STUDI TENTANG PENGARUH NITROCARBURIZING DC- PLASMA TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA MATERIAL ZR-4

dokumen-dokumen yang mirip
STUDI TENTANG PENGARUH NITROCARBURIZING DC-PLASMA TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA MATERIAL Zr-4

Studi Tentang Pengaruh Nitrocarburizing DC Plasma Terhadap Perubahan Kekerasan Dan Struktur Mikro Pada Material Zr-2

SURFACE HARDENING PADA BAHAN STAINLESS STEEL 304 DENGAN ALAT RF-PLASMA NITROCARBURIZING

PENELITIAN KEKERASAN PERMUKAAN PADA BAHAN STAINLESS STEEL 316L YANG DIKERASKAN DENGAN ALAT RF-PLASMA NITROCARBURIZING

PENGARUH NITROCARBURIZING DC-PLASMA TEMPERATUR ( ) O C TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN PERMUKAAN DAN MIKROSTRUKTUR PADA BAHAN SUS 304

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN

Penelitian Sifat Fisis dan Mekanis Roda Gigi Transduser merk CE.A Sebelum dan Sesudah Di-Treatment

BAB 1 PENDAHULUAN. Bahan logam pada jenis besi adalah material yang sering digunakan dalam

BAB IV PELAKSANAAN DAN PEMBAHASAN

Pengaruh Variasi Media Karburasi Terhadap Kekerasan Dan Kedalaman Difusi Karbon Pada Baja ST 42

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

KARAKTERISASI PADUAN AlFeNiMg HASIL PELEBURAN DENGAN ARC FURNACE TERHADAP KEKERASAN

ANALISIS PENGERASAN PERMUKAAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 1045 MELALUI PROSES NITRIDASI MENGGUNAKAN MEDIA UREA

STUDI BANDING PELAPISAN MATERIAL SKD11 DENGAN METODE PHYSICAL VAPOUR DEPOSITION DAN THERMAL DIFUSION PADA KOMPONEN INSERT DIES MESIN STAMPING PRESS

BAB III PERCOBAAN DAN HASIL PERCOBAAN

PENGARUH BAHAN ENERGIZER PADA PROSES PACK CARBURIZING TERHADAP KEKERASAN CANGKUL PRODUKSI PENGRAJIN PANDE BESI

BAB I PENDAHULUAN. ragam, oleh sebab itu manusia dituntut untuk semakin kreatif dan produktif dalam

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan pada bulan Februari 2013 sampai dengan selesai.

Studi Surface Hardening pada Bahan Roda Gigi Buatan Indonesia dengan Menggunakan DC-Plasma Nitrocarburizing

PENGARUH KANDUNGAN Si TERHADAP MIKROSTRUKTUR DAN KEKERASAN INGOT Zr-Nb-Si

STUDI TENTANG KEKERASANCLADDING PEB U3Sh-AL TMU RENDAH - TINGGI PRA IRADIASI

BAB I PENDAHULUAN. pressure die casting type cold chamber yang berfungsi sebagai sepatu pendorong cairan

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan pada Bulan Agustus sampai bulan Oktober 2012.

PENGARUH WAKTU PENAHANAN TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA PROSES PENGKARBONAN PADAT BAJA MILD STEEL

Gambar 4. Pemodelan terjadinya proses difusi: (a) Secara Interstisi, (b) Secara Substitusi (Budinski dan Budinski, 1999: 303).

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Oktober 2014 sampai Juni 2015di

VARIASI TEMPERATUR PEMANASAN PADA PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP KEKERASAN DENGAN MATERIAL SS 304L

PENGERASAN PERMUKAAN BAJA ST 40 DENGAN METODE CARBURIZING PLASMA LUCUTAN PIJAR

PENGARUH SURFACE TREATMENT METODA PLASMA NITRIDING TERHADAP KEKERASAN DAN KETAHANAN AUS PAHAT BUBUT BAHAN BAJA KECEPATAN TINGGI

KERANGKA KONSEP PENELITIAN PENGARUH NITROCARBURIZING TERHADAP LAJU KOROSI, KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA MATERIAL DUPLEX STAINLESS STEEL

1.2. Tujuan 1. Mahasiswa memahami Heat Tratment secara umum 2. Mahasiswa memahami dan mengetahui cyaniding secara umum

PERUBAHAN STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN PADUAN Co-Cr-Mo-C-N PADA PERLAKUAN AGING

