Pengaruh Dosis Ion Pada Implantasi Ion Karbon dan Nitrogen Terhadap Kekerasan Baja HQ7210

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dosis ion pada proses implantasi ion karbon dan ion nitrogen terhadap kekerasan permukaan baja karbon rendah HQ 7210 dan struktur mikro yang dihasilkan dengan energi ion 100 keV. Dosis ion karbon divariasi dari 3; 7; 12; 18, dan 27 (x 1015 ion/cm2), sedangkan dosis ion nitrogen juga divariasi dengan 30; 60; 90; 180 dan 270 (x 1015 ion/cm2) dengan energi ion 100 keV dan arus 10 uA. Pengujian kekerasan sesuai dengan ASTM D1474, menggunakan micro hardness tester MXT 70 Matzuzawa dan struktur mikro dengan menggunakan Inverter Metallurgical Microscope dengan pembesaran 200 kali. Baja karbon rendah HQ 7210 memiliki kadar karbon 0,14 x 0,19 % dan kekerasan sebesar 274,69 KHN70. Implantasi ion karbon miningkatkan kekerasan dan mencapai tertinggi pada dosis 12 x 1015 ion/cm2 dengan kadar karbon sekitar 1,7 % dengan nilai kekerasan sebesar 377,47 KHN70 atau meningkat 37,41 %. Implantasi ion nitrogen meningkatkan kekerasan seiring bertambahnya dosis ion yang diberikan. Peningkatan kekerasan tertinggi terjadi pada dosis 90 x 1015 ion/cm2 dengan nilai kekerasan 330,4 KHN70, dan terus meningkat hingga pada dosis 270 x 1015 ion/cm2 dengan nilai kekerasan 366,02 KHN70. Pengamatan struktur mikro menunjukkan bahwa semakin besar dosis ion karbon yang diimplan, maka batas butir pada permukaan semakin terlihat jelas. Struktur mikro setelah implantasi ion nitrogen tidak terlihat karena tertutupi lapisan nitrogen dibagian permukaannya.