PENGARUH NITROGEN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADUAN IMPLAN Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni YANG MENGANDUNG KARBON HASIL PROSES HOT ROLLING

dokumen-dokumen yang mirip
PENGARUH TEMPERATUR DAN NITROGEN HASIL HOT ROLLING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK PADUAN Co-Cr- Mo UNTUK APLIKASI BIOMEDIS

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

PENGARUH PROSES AGING PADA PADUAN Co-Cr-Mo TERHADAP KEKERASAN DAN KETAHANAN KOROSI UNTUK APLIKASI BIOMEDIS

PENGARUH PROSES HARDENING PADA BAJA HQ 7 AISI 4140 DENGAN MEDIA OLI DAN AIR TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO

STUDI PENGARUH TEMPERATUR DAN WAKTU AGING TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR KOMPOSIT

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

BAB IV HASIL PENGUJIAN

ANALISIS STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK BAJA MANGAN AUSTENITIK HASIL PROSES PERLAKUAN PANAS

Pengaruh Waktu Penahanan Artificial Aging Terhadap Sifat Mekanis dan Struktur Mikro Coran Paduan Al-7%Si

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH TEMPERATUR TEMPERING PADA PROSES QUENCHING TEMPERING TERHADAP SIFAT MEKANIK BAJA AISI 4140

BAB III METODE PENELITIAN

PENGARUH TEMPERATUR DAN WAKTU TAHAN TEMPERING TERHADAP KEKERASAN, STRUKTUR MIKRO DAN LAJU KOROSI PADA BAJA TAHAN KARAT MARTENSITIK 13Cr3Mo3Ni

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGARUH PERLAKUAN PANAS DOUBLE TEMPERING TERHADAP SIFAT MEKANIK MATERIAL AISI 4340

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV PEMBAHASAN. BAB IV Pembahasan 69

BAB IV PEMBAHASAN Data Pengujian Pengujian Kekerasan.

MATERIAL TEKNIK 5 IWAN PONGO,ST,MT

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 1, (2017) ISSN: ( Print) F 191

BAB 1. PERLAKUAN PANAS

4.1 ANALISA STRUKTUR MIKRO

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR SOLUTION TREATMENT TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKUATAN PADUAN TI-6AL- 6NB UNTUK APLIKASI BIOMEDIS

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

BAB I PENDAHULUAN. Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

Gambar 4.1 Penampang luar pipa elbow

ANALISA PENGARUH HEAT TREATMENT TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO BESI COR NODULAR (FCD 60)

07: DIAGRAM BESI BESI KARBIDA

Analisis Struktur Mikro Baja Tulangan Karbon Sedang

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke-20 BAHAN TEKNIK MEKANIKA BAHAN

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

Pengaruh Proses Quenching Terhadap Kekerasan dan Laju Keausan Baja Karbon Sedang

EVALUASI BESAR BUTIR TERHADAP SIFAT MEKANIS CuZn70/30 SETELAH MENGALAMI DEFORMASI MELALUI CANAI DINGIN

Analisis Kegagalan pada Shaft Gearbox Mesin Palletizer di PT Holcim Tbk Tuban

BAB I PENDAHULUAN. Biomaterial adalah substansi atau kombinasi beberapa subtansi, sintetis atau

TIN107 - Material Teknik #9 - Metal Alloys 1 METAL ALLOYS (1) TIN107 Material Teknik

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

PERLAKUAN TERMOMEKANIKAL INGOT PADUAN Ti-Al-Mo

PENGARUH PERLAKUAN PANAS BAJA AISI 1029 DENGAN METODA QUENCHING DAN MEDIA PENDINGIN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN MAKRO STRUKTUR

PERLAKUAN PANAS MATERIAL AISI 4340 UNTUK MENGHASILKAN DUAL PHASE STEEL FERRIT- BAINIT

ANALISA PENGARUH TEMPERATUR TEMPERING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK PADA BAJA AAR-M201 GRADE E

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

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

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Ir. Hari Subiyanto, MSc

KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK PADUAN ALUMINIUM AA.319-T6 AKIBAT PENGARUH VARIASI TEMPERATUR AGING PADA PROSES PRECIPITATION HARDENING

Karakterisasi Material Sprocket

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB IV HASIL PENELITIAN dan PEMBAHASAN

JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5 1

METODE PENINGKATAN TEGANGAN TARIK DAN KEKERASAN PADA BAJA KARBON RENDAH MELALUI BAJA FASA GANDA

STUDI PENGARUH VARIASI KUAT ARUS PENGELASAN PELAT AISI 444 MENGGUNAKAN ELEKTRODA AWS E316L

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

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

BAB IV PROSES PERLAKUAN PANAS PADA ALUMINIUM

BAB IV HASIL PENELITIAN

KARAKTERISASI BAJA SMO 254 & BAJA ST 37 YANG DI-ALUMINIZING

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB 4 HASIL DAN ANALISA

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

PENGARUH MEDIA PENDINGIN PADA PROSES HARDENING MATERIAL BAJA S45C

STUDI MORFOLOGI MIKROSTRUKTUR DAN PENGARUHNYA TERHADAP LAJU KOROSI ANTARA BAJA HSLA 0,029% Nb DAN BAJA KARBON RENDAH SETELAH PEMANASAN ISOTHERMAL

Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 Studi Kasus di PT INKA Madiun

PENGARUH KANDUNGAN NIOBIUM TERHADAP MIKROSTRUKTUR, KOMPOSISI KIMIA DAN KEKERASAN PADUAN Zr Nb Fe Cr

BAB V PEMBAHASAN 60 UNIVERSITAS INDONESIA

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

BAB IV HASIL PENELITIAN

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

UNIVERSITAS INDONESIA PENGARUH DERAJAT DEFORMASI TERHADAP STRUKTUR MIKRO, SIFAT MEKANIK DAN KETAHANAN KOROSI BAJA KARBON AISI 1010 TESIS

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN. A. Deskripsi Data

HASIL PENGUJIAN KOMPOSISI

Karakterisasi Material Sprocket

TUGAS AKHIR. Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

ANALISIS PENGARUH TEMPERING

PENGARUH MEDIA PENDINGIN PADA PROSES HARDENING TERHADAP STRUKTURMIKRO BAJA MANGAN HADFIELD AISI 3401 PT SEMEN GRESIK

Karakterisasi Material Bucket Teeth Excavator 2016

FERIT, PERLIT, SEMENTIT, MARTENSIT, DAN BAINIT

Pengaruh Penambahan Yttrium Terhadap Struktur Mikro, Sifat Mekanik Dan Ketahanan Termal Pada Paduan Mg-6Zn Sebagai Aplikasi Engine Block

BAB 4 HASIL PENELITIAN

Laporan Praktikum Struktur dan Sifat Material 2013

METALURGI Available online at

PENGARUH UNSUR Mn PADA PADUAN Al-12wt%Si TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK LAPISAN INTERMETALIK PADA FENOMENA DIE SOLDERING SKRIPSI

BAB 1 PENDAHULUAN. Pengaruh variasi..., Agung Prasetyo, FT UI, 2010.

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian

PENGARUH PENAMBAHAN KOMPOSISI Al PADA PADUAN Fe-Ni-Al

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Simposium Nasional RAPI XII FT UMS ISSN

PENGARUH PENAMBAHAN TEMBAGA (Cu) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PADUAN ALUMINIUM-SILIKON (Al-Si) MELALUI PROSES PENGECORAN

Dimas Hardjo Subowo NRP

MENINGKATKAN KETANGGUHAN C-Mn STEEL BUATAN DALAM NEGERI. Jl. Soekarno-Hatta No. 180, Semarang *

PENGARUH PERLAKUAN PANAS TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA JIS S45C

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Pengaruh Perlakuan Panas Austempering pada Besi Tuang Nodular FCD 600 Non Standar

BESI COR. 4.1 Struktur besi cor

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Penguatan yang berdampak terhadap peningkatan sifat mekanik dapat

Ir Naryono 1, Farid Rakhman 2

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

ANALISIS PENINGKATKAN KUALITAS SPROKET SEPEDA MOTOR BUATAN LOKAL DENGAN METODE KARBURASI

Perilaku Mekanik Tembaga Fosfor C1220T-OL Pada Proses Annealing dan Normalizing

Heat Treatment Pada Logam. Posted on 13 Januari 2013 by Andar Kusuma. Proses Perlakuan Panas Pada Baja

