Pengerasan Permukaan Baja Stainless Menggunakan High Dense RF-DC Plasma Nitriding

Istiroyah (2015) Pengerasan Permukaan Baja Stainless Menggunakan High Dense RF-DC Plasma Nitriding. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Baja austenitik stainless steel AISI 316L dan martensitik stainless steel merupakan bahan yang diharapkan dapat menggantikan paduan Titanium dan Tungsten Karbida (WC) sebagai bahan molds dan dies. Untuk dapat memenuhi salah satu syarat sebagai bahan molds dan dies maka baja stainless steel tersebut harus diberikan rekayasa permukaan untuk meningkatkan kekerasannya. Karena proses rekayasa permukaan pada suhu di atas 500 oC akan menimbulkan sensitization dan penurunan daya tahan korosi, maka plasma nitriding menjadi alternatif pilihan yang tepat. Pada penelitian terdahulu yang telah dilakukan di laboratorium Aizawa didapatkan bahwa nitriding rate konstan (Kp) dari paduan Fe-18Cr yang dinitriding dengan DC plasma nitriding (DCPN) pada 500 oC memiliki nilai yang rendah sekitar 0,078m2/s. Sehingga salah satu upaya untuk meningkatkan nitriding rate ini adalah dengan mengombinasikan sumber plasma RF dan DC secara bersamaan sehingga diperoleh densitas plasma yang tinggi. Selain itu, pengaruh penambahan 30% gas hidrogen ke dalam plasma nitrogen terhadap intensitas optik spesies aktif di dalam plasma serta kedalaman difusi nitrogen ke dalam plasma juga diteliti. Hasil dari studi penambahan gas hidrogen dan penggabungan RFDC plasma ini digunakan untuk memberikan rekayasa permukaan pada baja austenitik stainless steel (ASS) dan martensitik stainless steel (MSS) dan dipelajari karakteristik hasil nitriding serta kaitannya dengan mekanisme pengerasan (hardening mechanism) dan pengerasan permukaannya (surface hardening). Bahan yang digunakan penelitian ini adalah baja austenitik stainless steel (ASS) AISI 316L dan baja martensitik stainless steel (MSS) AISI 420. Sedangkan alat utama yang digunakan meliputi: Sistem High Dense RF-DC Plasma Nitriding untuk proses nitriding, Optical Emission Spectroscopy (OES) digunakan untuk mendiagnosis plasma sehingga diketahui jenis dan intensitas optik dari spesies aktif di dalam plasma, Vickers microhardness test digunakan untuk mengukur kekerasan spesimen hasil nitriding, AES (Auger Electron Spectroscopy) untuk menganalisa konsentrasi dan kedalam difusi unsur yang masuk ke dalam matrik baja stainless steel terutama unsur nitrogen, SEM (Scanning Electron Spectroscopy) untuk menganalisa morfologi permukaan spesimen hasil nitriding, XRD (XRay Diffraction) baik metode konvensional Bragg-Brentano maupun metode XRD 2 scintilator Bragg Surface Diffraction (BSD) dilakukan untuk menganalisa fasa yang terbentuk dan internal strain di dalam spesimen hasil nitriding. Selanjutnya, metode First Principles digunakan untuk memprediksikan posisi penempatan atom N di dalam interstisial site matrik baja martensitik stainless steel. Hasil diagnostik plasma menggunakan OES menunjukkan N2+(X) dan N2*(B) merupakan 2 spesies yang dominan di dalam plasma. Sedangkan penambahan 30% hidrogen menyebabkan peningkatan intensitas optik dari ion N2+(X) secara drastis. Selanjutnya pengukuran kekerasan baja austenitik stainless steel meningkat dari kekerasan substrat tanpa nitriding sebesar 200 HV menjadi hingga 900 HV tergantung waktu dan temperatur nitriding dengan nilai Kp sebesar 0,22 m2/s pada 480 oC. Hasil analisis AES pada spesimen baja martensitik stainless steel hasil nitriding menunjukkan bahwa penambahan 30% H2 selainmeningkatkan konsentrasi N juga meningkatkan kedalaman difusi N ke dalam matrik baja. Lebih lanjut hasil analisis XRD mengindikasikan terjadinya transformasi fasa dari martensite (α’) menjadi fasa ekspanded austenite (N) hal ini diperkuat oleh prediksi penempatan atom N yang mengindikasikan sebagian besar atom N menempati posisi interstisi pada bidang lateral sehingga menimbulkan anisotropik internal strain yang dapat memicu terjadinya transformasi fas

Item Type:	Thesis (Doctor)
Identification Number:	DIS/669.142/IST/p/2016/061606115
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 669 Metallurgy > 669.1 Ferrous metals
Divisions:	S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Depositing User:	Budi Wahyono Wahyono
Date Deposited:	28 Dec 2016 14:21
Last Modified:	28 Dec 2016 14:21
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160665

Full text not available from this repository.

Actions (login required)

View Item