Pengaruh Jumlah Siklus Thermal Cycling Pada Cold Rolled Stainless Steel AISI 316L Terhadap Struktur Mikro Dan Kekerasan

Yanisa, Mahdiyyah Dwima (2022) Pengaruh Jumlah Siklus Thermal Cycling Pada Cold Rolled Stainless Steel AISI 316L Terhadap Struktur Mikro Dan Kekerasan. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000193-Undergraduate_Thesis.pdf Download (11MB)

Abstract

Salah satu prosedur umum yang dilakukan oleh dokter ortopedi untuk kasus patah tulang adalah dengan memasang implan tulang. Implan tulang jenis austenitic stainless steel AISI 316L banyak digunakan karena memiliki sifat mekanis yang baik seperti kekuatan dan keuletan yang tinggi. Secara standar internasional ASTM F138, implan tulang hasil produksi lokal telah memenuhi persyaratan. Namun bila dibandingkan dengan implan tulang impor, diketahui bahwa sifat mekanik implan lokal berada dibawah implan impor dari Eropa atau Amerika. Oleh karena itu, diperlukan tambahan proses perlakuan agar implan lokal dapat bersaing dengan produk impor. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan sifat mekanik implan lokal adalah dengan memodifikasi struktur mikro austenitic stainless steel menjadi struktur mikro berbentuk spherical berukuran halus dengan distribusi merata. Hal ini dapat diperoleh melalui proses cold rolling yang dilanjutkan dengan thermal cycling. Proses thermal cycling akan memicu rekristalisasi butiran baru karena adanya stored strain energy yang diperoleh akibat perlakuan dingin cold rolling. Pada penelitian ini akan diamati pengaruh siklus berulang 2x, 3x, 4x dan 5x dengan pengujian kekerasan dan struktur mikro. Proses thermal cycling yang berbeda-beda dilakukan untuk mencari jumlah siklus ideal dimana rekristalisasi merata (full recrystallization) terjadi pada spesimen stainless steel 316L yang telah mengalami cold rolling. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan thermal cycling siklus berulang 2x, 3x, 4x dan 5x untuk derajat reduksi 50% dan 90% pada temperatur 900o C dengan waktu penahanan selama 35 detik tidak menunjukkan bahwa terjadi rekristalisasi di sebagian daerah batas butir elongated grain. Hal ini dibuktikan dengan penurunan rata-rata kekerasan yang tidak signifikan karena stored strain energy yang terlepas belum menyeluruh atau secara maksimal. Nilai kekerasan material mengalami kenaikan setelah dilakukan perlakuan cold rolling 50% dan cold rolling 90%. Setelah dilakukan thermal cycling 900o C pada waktu 35 detik terlihat bahwa kekerasan menurun dengan penurunan terbesar terlihat setelah siklus thermal cycling 5 kali pada sampel cold-roll 50% dan sampel cold-roll 90% dengan kekerasan sebesar 328.00 HV0.3 dan 395.80 HV0.3 secara berurutan. Dalam penelitian ini diperoleh data bahwa kondisi perlakuan thermal cycling yang diberikan belum mampu memberikan rekristalisasi butiran baru
=================================================================================================================================
One of the most common procedures taken by orthopaedic doctors to treat bone fracture was utilizing bone implants. AISI 316L austenitic stainless steel was widely used as bone implant material because of its high strength and ductility. The local bone-implant had met the international standard of ASTM F138, however, in terms of the mechanical properties, this locally produced bone implant was still inferior to imported implants from Europe or USA. Therefore, additional treatment processes are necessary to improve the local’s implant product. Thus this local product can compete with imported products. Modifying the microstructure of austenitic stainless steel with grain refinement was one
of the methods that can be implemented to improve the mechanical properties. This can be achieved through a cold rolling process followed by a thermal cycling treatment. Thermal cycling is the process of heating a sample to an elevated period with repeated cycles. The released strain energy will trigger the formation of new grain through recrystallization.In this study, the effect of repeated cycles of 2x, 3x, 4x and 5x will be observed and their influence was characterized using hardness testing and microstructure observation. Varied cycles of thermal cycling are carried out to find the ideal number of cycles where full recrystallization occurs in cold rolled 316L stainless steel specimens.The results indicated no recrystallization had occurred in repeated thermal cycling treatments at 900o C with a holding time of 35 seconds with a cycle of 2x, 3x, 4x and 5x for both 50% degree cold roll reduction and 90% degree cold roll reduction. The average hardness was only slightly decreased as compared to their cold rolling condition, indicating that the stored strain energy was not completely released or converted through recrystallization. The material’s hardness value has increased following cold rolling treatment for 50% degree cold roll reduction and 90% degree cold roll reduction. Hardness value decreases after thermal cycling of 900o C for 35 seconds, with the largest decrease shown after the 5th cycle of thermal cycling on the 50% cold-rolled sample and 90% cold-rolled sample with the hardness of 328.00 HV0.3 and 395.80 HV0.3 respectively.The findings collected in this study show that the thermal cycling treatment parameters selected within this experiment had not been able to reach recrystallization

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 620.112 6 Yas p-1 2022
Uncontrolled Keywords:	cold rolling, thermal cycling, implan tulang stainless steel AISI 316L, thermal cycling, stainless steel AISI 316L, bone implants
Subjects:	T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL671.6. Materials--Fatigue.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	13 Feb 2025 09:00
Last Modified:	13 Feb 2025 09:00
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118733

Actions (login required)

View Item