Perpustakaan Digital ITB

ABSTRAK: Parameter yang berpengaruh dalam proses pengerasan permukaan dengan teknik plasma glow discharge adalah tekanan operasi, daya radio frekuensi (RF), jarak dan tegangan antara anoda dengan benda kerja. Dengan pengaturan parameter tersebut akan diperoleh kondisi kerapatan plasma yang optimum. Kerapatan plasma optimum akan diperoleh jumlah ion yang besar. Penelitian yang dilakukan adalah pengaruh suhu dan waktu nitridasi baja AISI 1045. Variabel waktu diambil 5 menit, 15 menit, 40 menit, 90 menit dan 180 menit dengan parameter lain dibuat tetap yaitu, tekanan vakum = 0,2 torr, daya RF = 40 watt, frekuensi RF = 13,56 MHz, jarak antara anoda dengan benda kerja 45 mm dan tegangan anoda 1,5 kV. Suhu subtrat divariasikan pada 400 °C, 450 °C, 500 °C, 550 °C, 600 °C dan 650 °C, kondisi yang lain dibuat tetap seperti pada variabel waktu nitridasi, yaitu diambil 90 menit. Untuk uji keras permukaan digunakan uji keras mikro Knoop, sedangkan untuk analisis unsur digunakan analisa aktivasi neutron cepat (FNAA) dan EDS. SEM digunakan untuk melihat perubahan struktur mikro, sedangkan difraksi sinar X digunakan untuk mengetahui perubahan struktur kristal. Kekerasan permukaan baja permukaan baja AISI 1045 tertinggi sebesar 495 KHN dicapai pada suhu 600 °C dan waktu 90 menit. Angka ini masih jauh dibawah yang dapat dicapai dengan proses nitridasi konvensional. Perubahan struktur mikro yang terjadi ditandai adanya lapisan warna putih pada permukaan baja AISI 1045 yang dinitridasi. Dari analisis unsur dengan menggunakan EDS maupun menggunakan FNAA didapat pola hasil analisis yang sama, hanya luasannya berbedapada baja sebelum dan sesudah dinitridasi. Dari analisis dengan EDS terdapat kandungan atom nitrogen 0,4 % berat atau bila dihitung berdasarkan diagram fasa Fe-N, walaupun mempunyai kesalahan relatif yang besar sekitar 20-45 %, sehingga terdapat Fe4N 6,78 % dalam matriks a-Fe. Ini menunjukkan adanya unsur nitrogen yang berdifusi pada baja yang dinitridasi. Analisis dengan difraksi sinar X tidak teramati adanya senyawa nitrida besi. Puncak-puncak fasa basil difraksi baru akan muncul dengan jelas bila jumlahnya telah mencapai sekitar 10 % volume. Jadi dari analisis dengan EDS / FNAA maupun dengan difraksi sinar X dapat disimpulkan mekanisme pengerasan yang terjadi adalah larutan padat interstisi nitrogen dalam a-Fe dan terbentuknya fasa kedua Fe4N dalam matriks a-Fe.