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

BAB III METODE PENELITIAN. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimen,

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

PENGARUH PROSES POWDER NITRIDING TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN DAN TEBAL LAPISAN DIFUSI PADA PAHAT BUBUT HIGH SPEED STEEL

PENGARUH TEMPERATUR DAN WAKTU PROSES NITRIDASI TERHADAP KEKERASAN PERMUKAAN FCD 700 DENGAN MEDIA NITRIDASI UREA

I. PENDAHULUAN. Kebutuhan akan bahan logam dalam pembuatan alat alat dan sarana. Untuk memenuhi kebutuhan ini, diperlukan upaya pengembangan

PENGERASAN PERMUKAAN BAJA KARBON ST 40 DENGAN METODE NITRIDASI DALAM LARURATAN KALIUM NITRAT

ANALISIS PROSES TEMPERING PADA BAJA DENGAN KANDUNGAN KARBON 0,46% HASILSPRAY QUENCH

Analisa Temperatur Nitridisasi Gas Setelah Perlakuan Annealing pada Baja Perkakas

TUGAS AKHIR ANALISIS PENGERASAN PERMUKAAN BAJA KARBON RENDAH DENGAN METODE FLAME HARDENING WAKTU TAHAN 30 MENIT 1 JAM DAN 1 ½ JAM

Pengaruh Proses Quenching Terhadap Kekerasan dan Laju Keausan Baja Karbon Sedang

PENGARUH PERLAKUAN PANAS TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA JIS S45C

STUDY PENGERASAN PERMUKAAN PADA MATERIAL ELEMEN MESIN ROLLER CHAIN RS60 BUATAN INDONESIA MENGGUNAKAN DC-PLASMA NITROCARBURIZING

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR PADA GAS NITRIDING TERHADAP SURFACE HARDNESS BAHAN BAJA AISI 4140

PENGARUH DEFORMASI DINGIN TERHADAP KARAKTER PADUAN Zr-0,3%Mo-0,5%Fe-0,5%Cr PASCA PERLAKUAN PANAS

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENGAMATAN STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN PADA RODA GIGI PASCA PENGERASAN PERMUKAAN MENGGUNAKAN PEMANAS INDUKSI

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Proses Annealing terdiri dari beberapa tipe yang diterapkan untuk mencapai sifat-sifat tertentu sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN. pisau egrek masalah yang sering dijumpai yaitu umur yang singkat yang. mengakibatkan cepat patah dan mata pisau yang cepat habis.

BAB I PENDAHULUAN. perlu dapat perhatian khusus baik dari segi kualitas maupun kuantitasnya karena

KARAKTERISASI BAJA ARMOUR HASIL PROSES QUENCHING DAN TEMPERING

PENGARUH PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 310S

I. PENDAHULUAN. kelongsong bahan bakar, seperti sedikit mengabsorpsi neutron, kekerasan

Gambar 3.1 Diagram alur Penelitian

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan pada Bulan September 2012 sampai dengan November

APLIKASI SERBUK ARANG TONGKOL JAGUNG DAN SERBUK CANGKANG KERANG MUTIARA SEBAGAI MEDIA CARBURIZER PROSES PACK CARBURIZING BAJA KARBON RENDAH

TUGAS AKHIR ANALISA KEKERASAN HARDFACING STELLITE-6 PADA MATERIAL BAJA SS 400

ANALISIS PENINGKATKAN KUALITAS SPROKET SEPEDA MOTOR BUATAN LOKAL DENGAN METODE KARBURASI

BAB III PROSEDUR PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan sesuai dengan diagram alir berikut ini : Pelat Baja Tipe SPHC JIS G Pembuatan Spesimen Uji

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010 TUGAS AKHIR TM091486

BAB III METODE PENELITIAN

I. PENDAHULUAN. Definisi baja menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) adalah suatu benda

PENGARUH UNSUR GERMANIUM TERHADAP KETAHANAN KOROSI PADUAN Zr-Nb-Mo-Ge UNTUK MATERIAL KELONGSONG PERUSAHAAN LISTRIK TENAGA NUKLIR

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Pengaruh Heat Treatment Dengan Variasi Media Quenching Air Garam dan Oli Terhadap Struktur Mikro dan Nilai Kekerasan Baja Pegas Daun AISI 6135

