KARAKTERISASI LAJU KEAUSAN DAN KOROSI LAPISAN CrN YANG DIIMPLANTASIKAN PADA BAJA 410

Sri Widodo, Dr. Ir. Viktor Malau, D.E.A.

2012 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Baja 410 merupakan jenis baja tahan karat. Perlakuan permukaan material bertujuan meningkatkan sifat material tersebut. Salah satu proses perlakuan permukaan dengan implantasi ion. Proses implantasi ion mempunyai keunggulan yaitu prosesnya dapat dilakukan pada suhu kamar sehingga tidak menimbulkan perubahan struktur mikro pada material induk. Implantasi ion juga mampu meningkatkan ketahanan aus dan menurunkan laju korosi. Kandungan unsur baja 410 (%berat) : 0,12 C; 0,3385 Si; 0,0025 S; 0,0199 P; 0,4275 Mn; 0,2119 Ni; 12,8251Cr; 0,0285 Mo; 0,055 Cu; 0,003 Ti; 0,0074 Sn; 0,0034 Al; 0,0058 Ca; 0,0173 Zn; 85,9 Fe. Lapisan CrN diperoleh dengan cara mengimplantasikan ion CrN ke permukaan baja 410. Pengujian keausan dengan menggunakan alat uji rotating disk on plate. Pengujian korosi dalam larutan 0,9% NaCl menggunakan sel tiga elektroda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu optimum implantasi ion CrN pada baja 410 selama 39 menit. Nilai keausan permukaan baja 410 sebelum diimplan CrN sebesar 46,3019 mm2/kg, setelah diimplan CrN mengalami penurunan menjadi 3,6868 mm2/kg. Nilai korosi baja 410 sebelum diimplan CrN sebesar 3,6815 mm/y, setelah diimplan CrN turun menjadi 3,0874 mm/y. Berdasarkan pengamatan struktur mikro, baja 410 yang diimplan CrN selama 39 menit dapat menyisip ke dalam batas butir (secara intertisi) sehingga mampu meningkatkan ketahanan aus dan menurunkan laju korosi.

410 steel is a type of stainless steels. Surface treatment aims to improve material's properties. One of the surface treatment processes is ion implantation. The ion implantation process has some advantages, those are the process can be carried out at room temperature, so it does not cause changes in microstructure of the base material, and it can increase wear resistance and lower corrosion rate of the material. The composition of 410 stainless steel (%wt) are 0.12C; 0.3385Si; 0.0025S: 0.0199P; 0.4275Mn; 0.2119Ni; 12.8251Cr; 0.0285Mo; 0.055Cu ; 0.003Ti; 0.0074Sn: 0.0034Al: 0.0058Ca: 0.0173Zn; 85.9 Fe. The CrN Layer was obtained by CrN ion implantation on the surface of 410 stainless steel. Wear test was done by rotating disk on plate, whereas corrosion test was done in 0.9% NaCl solution using threeelectrode cell. The result shows that the optimum time of CrN ion implantation on 410 stainless steel is 39 minutes. Wear rate of pure 410 stainless steel is 1,79.10 -7 mm2/kg, while wear rate of 410 stainless steel after CrN ion implantation decreases to 0,92.10-7mm2/kg. Corrosion rate of pure 410 stainless steel is 3.68 mm/y, whereas after CrN ion implantation, it drops to 3.09 mm/y. Based on the observation of microstructure, 410 stainless steel after CrN ion implantation for 39 minutes shows its grain boundaries look clearly.

Kata Kunci : implantasi ion, laju korosi, laju keausan, baja 410, CrN