PENINGKATAN KEKERASAN DAN KETAHANAN KOROSI BIOMATERIAL METALIK JENIS STAINLESS STEEL 316L DAN Ti-6Al-4V MENGGUNAKAN TEKNIK NITRIDASI ION

Abstract

PENINGKATAN KEKERASAN DAN KETAHANAN KOROSI BIOMATERIAL METALIK JENIS STAINLESS STEEL316L DAN Ti-6Al-4V MENGGUNAKAN TEKNIK NITRIDASI ION. Telah dilakukan nitridasi ion pada cuplikanbiomaterial metalik jenis stainless steel 316L dan Ti-6Al-4V untuk meningkatkan sifat kekerasan dan ketahanankorosinya. Proses nitridasi ion dilakukan dengan variasi parameter suhu nitridasi, tekanan gas nitrogen dan waktunitridasi untuk mendapatkan kekerasan yang tinggi dan ketahanan korosi yang sangat baik. Kekerasan optimumcuplikan stainless steel 316L diperoleh pada suhu nitridasi 500 oC, waktu nitridasi 3 jam dan tekanan gas nitrogen1,6 mbar; sedangkan untuk cuplikan Ti-6Al-4V diperoleh pada suhu nitridasi 500 oC, waktu nitridasi 3 jam dantekanan gas nitrogen 1,8 mbar. Pengamatan struktur-mikro dan komposisi unsur dilakukan menggunakan SEMEDAX,dan penentuan struktur fase lapisan nitrida yang terbentuk pada permukaan cuplikan dilakukan denganteknik XRD. Lapisan nitrida yang terbentuk pada cuplikan stainless steel 316L terdiri dari struktur fase FeN, Fe2Ndan Fe4N, dan pada cuplikan Ti-6Al-4V terdiri dari struktur fase Ti2N, TiAlN, Ti3AlN dan Ti3Al2N2. Nitrida tersebutmemiliki sifat sangat keras atau mempunyai ketahanan aus sangat baik. Ketahanan korosi cuplikan yang ternitridasidiuji menggunakan alat uji korosi dengan mengukur besarnya arus korosi. Ketahanan korosi optimum diperolehpada suhu nitridasi 450 oC.Kata kunci : Kekerasan, ketahanan korosi, biomaterial, nitridasi ion, struktur-mikro, struktur fase.

The Effect of Plasma Nitridation on Surface Hardness of Titanium Alloy (Ti-6Al-4V) for Artificial Knee Joint Applications

“…(b) There is a change in the texture of the material which allows new compounds to occur on the surface of the sample. Metal compounds that may form during the plasma nitriding process on Ti-6Al-4V are iron nitride (FeN), titanium nitride (TiN), aluminum nitride (AlN) and vanadium nitride (VN) which have very high hardness properties [12][13][14][15]. The presence of Fe compounds after the nitriding process is possible due to the sprinkling of Fe atoms on the plasma reactor tube walls made of stainless steel, so that they also diffuse into the sample.…”