Pengaruh waktu implantasi ion chromium (Cr) dan chromium nitrida (CrN) terhadap kekerasan, laju korosi dan struktur mikro pada machinery steels VCL 140

PUTRA, Reza, Dr. Ir. Viktor Malau, DEA

2009 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh waktu implantasi ion chromium (Cr) dan chromium nitrida (CrN) terhadap kekerasan, laju korosi dan struktur mikro pada machinery steels VCL 140. Metoda yang dipilih untuk meningkatkan kekerasan permukaan material sekaligus menghalangi korosi adalah dengan teknik implantasi ion. Uji kekerasan dilakukan dengan alat MicroVikers dengan beban 10 gf pada waktu indentasi 10 detik dan pengujian korosi dilakukan pada sampel menggunakan alat potensiostat PGS 201T dalam larutan elektrolit NaCl 0,5%. Struktur permukaan lapisan Cr dan CrN diamati dengan alat Scanning Electron Microscopy (SEM) dan pengujian komposisi Cr dan CrN dilakukan dengan alat Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). Material yang terbuat dari baja VCL 140 diimplantasi ion Cr dan CrN dengan memvariasikan waktu implantasi pada energi 100 keV untuk mendapatkan kondisi optimum dari kekerasan permukaan, penurunan laju korosi dan menganalisa struktur permukaan yang terbentuk. Hasil penelitian ini menunjukkan nilai kekerasan optimum pada pelapisan CrN sebesar 439 VHN atau meningkat 70,81% pada waktu implantasi 90 menit dan penurunan laju korosi optimum terjadi pada waktu 75 menit dengan dosis ion 1,826.1017 ion/cm2 sebesar 42,8 mpy atau turun 46,89 % akibat dari pembentukan lapisan baru CrN pada permukaan material VCL 140.

The aim of this research is to study of mechanical properties on machinery steels VCL 140 after chrome (Cr) and chrome nitride (CrN) implantation. Ion implantation method has been selected to increase the hardness on surface material and prevent corrosion. The hardness number was measured using a Microhardness Vickers with load 10 gf at the time of 10 seconds and corrosion test conducted on samples using Potensiostat PGS 201T in electrolyte solution NaCl 0,5%. The Cr and CrN coating topography was observed by using Scanning Electron Microscopy (SEM) and the chemical composition of Cr and CrN coating was determined by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). Samples are implanted with an energy 100 keV Cr-ion and N-ion at time ranging from 45 minutes to 150 minutes. Time-varying has been used to obtain optimum conditions of surface hardness, a decrease in corrosion rate and analyze the structure of surface. The result shows that an increases hardness on CrN surface layers about 439 VHN with 90 minutes for time implantation. The corrosion rate had been decrease from 80,6 mpy to 42,8 mpy with 75 minutes at ion dose 1,826.1017 ion/cm2.

Kata Kunci : Implantasi ion,Machinery steels VCL 140,Cr,CrN,Laju korosi, ion implantation, machinery steels VCL 140, Cr, CrN, corrosion rate