Transkripsi:

PENGARUH NITROGEN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADUAN IMPLAN Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni YANG MENGANDUNG KARBON HASIL PROSES HOT ROLLING Kafi Kalam 1, Ika Kartika 2, Alfirano 3 [1,3] Teknik Metalurgi Universitas Sultan Ageng Tirtayasa [2] Pusat Penelitian Metalurgi dan Material E-mail: kafi.kalam@gmail.com Abstrak Paduan Co-Cr-Mo adalah logam paduan yang diaplikasikan sebagai logam implan sesuai dengan standar ASTM F75 yang memiliki sifat biokompatibilitas yang baik. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari kandungan karbon dan nitrogen dalam paduan Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni terhadap nilai kekerasan dan struktur mikro yang terbentuk. Ingot paduan Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni dipotong ukuran 30 x 20 x 10 mm dengan variasi komposisi kimia: Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni-0,08C; Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni-0,08C- 0,2N; Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni-0,15C; Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni-0,15C-0,2N; Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni- 0,25C; Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni-0,25C-0,2N. Paduan Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni dihomogenisasi pada T=1200 o C selama 6 jam, kemudian dipanaskan pada T=1200 C selama 90 menit dan di-hot-rolling dengan persen reduksi sebesar 90%, lalu didinginkan dengan media air. Hasil pengujian kekerasan material hot rolling menunjukkan bahwa paduan dengan kandungan C terkecil yaitu Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni -0,08C (tanpa adanya N) memiliki nilai kekerasan rata-rata terendah sebesar 42,36 HRC, sedangkan nilai kekerasan tertinggi adalah dalam paduan Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni-0,25C-0,2N dengan rata-rata nilai kekerasan 50,8 HRC. Pengujian XRD dilakukan pada material powder yang dibuat melalui proses ekstrak secara elektrolisis. Fasa yang dominan pada paduan Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni-0,08C adalah fasa σ, sedangkan pada paduan Co- 28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni-0,25C-0,2N didominasi oleh presipitat M 23 X 6. Meningkatnya kadar karbon menyebabkan jumlah presipitat M 23 X 6 bertambah, sedangkan penambahan unsur C-N menekan terbentuknya fasa σ. Kata Kunci : Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni, hot rolling, presipitat. PENDAHULUAN Pada dasarnya tulang adalah komponen tubuh yang penting yang memiliki bermacam kegunaan seperti menopang tubuh, tempat melekatnya jaringan otot dan lain-lain. Tahun 2000, jumlah usia lanjut di Indonesia mencapai 7,18% atau 16 juta jiwa. Tahun 2007 jumlah usia lanjut meningkat menjadi 8,4% atau 18,96 juta jiwa, kemudian meningkat lagi di tahun 2009 menjadi 20,5 juta jiwa atau setara dengan 9,08%, dan pada tahun 2010 tercatat sebanyak 22 juta jiwa atau setara dengan 9,77%. Sementara perkiraan usia lanjut pada tahun 2020 mencapai 11,34% atau setara dengan 28,8 juta jiwa [1]. Dengan semakin meningkatnya jumlah penduduk usia lanjut di Indonesia, maka semakin besar pula peluang peningkatan penyakit seperti osteoporosis bahkan patah tulang. Biomaterial adalah suatu komponen yang dirancang untuk dapat menggantikan peran bagian tubuh seperti tulang, dan memiliki biokompatibilitas sehingga dapat diterima oleh tubuh [2]. Paduan Co-Cr-Mo ASTM F75 adalah logam paduan Co yang diaplikasikan sebagai logam implan yang memiliki biokompatibilitas yang baik, sehingga dapat digunakan di bidang ortopedi. Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan karbon dan nitrogen terhadap struktur mikro yang terbentuk serta sifat mekanis yang dihasilkan pada material dengan perlakuan hot working untuk diaplikasikan sebagai logam implan.

