PENGARUH NITROCARBURIZING TERHADAP KEKERASAN, STRUKTUR MIKRO DAN LAJU KOROSI PADA BAJA TAHAN KARAT AISI 410

EDY IRYANTO, Dr. Ir. Viktor Malau, DEA.

2014 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Baja tahan karat AISI 410 merupakan salah satu baja tahan karat yang banyak digunakan di bidang kedokteran. Perbaikan sifat mekanis baja tahan karat martensitik dapat dilakukan dengan cara pengerasan permukaan. Berbagai teknologi rekayasa permukaan telah dikembangkan untuk meningkatkan kekerasan, salah satunya adalah nitrocarburizing. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh variasi waktu pada proses nitrocarburizing baja AISI 410 terhadap kekerasan , struktur mikro dan laju korosi. Spesimen dibuat dengan bentuk silindris dengan diameter 14 mm dan tebal 3 mm. Spesimen yang telah dihaluskan permukaannya dan dipoles, diproses nitrocarburizing pada temperatur 400 o C dengan variasi waktu 2, 3, 4, 5 dan 6 jam, pada tekanan konstan sebesar 1,6 mbar, dalam lingkungan campuran gas Metana, Hidrogen dan Nitrogen dengan perbandingan berat : 3,08 % CH4, 19,31 % H2, dan balance N2. Metode yang digunakan adalah plasma lucutan pijar (glow discharge), yang akan menyebabkan ion-ion N dan C akan terdeposisi ke dalam permukaan spesimen. Spesimen hasil dari proses nitrocarburizing diuji kekerasan dengan microhardness tester dan diobservasi dengan mikroskop untuk melihat struktur mikronya. Spesimen juga diuji korosi dengan Galvanostat, alat uji korosi tipe sel tiga elektroda, dengan media 0,9 % NaCl. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa spesimen baja AISI 410 dengan perlakuan nitrocarburizing selama 5 jam memiliki angka kekerasan tertinggi, yaitu 368 VHN. Jika dibandingkan kekerasan raw material, yaitu 210,2 VHN, maka terjadi kenaikan kekerasan sebesar 175%. Hasil uji struktur mikro tidak menunjukkan terjadinya perubahan struktur mikro yang signifikan. Hasil uji korosi menunjukkan laju korosi raw material sebesar 0,2998 mpy, sedangkan laju korosi baja tahan karat AISI 410 yang diproses nitrocarburizing pada temperatur 400 0 C, tekanan 1,6 mbar dengan waktu 6 jam adalah 0,2467 mpy.Laju korosi ini termasuk kategori Outstanding, karena laju korosinya < 1 mpy.

AISI 410 stainless steel is one of the stainless steels that are widely used in medical. Improvement of mechanical properties of martensitic stainless steels can be done by means of surface hardening. Various surface engineering technologies have been developed to increase the hardness, one of which is nitrocarburizing. This research was conducted to study the effect of process variations on time nitrocarburizing stainless steel AISI 410 on hardness, microstructure and corrosion rate. Specimens were made with a cylindrical shape with a diameter of 14 mm and a thickness of 3 mm. Specimens that have been smoothed and polished surface, nitrocarburized at a temperature of 400 ° C with the variation of time 2, 3, 4, 5 and 6 hours, at a constant pressure of 1.6 mbar, in a mixed environment of Methane, Hydrogen and Nitrogen with a weight ratio : 3.08 % CH4, 19.31 % H2, and balance N2. The method used is a plasma glow discharge, which will cause the ions of N and C will be deposited into the surface of the specimen. Nitrocarburized specimens are hardness tested with microhardness tester and observed with a microscope to see the microstructure. Specimens were also tested with a galvanostat corrosion, corrosion test equipment type three-electrode cell, with a 0.9% NaCl media. The results of this study indicate that the AISI 410 stainless steel specimens with nitrocarburizing treatment for 5 hours had the highest of hardness, which is 368 VHN. When compared to hardness of raw material, ie 210.2 VHN, then there is an increase of 175% of hardness. The test results do not show the microstructure changes significantly. Corrosion test results show the corrosion rate of raw material is 0.2998 mpy, while the corrosion rate of AISI 410 stainless steel that is nitrocarburized at 400 o C, pressure of 1.6 mbar with a time of 6 hours is 0.2467 mpy. It’s Outstanding, because the corrosion rate < 1 mpy.

Kata Kunci : nitrocarburizing, waktu, temperatur, kekerasan, AISI 410, nitrocarburizing, time, temperature, hardness