PENGARUH IMPLANTASI ION ARGON PADA STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN BAJA AISI 430 UNTUK BAHAN STRUKTUR REAKTOR

Abstract

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= 44,57°; 64,86° dan 82,11°. Implantasi ion tidak menumbuhkan puncak dan fasa baru yang menunjukkan hanya terjadi proses substitusi dan bukan interstisi argon terhadap atombesi atau atom krompada 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 ionArgonmelalui penambahan waktu implantasi.Nilai kekerasan bajameningkat setelah diimplantasi ion argon, semakin lama proses implantasi semakin tinggi kekerasannya.Mula-mula saat baja komersialAISI 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.