ANALISA PROSES SPRAY QUENCHING PADA PLAT BAJA KARBON SEDANG

Diajukan Sebagai Syarat Menempuh Tugas Akhir. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah. Surakarta. Disusun Oleh : WIDI SURYANA

BAB III METODE PENELITIAN

Pengaruh Proses Toyota Diffusion (TD) Berulang Terhadap Kekerasan, Struktur Mikro, Dan Penurunan Kadar Karbon Baja (JIS) SKD11

BAB I PENDAHULUAN. Dalam bidang material baja karbon sedang AISI 4140 merupakan low alloy steel

ANALISA PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO PADA BAJA KARBON RENDAH (ST41) DENGAN METODE PACK CARBIRIZING

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB IV PROSES PERLAKUAN PANAS PADA ALUMINIUM

DESAIN DAN PERAKITAN ALAT KONTROL TEMPERATUR UNTUK PERALATAN NITRIDASI PLASMA ABSTRAK ABSTRACT

BAB III. dan RX-KING ditujukan pada diagram dibawah ini yaitu diagram alir penelitian. Rumah Kopling F1-ZR. Rumah Kopling RX-KING.

PENGARUH PERBANDINGAN GAS NITROGEN DAN LPG PADA PROSES NITROKARBURISING DALAM REAKTOR FLUIDIZED BED TERHADAP SIFAT MEKANIS BAJA KARBON RENDAH

BAB I PENDAHULUAN. Kebutuhan energi di dunia akan terus meningkat. Hal ini berarti bahwa

PENGARUH VARIASI WAKTU TAHAN PADA PROSES NORMALIZING TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 310S PADA PRESSURE VESSEL

ARANG KAYU JATI DAN ARANG CANGKANG KELAPA DENGAN AUSTEMPERING

Kata kunci : DLC, plasma carburizing, roller rantai.

BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA PENELITIAN

SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA KARBONISASI DENGAN BAHAN ARANG KAYU BK

BAB III METODA PENELITIAN DAN ANALISA PENGUJIAN

PENGARUH PERLAKUAN PANAS PADA ANODA KORBAN ALUMINIUM GALVALUM III TERHADAP LAJU KOROSI PELAT BAJA KARBON ASTM A380 GRADE C

EFFECT OF AGING AND HARDENING NITROKARBURISASI STAINLESS STEEL TYPE PRESPITASI ASSAB CORRAX. Eko Hadi Prasetio, Drs. Syahbuddin, MSc. Ph.

KARAKTERISTIK SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR PADUAN UZrNb PASCA PERLAKUAN PANAS

HASIL DAN PEMBAHASAN. dengan menggunakan kamera yang dihubungkan dengan komputer.

Pengaruh Heat Treatment denganvariasi Media Quenching Oli dan Solar terhadap StrukturMikro dan Nilai Kekerasan Baja Pegas Daun AISI 6135

BAB III METODE PENELITIAN

Oleh : Hafni. Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Padang. Abstrak

Transkripsi:

