PENGARUH IMPLANTASI ION TITANIUM NITRIDA TERHADAP SIFAT MEKANIK BIOMATERIALAISI 316L

Abstract

PENGARUH IMPLANTASI ION TITANIUM NITRIDA TERHADAP SIFAT MEKANIK BIOMATERIALAISI 316L. Telah dilakukan analisis sifat mekanik dari material stainless steel AISI 316L yang diimplantasi ion Titanium Nitrida (TiN) dengan variasi waktu implantasi 60 menit,90 menit dan 120 menit. Untuk mengetahui beban maksimum yang diberikan pada sampel pada waktu uji lelah, maka dilakukan uji tarik dengan menggunakan 3 buah sampel sebelum sampel diimplantasi dengan ion TiN. Didapat rata-rata tegangan tarik maksimum adalah 69,543 kgf/mm2 (695,43 MPa), sedangkan rata-rata tegangan luluhnya adalah 63,852 kgf/mm2 (638,52 MPa). Kemudian dilakukan uji lelah (fatique test) untuk melihat pengaruh perlakuan implantasi dengan TiN pada umur lelah dari AISI 316L, menggunakan metode rotating bending. Uji awal dari penentuan umur lelah, dilakukan uji lelah untuk waktu implantasi 0 menit,60 menit, 90 menit dan 120 menit dengan beban 460 MPa. Hasil pengujian, umur leleh sesuai dengan waktu implantasi, adalah 15.567 cycles, 16.050 cycles, 21.950 cycles dan 19.100 cycles. Waktu implantasi yang menghasilkan umur lelah tertinggi adalah 90 menit. Kemudian dilakukan uji umur lelah untuk waktu implantasi 90 menit dengan beban 420 MPa, 440 MPa, 460 MPa dan didapat hasil berturutan sebagai berikut 213.700 cycles, 83.433 cycles dan 21.853 cycles. Hasil uji kekerasan sebagai fungsi dari waktu implantasi 0 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit pada titik terluar adalah : 387 VHN, 440 VHN, 586 VHN dan 674 VHN. Dapat disimpulkan bahwa waktu implantasi untuk mendapatkan umur lelah terbaik adalah 90 menit, tapi untuk kekerasan sampel, semakin lama waktu implantasi maka sampel semakin keras.

ABSTRACT
IMPLANTATION EFFECT OF TITANIUM NITRIDE (TiN) ION ON MECHANICAL PROPERTIES OF AISI 316L BIOMATERIALS . Mechanical properties analysis of AISI 316L stainless steel, implanted by Titanium Nitride (TiN) ion with varied implantation time of 60, 90 and 120 minutes have been carried out. To determine the maximum load for fatigue test, the tensile test first performed by using 3 pieces of the sample before implanted with TiN. The test results gave the maximum average value of tensile stress of 69.543 kgf/mm2 (695.43 MPa), while the average yield strength is 63.852 kgf/mm2 (638.52 MPa). Fatigue test was then performed to analyze the effect of TiN implantation to fatigue life of AISI 316L, using the method of rotating bending. Initial fatigue test, conducted using 460 MPa load, gave fatigue life of 15,567 cycles, 16,050 cycles, 21,950 cycles and 19,100 cycles for sample with implantation time of 0,60,90 and 120 minutes respectively. These data gave the highest fatigue life for 90 minutes sample. Fatigue test was then continued to perform on this sample with varied load of 420, 440 and 460 MPa which gave the fatigue lifetime value of 213,700 cycles, 83,433 cycles and 21,853 cycles respectively. Hardness test results as at outer point were 387 VHN, 440 VHN, 586 VHN and 674 VHN for sample with implantation time of 0, 60, 90, 120 minutes respectively. It can be concluded thatthe longer the time of implantation, the sample will be harder but the best fatigue life reach at 90 minutes time of implantation.