2 METODE PERCOBAAN Material As Cast dengan komposisi kimia (persen berat): Tabel 1. Komposisi kimia paduan Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni Material Co Cr Mo C Mn Fe Ni Si N 1 Bal. 28 6 0.08 0.8 0.4 0.2 0.8 0 2 Bal. 28 6 0.08 0.8 0.4 0.2 0.8 0.2 3 Bal. 28 6 0.15 0.8 0.4 0.2 0.8 0 4 Bal. 28 6 0.15 0.8 0.4 0.2 0.8 0.2 5 Bal. 28 6 0.25 0.8 0.4 0.2 0.8 0 6 Bal. 28 6 0.25 0.8 0.4 0.2 0.8 0.2 Mula-mula material dipotong ukuran 30 mm x 20 mm x 10 mm dan dihomogenisasi pada temperatur 1200 o C selama 6 jam dengan pendinginan di dalam tungku. Material kemudian diberi perlakuan hot rolling dengan temperatur 1200 o C dan persen reduksi 90% dengan pendinginan menggunakan media air. Pengamatan metalografi dilakukan dengan cara memotong material secara melintang, lalu dipreparasi dahulu dengan cara grinding dan polishing. Setelah proses tersebut, sampel dietsa dengan metode electrolytic etch menggunakan larutan metanol (10% H 2 SO 4 ) dan tegangan 6 volt. Pengujian kekerasan dilakukan menggunakan indentor Rockwell C sebanyak 3 titik yaitu pada pinggir dan tengah material. Material tersebut kemudian diuji XRD dengan cara diekstrak terlebih dahulu. Proses ekstrak dilakukan secara elektrolisis menggunakan tegangan 3 volt. Rangkaian yang dibentuk yaitu material Co-Cr-Mo sebagai katoda, logam platina sebagai anoda serta larutan elektrolisis berupa 90% aquades dan 10 % H 2 SO 4. Hasil ekstrak tersebut disaring dengan membran filter berukuran 0,2µm, lalu diuji XRD. Karakterisasi selanjutnya yaitu pengamatan SEM-EDX. Sebelum diamati, material ditempel dengan carbon tape dan kemudian diletakkan di dalam holder pada alat SEM-EDX, lalu diamati. Pengamatan ini dilakukan untuk mengetahui kandungan unsur pada material. Ingot Preparasi sampel dengan ukuran 30 mm x 20 mm x 10 mm Homogenisasi dengan temperatur 1200 o C selama 6 jam Pemanasan pada 1200 o C selama 90 menit Rolling 90% reduksi

3 Quenching menggunakan media air Elektrolitik Ekstrak Metalografi Uji Kekerasan Uji Tarik XRD Pembahasan Literatur Kesimpulan Gambar 1. Diagram Alir Penelitian HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN Pengaruh Penambahan Karbon Pengamatan metalografi dilakukan pada material dengan potongan melintang. Seiring dengan penambahan karbon dan nitrogen, presipitat pun semakin bertambah. Diketahui bahwa presipitat pada paduan Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni berpengaruh terhadap sifat mekaniknya [3]. Terdapat dua macam presipitat pada paduan Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni, yaitu fasa intermetalik dan karbonitrida. Maka dari itu unsur karbon dan nitrogen berpengaruh terhadap pembentukan fasa dan presipitat. Berdasarkan Gambar 1 & 2, semakin meningkat kandungan karbon maka presipitatnya semakin bertambah, dan dapat dilihat presipitat yang terbentuk semakin halus. Presipitat yang terbentuk menyumbat batas butir, sehingga menekan laju pertumbuhan batas butir dan mengakibatkan ukuran butir menjadi halus [4]. a b c Presipitat

4 d e f Gambar 1. Struktur mikro as-cast a) 0,08C, b) 0,08C;0,2N, c) 0,15C, d) 0,15C;0,2N, e) 0,25C, f) 0,25C;0,2N a b c d e f Gambar 2. Struktur mikro hasil hot rolling a) 0,08C, b) 0,08C;0,2N, c) 0,15C, d) 0,15C;0,2N, e) 0,25C, f) 0,25C;0,2N Batas butir 003 30 µm Unsur Mass% Atom% C 8.89 31.00 N - - Si 0.07 0.10 Cr 63.55 51.18 Mn 2.37 1.81 Fe 0.36 0.27 Co 17.62 12.52 Ni - - Mo 7.15 3.12 Total 100.00 100.00 Gambar 3. Presipitat karbida yang terbentuk di batas butir pada as cast Co-28Cr-6Mo-0,4Fe- 0,2Ni-0,25C;0,2N