STUDI TENTANG PENGARUH NITROCARBURIZING DC- PLASMA TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA MATERIAL ZR-4 USMAN SUDJADI Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir-BATAN Abstrak STUDI TENTANG PENGARUH NITROCARBURIZING DC-PLASMA TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA MATERIAL ZR-4. Pengaruh nitrocarburizing terhadap perubahan kekerasan dan struktur mikro pada bahan Zr-4 (bahan untuk cladding bahan bakar nuklir PWR) dengan alat nitrocarburizing DC plasma telah dipelajari. Beberapa samples telah di nitrocarburizing pada suhu (550 700) 0 C selama 1 jam. Hasilnya menunjukkan bahwa, pada sample awal kekerasan Zr-4 adalah 183,8 HV, setelah di nitrocarburizing pada suhu 700 0 C selama 1 jam, kekerasannya menurun menjadi 153,1 HV, sedangkan kedalaman atom-atom nitrogen dan carbon yang terdifusi kedalam bahan Zr-4 ialah 26 micrometer. Pengamatan mikrostruktur menunjukkan bahwa pada sample yang telah di nitrocarburizing pada T = 700 0 C (t= 1 jam) terlihat jelas adanya lapisan atom-atom N dan C di dalam bahan Zr-4. Hasil uji komposisi kimia menunjukkan bahwa pada sampel awal bahan Zr-4 terdapat atom-atom Zr, O,C, dan P. Kata kunci : nitrocarburizing, DC plasma, Zr-4, kekerasan, struktur mikro Abstract STUDY OF INFLUENCE OF NITROCARBURIZING TO HARDNESS AND MICROSTRUCTURE CHANGE ON ZR-4 MATERIAL. Influence of nitrocarburizing to hardness and microstructure change on Zr-4 material (material for cladding nuclerar fuel element PWR) with nitrocarburizing DC-plasma apparatus were studied. Some samples were nitrocarburized at temperature (550-700) 0 C for 1 hour. The results shows that the hardness untreated sample of Zr-4 material was 183.8 HV, after the sample nitrocarburized at temperature 700 0 C for 1 hour, the hardness decreasing to be 153.1 HV, furthermore depth of carbon and nitrogen atoms that difused in Zr-4 material was 26 micrometer. Microstructure observation shows that the sample after nitrocarborized at temperature 700 0 C for 1 hour to be seen very clear that there are layer of N and C atoms in Zr-4 material. The results of chemical composition shows that untreated sample consist of Zr, O, C, and P. Keywords : nitrocarburizing, DC plasma, Zr-4, hardness, microstructure PENDAHULUAN Teknologi pengerasan permukaan (surface hardening) pada bahan telah dilakukan beberapa peneliti dengan mempergunakan beberapa technologies [1-7]. Technologies tersebut melingkupi plasma nitriding dan nitrocarburizing, plasma immersion implantation, ECR ion nitriding, rf plasma nitriding dan nitrocarburizing, low pressure plasma assisted nitriding dan high current density ion beam nitriding [8]. Di Indonesia telah dibuat beberapa alat plasma nitriding seperti DC plasma nitriding di PTAPB- BATAN Yogyakarta dan alat nitrocarburizing di Fakultas Teknik metalurgi Universitas Indonesia. RF plasma nitriding di Indonesia belum ada. Saat ini research group kami telah mengembangkan RF-plasma nitriding. Alat nya telah selesai dibuat dan berfungsi dengan baik, hasil penelitian akan dipublikasikan kemudian [9]. 557 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Zirconium (zircaloy) yang paling utama digunakan dalam industri nuklir. Dalam reaktor nuklir, zircaloy diperlukan sebagai pelindung bahan bakar dari pendingin, pengungkung hasil fisi, pemindah panas, dan bahan struktur. Dengan demikian maka zircaloy harus mempunyai sifat mekanik yang baik, tahan korosi, dan serapan neutron rendah. Sebagai contoh zircaloy-2 untuk reactor air didih (BWR) dan zircaloy-4 digunakan untuk reactor air bertekanan (PWR) dengan suhu kelongsong 349 0 C untuk BWR [10]. Selain itu zircaloy dapat digunakan juga pada nozzle rocket karena bahan zircaloy tahan panas. Meskipun bahan bakar nuklir yang memakai bahan Zr-4 sebagai cladding tidak banyak mengalami gesekan ataupun impack di dalam reaktor, namun tidak ada salahnya jika dipelajari pengaruh kekerasan dan struktur mikro dari proses nitrocarburizing pada bahan Zr-4 sebagai basic research. Tidak semua bahan jika di nitrocarburizing akan bertambah kekerasannya. Dalam studi ini akan di pelajari perubahan kekerasan dan struktur mikro dari proses nitrocarburizing pada bahan zircaloy-4 (Zr-4). METODE PENELITIAN Skema Penelitian Dalam melakukan penelitian ini, skema penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut: Gambar 1. Diagram Alur Penelitian Persiapan Sampel Penelitian Material yang akan di teliti dipotongpotong menjadi 5 buah, penandaan diberikan pada tiap sampel sesuai dengan suhu proses nitrocarburizing. Penandaan terdiri dari awal, A, B, C dan D yang menyatakan temperatur proses nitrocarburizing pada 550 o C, 600 o C, 650 o C dan 700 o C. Untuk lebih jelasnya perhatikan Tabel 1. Tabel 1. Sampel Yang Digunakan Tanda Sampel Jumlah Sampel Suhu Proses Nitrocarburizing ( o C) Holding Time (menit) Awal 1 - - A 1 550 60 B 1 600 60 C 1 650 60 D 1 700 60 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir BATAN 558

