Pengaruh implantasi ion yttrium terhadap ketahanan lelah baja karbon

NUGROHO, Aris Widyo, Ir. Mudjijana, MEng

2001 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Telah dilakukan penelitian pengaruh implantasi ion yttrium pada energi 100 keV tehadap ketahanan lelah baja karbon. Benda uji diimplantasi pada dosis berturut-turut dosis 2,234 x lOI5 ion/cm2, 4,468 x 10” ion/cm2 dan 6,703 x 1015 ion/cm2 Untuk menguji pengaruh yang tedadi, telah dilakukan uji ketahanan lelah rotary bending, uji metalografi dan Wografi dengan SEM, uji analisis komposisi den* EDAXS, uji tegangan sisa dengan XRD baik untuk benda uji tanpa implantasi maupun benda uji yang diimplantasi. Juga telah dilakukan uji ketahanan lelah pada temperatur 100°C dan 200°C mtuk benda uji yang mempunyai ketahanan lelah tertinggi pada temperatur kmar. Hasil penelitian &pat disimpulkan ixdwa penm,gkatan dosis ion akan mengakibatkan peningkatan sifat ketahanan lelah dan tegaugan sisa tekan. Dari analisis metalogmfi tenmati kedalaman ion ytbium yang terimplantasi yang ditandai oleh lapisan tipis warm putih, setebal 936-1240 nm. Hasil tersebut diperkuat h i 1 adisis unsur yang menunjukkan kandungan yttrium sebesar 0,28 % dan 0,7 % berat masing-masing untuk dosis ion 2,234 x 10’’ ion/cm2, dan 6,703 x iodcm2. Hasil analisis fiaktografi dan kekasaran permukaan ti& teramti perubahan yang b e d . sedangkan dari uji keQhanan lelah pada temperatur 100°C dan 200OC teramati penurunan sifkt ketahanan lelahnya

Research on the effd of yttrium ion dose at energy 100 keV on the fatigue endurance of carboa steels has been carried out. For the purpose, yttrium ions dose 2,234 x 1015 ion/cm2, 4,468 x 1015 ion/cm2 and 6,703 x 10” ion/cm2 had been implanted into samples. Effect of the yttrium ion implanted into carbon steels has been examined through its fatigue endurance using rotary bending fatigue machines, metalogcaphy and htography using SEM, composition analysis wing EDAXS, and residual stress using XRD. For samples with highest fatigue endurance, it’s also examined its fatigue endurance for temperatures 100°C and 200°C. It c8n be concluded tholt increasing of the ions dose cause the increasing of its fatigue endurance and its compressive residual stress. From metalography analysis, it c8n be showed that the depth of yttrium implanted into carbon steels indicated by white layer is 936 - 1240 nm. This result is strengthened by the compositions analysis using EDAXS which showes the content of yttrium in order 028 % wt and 0,7 % wt respectively for ion dose 2,234 x 10” i0nlcm2 and 6,703 x 1015 ion/cm2. From hctography and roughness analysis it can be showed that there is no significance differences in fracture and surf& roughness for implanted and unimplanted samples. While fiom endurance htigue test for 100°C and 20O0C, it’s shod that its endurance fatigue decreased.

Kata Kunci : Lelah Baja,Implantasi Ion, ion implantation, fatigue endurance