5 Dalam paduan kobalt karbon dapat menstabilkan presipitat M 23 X 6. Penambahan kandungan karbon dapat mengurangi jumlah fasa σ dan berperan dalam pembentukan M 23 X 6. Pembentukan M 23 X 6 terjadi pada batas butir dengan matriks berupa fasa γ. Fasa σ yang merupakan fasa intermetalik akan bersenyawa dengan karbon sehingga membentuk presipitat M 23 X 6. Perubahan fasa σ menjadi M 23 X 6 terjadi pada saat proses pembekuan setelah hot rolling σ + C M 23 X 6. Kandungan karbon yang bertambah mengakibatkan nilai kekerasannya meningkat, hal tersebut dikarenakan presipitat yang terbentuk berada di batas butir yang menghalangi terjadinya dislokasi. Berdasarkan Gambar 6 dapat diamati bahwa kekerasan meningkat seiring dengan penambahan karbon. Presipitat yang terbentuk tumbuh di batas butir sehingga menghalangi jalur dislokasi. Presipitat M 23 X 6 memiliki stiffness yang lebih tinggi ketimbang matriks γ sehingga sifat mekaniknya meningkat [5]. Pengaruh Penambahan Nitrogen Nitrogen diketahui sebagai unsur penstabil fasa γ dari paduan Co-Cr-Mo dengan menekan laju pembentukan fasa ε dari fasa γ, sehingga meningkatkan sifat mekanik serta mampu bentuk [6]. Berdasarkan hasil XRD pada hot rolling material 1 dan 2, penambahan nitrogen dapat menghambat pembentukan fasa intermetalik σ. Bahkan pada penelitian yang telah dilakukan oleh Narushima [6] membuktikan bahwa pembentukan fasa σ dapat dihambat dengan cara penambahan unsur nitrogen tanpa adanya penambahan unsur karbon sekalipun. Gambar 4. Hasil pengujian XRD pada material yang telah diekstrak secara elektrolisa. Fasa intermetalik σ (CoCr) pada material hasil rolling terlihat dominan pada paduan komposisi 0,08C (tanpa nitrogen) dan 0,08C;0,2N. Berdasarkan pengamatan menggunakan SEM fasa tersebut memiliki morfologi berupa blocky dense. Nilai kekerasan material dengan

HRC 6 paduan nitrogen (Gambar 6) terlihat meningkat, hal tersebut berhubungan dengan presipitat η (M 12 X) yang terbentuk. Fasa η terbentuk pada paduan Co-Cr-Mo dengan penambahan 0,2N. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa presipitat M 23 X 6, fasa η terbentuk karena adanya unsur C dan N. Sementara fasa π yang muncul setelah perlakuan hot roll dapat terjadi karena fasa π terbentuk akibat kondisi hot rolling dengan temperatur 1200 o C yang dilakukan, dimana pada temperatur tersebut terjadi fenomena partial melting, khususnya terbentuk pada kandungan karbon 0,08C dan 0,15C. Pembentukan fasa π tergantung pada kondisi pendinginannya. Pendinginan cepat (quenching) dibutuhkan untuk mendapatkan fasa tersebut. Sedangkan pada pendinginan lambat fasa π akan berubah menjadi fasa lain yaitu M 23 X 6 + γ. Blocky dense Gambar 5. Morfologi blocky dense pada Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni-0,08C 50 45 40 35 30 As-Cast Hot Rolling 25 Gambar 6. Rata-rata nilai kekerasan paduan Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni Hasil pengujian kekerasan menunjukkan bahwa semakin tinggi kandungan karbon yang ditambahkan maka nilai kekerasannya semakin meningkat. Penambahan unsur nitrogen dalam paduan Co-Cr-Mo-C juga dapat meningkatkan nilai kekerasannya. Nilai kekerasan tertinggi dan terendah untuk hasil hot rolling berturut-turut adalah 0,25C;0,2N dengan nilai kekerasan 50,8 HRC dan 0,08C;0N dengan nilai kekerasan 42,36 HRC. Sedangkan untuk nilai kekerasan tertinggi dan terendah untuk as cast berturut-turut adalah 0,25C;0,2N dengan