Preparasi Permukaan Dalam melakukan proses nitrocarburizing sampel terlebih dahulu dibersihkan dan diratakan seluruh permukaannya agar kotoran-kotoran tidak melekat, terutama dari pelumas- pelumas atau oli, karena apabila sampel tidak bebas dari pelumas- pelumas atau oli akan terjadi letupan atau ledakan pada saat dimasukkan ke dalam dapur nitrocarburizing. Proses Nitrocarburizing Sampel dimasukan ke dalam dapur fluidezed bed dengan program pada controller nya untuk proses nitrocarburizing pada suhu 550 o C, 600 o C, 650 o C dan 700 o C dengan lama waktu tahan sampai 60 menit yang digunakan adalah uji kekerasan vickers (HV). Hasil dari uji kekerasan di bawah ini adalah hasil uji dari sampel awal dan sampelsampel setelah mengalami proses nitrocarburizing pada suhu 550 o C, 600 o C, 650 o C, 700 o C dengan waktu penahanan yang sama yaitu 60 menit, dengan beban penjejakan 300 gram dan waktu penjejakan 15 detik. Perhitungan hasil kekerasan sampel awal. Spesimen Tabel 2. Diagonal Penjejakan 1 2 3 4 5 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Awal 55 55 55 55 55 550 A 55,5 56 56 56 56,5 600 B 56 56,5 56,5 57 57 650 C 57,5 58 58,5 58,5 68,5 700 D 59 59,5 60,5 61 61,5 Dari data di atas dapat diketahui berapa nilai kekerasan yang ada pada spesimen. Dengan contoh perhitungan sebagai berikut : P = 300 gram, j = 100 micron, spesimen awal : Gambar 2. Siklus Proses Nitrocarburizing Setelah dilakukan proses nitrocarburizing, maka pada sampel dilakukan pendinginan kembali dengan cara didiamkan dengan suhu ruang (quenching). Setelah di quenching sampel diuji kekerasan dengan alat O.M.A.G MIKROHARDNESS HV.MHX.10 dengan waktu penjejakan 15 detik, beban penjejakan 300 gram. Kemudian sampel diamati struktur mikro serta ketebalan lapisan atom-atom carbon dan nitrogen yang telah terdifusi ke dalam bahan Zr-4 dengan alat optical microscope dengan perbesaran 100 x dan 500x, namun sebelumnya sampel mengalami proses preparasi yaitu grinding, polishing, mounting dan etching. Pengujian komposisi kimia menggunakan alat Spektrometer merk LEO 420i. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Uji Kekerasan Di bawah ini merupakan perhitungan dan tabel data hasil dari uji kekerasan, uji kekerasan Dari hasil perhitungan diatas dapat diambil nilai rata rata dari masing masing spesimen. Adapun contoh perhitungan HV rata rata spesimen awal ialah : Gambar 3. Grafik Uji Kekerasan 559 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Gambar 4. Grafik uji Kekerasan Rata-rata Hasil Uji Komposisi Kimia Gambar 7. Grafik Komposisi Kimia pengukuran titik ke dua Gambar 5. Grafik Komposisi Kimia Pengukuran titik pertama Gambar 8. Hasil Komposisi Kimia pengukuran titik ke 2 Gambar 6. Hasil Komposisi Kimia pengukuran titik pertama Gambar 9. Grafik Komposisi Kimia Pengukuran titik ke tiga Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir BATAN 560

