Pengaruh Perlakuan Shot Peening dan Sputtering TiN Terhadap Sifat Perambatan Retak Fatik Korosi Biomaterial Stainless Steel 316L

Muhammad Hafidh Rasyadi, Dr.Eng. Ir.Priyo Tri Iswanto, S.T., M.Eng., IPM.

2024 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Sedikit dari material dalam kelompok metal yang dapat digunakan sebagai perangkat biomaterial implant untuk aplikasi medis. Salah satu material baja tahan karat yang dipertimbangkan untuk penggunaan medis sebagai material implant yaitu Stainless steel 316L. Keunggulan stainless steel 316L yaitu mempunyai sifat tahan terhadap korosi, mudah untuk difabrikasi, dan harganya yang lebih murah dibandingkan dengan biomaterial kelompok metal lainnya. Karakter dari stainless steel  316L tidak dapat diberikan perlakuan panas, sehingga perlu adanya metode lain dalam meningkatkan sifat-sifat mekanisnya. Salah satunya yaitu dengan perlakuan permukaan shot peening dan sputtering. Pada penelitian ini memiliki tujuan untuk menginvestigasi pengaruh shot peening serta sputtering terhadap struktur mikro, kekasaran permukaan, kekerasan permukaan, serta laju perambatan retak fatik korosi stainless steel 316L. 

Penelitian ini memakai material jenis stainless steel 316L. Perlakuan shot peening dilakukan dengan tekanan penembakan konstan 8 bar, jarak penembakan 60 mm dengan sudut penembakan 90o menggunakan variasi durasi shot peening 10, 20, 30, 40, 50, dan 60 menit. Kemudian sputtering diaplikasikan menggunakan parameter tegangan 5 keV, kuat arus yang digunakan 10 ?A, waktu perlakuan sputtering selama 120 menit serta titanium sebagai material target deposisi.

Hasil penelitian menunjukkan shot peening memperhalus struktur butir bagian tepi permukaan hingga kedalaman < 60>

Few of materials in the metal group can be used as biomaterial implant devices for medical applications. One of the stainless steel materials being considered for medical use as an biomaterial implant is stainless steel 316L. The advantages of stainless steel 316L are that good corrosion resistant properties, easy to fabricate, and the price is cheaper compared to other metal group biomaterials. The character of stainless steel 316L can't be heat treated, so other methods are needed to improve its mechanical material properties. One of the methods used by surface treatment with shot peening and sputtering. This research aims to investigate the effect of shot peening and sputtering on the microstructure, surface roughness, surface hardness, and corrosion fatigue crack propagation rate on stainless steel 316L.

This research uses stainless steel 316L as a material. The shot peening was carried out with a constant pressure at 8 bar, shooting distance 60 mm with a shooting angle of 90o using various shot peening durations 10, 20, 30, 40, 50, and 60 minutes. Then the sputtering treatment was carried out with a voltage 5 keV, current strength 10 ?A, sputtering treatment time is 120 minutes, and titanium as the deposition target material.

The research’s findings indicate that shot peening refines the grain structure on the edge of surface region until surface depth < 60>

Kata Kunci : shot peening, sputtering, Stainless Steel 316L, fatik korosi