7 Elongasi (%) Yield Point (N/mm2) nilai kekerasan 36 HRC dan 0,08C;0N dengan nilai kekerasan 28,2 HRC. Material hasil hot rolling juga menunjukkan adanya kenaikan nilai kekerasan dibandingkan as cast. Hal tersebut disebabkan oleh pembentukan presipitat pada hasil XRD hot rolling, yang menunjukkan adanya presipitat M 23 X 6, fasa η, fasa σ, serta fasa π. UTS, σ uts (N/mm 2 ) 1.500 1.300 1.100 900 700 500 1500 1000 500 0 14 11 8 5 2 As Cast Hot Rolling Gambar 7. Hasil pengujian tarik paduan Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni Gambar 7 menunjukkan bahwa seiring dengan penambahan karbon maka UTS dan yield stress paduan akan semakin meningkat dikarenakan presipitat yang terbentuk. Persen elongasi terkecil yaitu paduan 0,15C;0N. Seharusnya persen elongasi akan menurun seiring dengan bertambahnya karbon. Hal tersebut dapat dikarenakan pada paduan 0,15C;0N memiliki presipitat yang berkoloni, sedangkan pada 0,08C;0N dan 0,25C;0N presipitat yang terbentuk berbentuk bulat. Presipitat berbentuk bulat dapat meningkatkan keuletan sehingga persen elongasi pada paduan kobalt 0,08C;0N, dan 0,25C;0N lebih tinggi daripada paduan kobalt 0,15C;0N. Sedangkan pada paduan dengan penambahan unsur nitrogen, nilai UTS dan yield stress yang didapat cenderung fluktuatif. Pada 0,08C;0,2N dan 0,25C;0,2N persebaran presipitat yang terbentuk kurang merata sehingga nilai kekuatan tariknya menurun. Kenaikan nilai UTS dan yield stress pada 0,15C;0,2N terjadi akibat adanya atom interstisi nitrogen sehingga meningkatkan nilai kekerasannya. Nitrogen apat menyetabilkan fasa γ, sehingga dapat meningkatkan keuletannya. Namun pada paduan 0,25C;0,2N terjadi penurunan persen elongasi dikarenakan terbentuknya annealing twin. KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil yaitu penambahan unsur karbon pada paduan Co- 28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni dapat meningkatkan nilai kekerasan serta kekuatan material dikarenakan pembentukan presipitat karbida M 23 X 6. Sedangkan penambahan nitrogen dapat menghambat pembentukan fasa intermatelik σ dan membentuk fasa η (M 12 X). Penambahan unsur karbon dan nitrogen berpengaruh terhadap sifat mekanik material yaitu meningkatkan

8 kekerasan dengan cara pembentukan presipitat M 23 X 6 dan fasa η (M 12 X). Nilai kekerasan tertinggi dan terendah untuk hasil hot rolling berturut-turut adalah 0,25C;0,2N dengan nilai kekerasan 50,8 HRC dan 0,08C;0N dengan nilai kekerasan 42,36 HRC. Kekuatan tarik maksimum (UTS) tertinggi pada hot rolling yaitu pada 0,25C;0N sebesar 1298,83 N/mm 2 dan terendah pada 0,08C;0,2N sebesar 757,681 N/mm 2. Sedangkan persen elongasi terbesar pada hasil hot rolling yaitu 0,08C;0,2N sebesar 7,208% dan terendah yaitu 0,15C;0N sebesar 2,655%. Daftar Referensi [1] Kementerian PP dan PA. 2011. Penduduk Lanjut Usia. Jakarta: Kementerian Pemberdayaan Perempuan dan Perlindungan Anak RI. [2] Park Joon & Lakes R.S. 2007. An Introduction to Biomaterials. Third Edition. Springer. New York. [3] Narushima, T et al. 2015. Co-Cr Alloys as Effective Metallic Biomaterials. Springer. [4] Lee, S et al. 2006. Effect of Carbon Addition on Microstructure and Mechanical Properties of a Wrought Co Cr Mo Implant Alloy. Materials Transactions, Vol. 47, No. 2 (2006) pp. 287 to 290. [5] Mori, M et al. 2014. Effect of carbon on the microstructure, mechanical properties and metal ion release of Ni-free Co Cr Mo alloys containing nitrogen. Elsevier. [6] Narushima, T et al. 2013. Precipitates in Biomedical Co-Cr Alloys. JOM, Vol. 65, No. 4, 2013