Gambar 13. Nitrocarburizing 550 o C Dengan Pembesaran 100x Gambar 10. Hasil Komposisi Kimia Pengukuran titik ke tiga Hasil Uji Struktur Mikro Pengamatan struktur mikro dilakukan dengan menggunakan alat mikroskop optik, kemudian hasil struktur mikro di foto dengan perbesaran 100x dan 500x setelah mengalami proses nitrocarburizing pada suhu 550 o C, 600 o C, 650 o C dan 700 o C dengan waktu penahanan masing- masing 60 menit. Hasil dari pengamatan ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini (lihat gambar 11 sampai 20): Gambar 14. Nitrocarburizing 550 o C Dengan Pembesaran 500x Gambar 11. Zr-4 Awal Dengan Pembesaran 100x Gambar 15. Nitrocarburizing 600 o C Dengan Pembesaran 100x Gambar 12. Zr-4 Awal Dengan Pembesaran 500x Gambar 16. Nitrocarburizing 600 o C Dengan Pembesaran 500x 561 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Hasil Kedalaman Nitrogen dan Carbon Dalam Proses Nitrocarburizing Pada penelitian ini hanya di fokuskan pada kedalaman nitrogen dan carbon pada permukaan sampel baja setelah mengalami proses nitrocarburizing. Hasil dari kedalaman nitrogen dan carbon pada permukaan sampel baja dapat dilihat pada tabel dan gambar di bawah ini. Gambar 17. Nitrocarburizing 650 o C Dengan Pembesaran 100x Tabel 3. Data Hasil Kedalaman nitrogen dan carbon Pada Suhu 550 o C, 600 o C, 650 o C dan 700 o C Gambar 18. Nitrocarburizing 650 o C Dengan Pembesaran 500x Gambar 19. Nitrocarburizing 700 o C Dengan Pembesaran 100x Kode Sampel Awal 550 o C 600 o C 650 o C 700 o C No Penelitian Kedalaman Nitrocarburizing (µm) 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 1 4,2 2 4,8 3 4,3 4 5,4 5 4,6 6 5,0 1 11,4 2 12,5 3 12,1 4 11,9 5 12,0 6 11,8 1 15,7 2 16,4 3 16,8 4 18,1 5 15,3 6 17,4 1 25,6 2 24,8 3 27,2 4 26,0 5 27,8 6 26,5 Rata- rata Kedalaman (µm) Waktu Tahan (menit) 0 60 4,7 60 11,9 60 16,6 60 26.3 60 Gambar 20. Nitrocarburizing 700 o C Dengan Pembesaran 500x Berikut ini adalah grafik dari kedalaman nitrogen dan carbon sampel awal, 550 o C, 600 o C, 650 o C dan 700 o C terhadap suhu proses nitrocarburizing. Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir BATAN 562

Gambar 21. Grafik Kedalam Nitrogen dan Carbon Pembahasan Hasil Pengujian Dari hasil pengamatan dan perhitungan uji kekerasan pada gambar 3 dan 4 dapat dilihat bahwa hasil kekerasan sampel awal adalah sebesar 177,3 kg/mm 2, kekerasan sampel pada suhu 550 o C adalah sebesar 171,7 kg/mm 2, kekerasan sampel pada suhu 600 o C adalah sebesar 162,52 kg/mm 2, kekerasan sampel pada suhu 650 o C adalah sebesar 159,82 kg/mm 2, dan kekerasan sampel pada suhu 700 o C adalah sebesar 151,52 kg/mm 2. Dari penjelasan di atas dapat diketahui bahwa kekerasan terendah terdapat pada sampel dengan suhu 700 o C yang telah mengalami proses nitrocarburizing, sedangkan kekerasan tertinggi terdapat pada sampel awal yang belum mengalami proses nitrocarburizing. Dari hasil pengamatan dan pengujian uji komposisi kimia pada sampel awal yang dilakukan pada tiga titik sembarang, kandungan komposisi kimia yang terdapat pada sampel awal terdiri dari :1). pertama: carbon sebesar 31,21 %, oksigen sebesar 33,42 %, zirconium sebesar 35,37 %. 2). kedua, carbon sebesar 18,40 %, oksigen sebesar 36,04 %, zirconium sebesar 45,57 %. 3). ketiga: carbon sebesar 7,94 %, oksigen sebesar 26,95 %, zirconium sebesar 65,10 % Dari hasil pengujian dan pengamatan struktur mikro pada tabel 3 dan gambar 11 sampai 20 dapat diketahui kedalaman nitrocarburizing pada sampel awal, 550 o C, 600 o C, 650 o C dan 700 o C dengan waktu tahan 60 menit adalah sebagai berikut : Sampel awal tidak mempunyai kedalaman nitrocarburizing sebab belum mengalami proses nitrocarburizing. Pada sampel suhu 550 o C waktu tahan 60 menit mempunyai kedalaman nitrocarburizing 15,0 µm atau 0,015 mm. Pada sampel suhu 600 o C waktu tahan 60 menit mempunyai kedalaman nitrocarburizing 30,4 µm atau 0,0304 mm. Pada sampel suhu 650 o C waktu tahan 60 menit mempunyai kedalaman nitrocarburizing 36,6 µm atau 0,0366 mm. Pada sampel suhu 700 o C waktu tahan 60 menit mempunyai kedalaman nitrocarburizing 42,1 µm atau 0,0421 mm. Jadi semakin tinggi temperatur nitrocarburizing maka semakin dalam nitrogen dan carbon yang terdifusi. KESIMPULAN 1. Hasil pengujian yang digunakan dalam penelitian ini adalah material kelongsong nuklir pada Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), dari uji komposisi kimia ternyata material tersebut mempunyai kadar unsur carbon 3,2 %, oksigen 6,3 %, phosphor 5,5% dan zirconium 85 % 2. Dari hasil uji kekerasan dapat diketahui bahwa semakin tinggi suhu pemanasan nitrocarburizing maka nilai kekerasannya (HV) semakin kecil/ semakin rendah 3. Hasil pengukuran dan pengamatan struktur mikro dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu pemanasan nitrocarburizing maka semakin dalam nitrogen dan carbon yang terdifusi pada zirconium, begitu juga sebaliknya 4. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan di laboratorium, ternyata proses nitrocarburizing tidak dapat meningkatkan daya tahan pada material zirconium. DAFTAR PUSTAKA 1. A. RAMCHANDANI, JK. DENNIS, Heat Treat. Met.2,34, 1988. 2. A.M. KLIAUGE, M.POHL, Coat Technol. 98, 1205, 1998. 3. G.A. COLLINS, R. HUTCHINGA, Surf. Coat. Technol, 74-75, 417, 1995 4. W. ENSINGER, Surf. Coat. Technol, 100-101, 341, 1998 5. SPALVINS, T AND KOVACS, W, Ion Nitriding Aand Ion Carburizing, ASM International, Oihio, 1990. 6. ANONIM, The Metallographic Laboratory Its Purpose, Fungtion And Design Buehler, AB Apparatus For Microstructural Analysis Waukegan Road Lake Bluff, Illindis USA 60044, 1991. 563 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

