presipitat penguat utama dan memberikan stabilitas mikrostruktur yang diperlukan untuk aplikasi struktural. Dengan karakteristik tersebut, paduan ini berpotensi diterapkan pada aplikasi struktural di lingkungan ekstrem, seperti industri pertambangan, di mana dibutuhkan material yang ringan, tahan korosi, dan memiliki kestabilan mekanik jangka panjang. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi dasar bagi pengembangan paduan aluminium melalui teknik squeeze casting untuk memenuhi kebutuhan material pada sistem monitoring tambang, casing instrumen, serta komponen ringan di lingkungan kerja yang ekstrem.

Author Biography

Venty Lestari, Universitas Sriwijaya

Program Studi Teknik Pertambangan

References

Agustianingrum, M. P. (2016). Studi pengaruh temperatur anil dan persen deformasi terhadap sifat mekanik dan struktur mikro paduan Al-4.5Zn-1.5Mg-0.9Cr (% berat) hasil squeeze casting dan canai dingin. Skripsi. Depok: Universitas Indonesia.

ASM Handbook Committee. (1992). Metals handbook, Casting (10th ed., Vol. 1). Ohio: ASM International. ISBN 0-87170-007-7

Baruah, M., & Borah, A. (2020). Processing and precipitation strengthening of 6xxx series aluminium alloys: A review. International Journal of Materials Science, 1(1), 40–48. https://doi.org/10.22271/27078221.2020.v1.i1a.10

Bell, S., David, B., Javaid, A., & Essadiqi, E. (2006). Final report on refining technologies of magnesium: [Technical Report]. Canada. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.25060.17285

Fang, X., Song, M., Li, K., & Du, Y. (2010). Precipitation sequence of an aged Al-Mg-Si alloy. Journal of Mining and Metallurgy, Section B: Metallurgy, 46(2), 171–180. https://doi.org/10.2298/JMMB1002171F

Jiang, B., Xu, S., Xu, H. Y., Hu, M. L., He, Y. J., & Ji, Z. S. (2019). Effect of Mg addition on microstructure and mechanical properties of Al-Si-Cu-Fe alloy with squeeze casting. Materials Research Express, 7(1). https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab5cc6

Kumar, V., Mehdi, H., & Kumar, A. (2015). Effect of Silicon content on the Mechanical Properties of Aluminum Alloy. International Research Journal of Engineering and Technology, 2(4), 1326-1330. e-ISSN: 2395 -0056.

Kurnia, R. (2016). Studi pengaruh canai dingin dan temperatur anil terhadap rekristalisasi serta sifat mekanik paduan Al-4.7Zn-1.8Mg (% berat) hasil squeeze casting. Skripsi. Depok: Universitas Indonesia.

Liu, Y. L. (1999). The complex microstructure in an as-cast Al-Mg-Si alloy. Materials Letters, 41, 267-272. https://doi.org/10.1016/S0167-577X(99)00141-X

Mondolfo, L. (1976). Aluminium alloys: Structure and properties. Boston: Butterworth & Co Ltd. ISBN: 0-408-70680-5.

Nikanorov, S. P., Volkov, M. P., Gurin, V. N., Burenkov, Y. A., Derkachenko, L. I., & Kardashev, B. K. (2005). Structural and mechanical properties of Al-Si alloys obtained by fast cooling of a levitated melt. Material Science and Engineering A, 390, 63-69. https://doi.org/10.1016/j.msea.2004.07.037

Rezaei, M. R., Toroghinejad, M. R., & Ashrafizadeh, F. (2011). Effects of ARB and ageing processes on mechanical properties and microstructure of 6061 aluminum alloy. Journal of Materials Processing Technology, 211(6), 1184–1190. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2011.01.023

Rivas, A. L., Munoz, P., Camero, S., & Quintero-Sayago, O. (1999). Effect of the microstructure on the mechanical properties and surface finish of an extruded AA-6063 aluminum alloy. Adv. Mat. Sci. & Tech, 2(1), 15-23. ISSN: 1316-2012.

Satriani, A. F., & Bayuseno, A. P. (2016). Pengaruh penambahan unsur silikon (si) pada shaft propeller berbahan dasar Al-Mg-Si. Jurnal Teknik Mesin, 4(2), 170-177.

Seth, P. P., Parkash, O., & Kumar, D. (2020). Structure and mechanical behavior of in situ developed Mg₂Si phase in magnesium and aluminum alloys – A review. RSC Advances, 10, 37327–37345. https://doi.org/10.1039/d0ra02744h

Smith, F. W. (1993). Structure and properties of engineering alloys (2nd ed.). USA: Mc. Graw-Hill Inc. ISBN: 0-07-059172-5.

Tjitro, S., & Firdaus. (2000). Pengecoran squeeze. Jurnal Teknik Mesin, 2(2), 109-113.

Vargel, C. (2020). Chapter G.5 – 6xxx series alloys. Corrosion of aluminium, 485-495.

Zhang, Z., Qi, W., Ning, Y., Gao, M., & Pang, H. (2025). Microstructural evolution and mechanical properties during heat treatment in a squeeze casting Al–Si–Mg–Fe–Cu alloy. Journal of Materials Research and Technology, 26, 1200–1212. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2025.11.033

Zou, J., Zhang, H., Yu, C., Wu, Z., Guo, C., Nagaumi, H., Zhu, K., Li, B., & Cui, J. (2023). Investigating the influences of Fe, Mn and Mo additions on the evolution of microstructure and mechanical performances of Al–Si–Mg cast alloys. Journal of Materials Research and Technology, 25, 319–332. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.05.234