PENGARUH IMPLANTASI ION ARGON PADA STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN BAJA AISI 430 UNTUK BAHAN STRUKTUR REAKTOR
| Main Authors: | Hadi Ismoyo, Agus, Bandriyana, B., Parikin, Parikin |
|---|---|
| Other Authors: | Pusat Sains dan Teknologi Bahan Maju (PSTBM) - BATAN |
| Format: | Article info application/pdf eJournal |
| Bahasa: | ind |
| Terbitan: |
BATAN
, 2016
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://jurnal.batan.go.id/index.php/jsmi/article/view/3996 http://jurnal.batan.go.id/index.php/jsmi/article/view/3996/3470 |
Daftar Isi:
- PENGARUH IMPLANTASI ION ARGON PADA STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN BAJA AISI 430 UNTUK BAHAN STRUKTUR REAKTOR. Rekayasa permukaan dengan teknik implantasi ion argon (Ar+) dapat meningkatkan sifat bahan terutama kekerasannya. Implantasi ion argon ini dilakukan pada baja komersial AISI 430 untuk aplikasi bahan komponen reaktor. Perubahan struktur mikro dan kekerasan setelah implantasi diteliti untuk analisis perubahan sifat mekanik bahan. Proses implantasi ion dilakukan pada energi percepatan sebesar 100 keV dengan arus ion 10mA dan waktu implantasi divariasi 30, 60 dan 90menit. Pengamatan struktur mikro dan fasa dilakukan dengan pengujian mikroskop optik dan uji XRD (X-ray diffraction), sedang pengujian kekerasan dilakukan dengan metode pengukuran Vickers. Hasil uji mikroskop optik menunjukkan terjadi proses difusi ion argon ke permukaan baja komersial AISI 430 dengan kedalaman difusi sekitar 0, 5 mikron untuk waktu implantasi 60 menit dan 2 mikron untuk 90 menit implantasi. Hasil uji XRD untuk sampel sebelum dan sesudah implantasi menunjukkan identifikasi refleksi puncak bidang (110), (200) dan (211) berturutan muncul pada sudut difraksi 2θ = 44,57o ; 64,86o dan 82,11o . Implantasi ion tidak menumbuhkan puncak dan fasa baru yang menunjukkan hanya terjadi proses substitusi dan bukan interstisi argon terhadap atom besi atau atom krom pada kisi kristal BCC. Hal ini disebabkan karena jari-jari atomargon 0,987 Å hampir sama dengan jari-jari kovalen besi yaitu 1,17 Å seperti ini ditunjukkan pada pergeseran sudut difraksi. Perubahan kekerasan terjadi pada proses implantasi sesuai dengan dosis ion Argon melalui penambahan waktu implantasi. Nilai kekerasan baja meningkat setelah diimplantasi ion argon, semakin lama proses implantasi semakin tinggi kekerasannya. Mula-mula saat baja komersial AISI 430 diimplantasi dengan ion argon selama 30 menit kekerasannya adalah 190,78 HV, kemudian setelah baja komersial AISI 430 diimplantasi dengan ion argon selama 60 menit kekerasannya menjadi 222,53 HV dan setelah baja komersial AISI 430 diimplantasi dengan ion argon selama 90 menit kekerasannya menjadi 241,46 HV. Kata kunci: ABSTRACT EFFECTSOF Ar-ION IMPLANTATION ON MICROSTRUCTURE AND HARDNESS OF AISI 430 STEEL FOR REACTOR STRUCTURE MATERIAL. Surface engineering by using implantation technique of argon (Ar+) ion may improve the performance ofmaterials especially the hardness. TheAISI 430 commercial steels were implanted by using argon ion to be utilized for reactor component materials applications. The change of microstructure and hardness after implantation was investigated to analyze the change ofmechanical properties. Ion implantation was carried out at acceleration energy of 100 keV and ion current of 10mA for 30, 60 and 90 minutes. Observation of the micro structure and phase were performed by an optical microscope showed the diffusion process of ion argon to the surface of commercial steel of AISI 430 , and the XRD (X-ray diffraction ), the hardness test was carried out by Vickers method. Results of the optical microscope test showed that the depth of argon diffusion was around 0.5 micron for 60 minutes and 2 micron for 90 minutes implantation. The test results showed XRD reflection peak identification field of (110), (200) and (211) successively appear at diffraction angles 2θ= 44,57o ; 64,86o ; and 82,11o . Ion implantation does not rise a new peak and phase which shows only a process of substitution and not interstitials of argon to the iron matrix at the BCC crystals lattice, because the radii of argon atom is 0,987 Å, a level with covalent radii of iron is1.17 Å, it is shown in diffraction angle shift. Hardness changes occur in the process according to the dose ion implantationArgon through the addition of implantation time.At the time of 30minutes implantation argon ion to the commercial steel AISI 430, the hardness is 190,78 HV, after 60 minutes implantation the hardness is 222,53 HV, and after 90minutes implantation argon ion to the commercial steel AISI 430, the hardness becomes 241,46 HV.