7. I. KAMENICHNY, Heat Treatment, Moscow, 1990. 8. WANG LIANG, Applied Surface Science, 211, 308-314, 2003. 9. U. SUDJADI ET AL., Pengerasan Permukaan (surface Hardening) Material Dengan Technologi Plasma Diskrit Aplikasi Pada KomponenFasilitas Nuklir Dan PLTN, research report I, Program Block Grant Bidang Iptek Nuklir, DIKTI-BATAN,No; 06545/KS 00 01/2009. 10. LAMBERT J, ET AL.Oxide Fuels, Vol. 10 A, in Mat. Science and Tech. p.121, 1994. TANYA JAWAB Pertanyaan 1. Terjadinya pelemahan kekerasan bahan Zr- 4 sbg bahan Cladding apakah berpengaruh thdp aplikasinya nanti? Bila berpengaruh hal apa yang akan terjadi pada bahan tsb, teraktivasi di reaktor oleh netron? (Maulana Eka Sriyani PTNBR) 2. Zr-4 adalah logam paduan yang sangat terkenal untuk kelongsong bahan bakar reaktor daya yang mempunayai daya tahan terhadap korosi, panas, radiasi, tekanan dll. Dari penelitian ini apa yang akan diperbaiki mohon dijelaskan. (Gunanjar - PTPLR) Jawaban 1. Pelemahan kekerasan bahan Zr-4 setelah di Nitrocarburazing jangan diaplikasikan sebagai bahan Cladding pada bahan bakar nuklir PWR. Karena nitrogen didalam Zr-4 menyebabkan neutron di dalam Core Reaktor di serap sangat besar oleh Zr-4 yang difusi dengan nitrogen. 2. Penelitian ini adalah basic research yaitu ingin mengetahui efek Nitro carburizing terhadap material Zr-4. Dari penelitin ini dapat diketahui bahwa jika Zr-4 di Carburizing kekerasannya akan menurun, walaupun terlhat jelas dari pengamatan mikro struktur terlihat ketebalan (layer) dari atom-atom C dan Nitrogen.penelitian ini tidak untuk memperbaiki Zr-4. Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir BATAN 564