Pengaruh Waktu Penahanan Solution Treatment dengan Subzero Quenching dan Aging Terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro Ti6al4v Implant Grade

Rachmatullah, Novandita (2019) Pengaruh Waktu Penahanan Solution Treatment dengan Subzero Quenching dan Aging Terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro Ti6al4v Implant Grade. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111440000159-undergraduate_Theses.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB)

Abstract

Meningkatnya kasus patah tulang menjadi permalasahan semenjak tahun 2010 hingga sekarang. Menurut WHO, Indonesia menempati peringkat ke-2 kecelakaan lalu lintas terbanyak yang 80%-nya menyebabkan patah tulang. Salah satu metode dalam penanganan patah yaitu dengan pemasangan implan pada tulang. Pemilihan material implan menjadi kajian engineering karena material implan membutuhkan keriteria seperti ketahan korosi, kekerasan, keuletan, ketangguhan, ketahanan aus serta biokompatibilitas yang baik. Titanium maupun paduannya menjadi logam yang sudah umum dipakai sebagai implantasi medis. Dasar pemilihan titanium sebagai material implan yaitu memiliki sifat ketahan korosi dan rasio kekuatan terhadap densitasnya yang paling baik diantara semua logam. Berbagai penelitian tentang logam titanium telah dilakukan dalam pengembangan, properties dalam aplikasi bidang medis salah satunya Ti-6Al-4V. Untuk itu, penelitian ini mengkaji tentang titanium dengan jenis Ti-6Al-4V sebagai material implan. Titatium Ti-6Al-4V dimodifikasi struktur mikronya dengan perlakuan panas dari proses Solution treatment dan Solution treatment and Aged. Proses solution treatment dilakukan pada 930oC dengan variasi waktu tahan selama 1 jam, 2 jam, 3 jam dan 4 jam kemudian dilanjutkan sub-zero quenching. Kemudian dilakukan proses aging pada suhu 533oC dengan waktu tahan 6 jam. Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa perlakuan STA dengan waktu tahan 4 jam memiliki nilai kekerasan yang paling tinggi sebesar 497.6 HVN. Nilai kekerasan ini lebih tinggi jika dibandingkan dengan nilai kekerasan pada spesimen non heat treatment (356.4 HVN) dan spesimen yang diberi perlakuan ST pada waktu tahan selama 4 jam (396.8 HVN). Hal ini diakibatkan oleh proses heat treatment yang mengubah struktur mikro paduan titanium Ti-6Al-4V. Struktur mikro alpha lamellar Ditransformasikan ke dalam bentuk equiaxed alpha. Pada proses heat treatment, kinetik solidifikasi diatur oleh nukleasi yang sangat dipengaruhi oleh cairan subzero quenching. Kinetik akan semakin besar seiring besarnya laju pendinginan sehingga pada subzero quenching membuat kecepatan nukleasi menjadi lebih cepat, menghasilkan larutan padat sangat jenuh. Selain itu, semakin lama waktu tahan pada solution treatment, akan meningkatkan energi aktivasi pertumbuhan butir, dimana dislokasi-dislokasi yang ada sebelumnya akan terurai. Namun peningkatan pengerasan tetap terjadi karena muculnya presipitat seperti TiAl3 (α”) yang semakin bertambah.
===================================================================================================================================
The increased case of fractures became an issue from 2010 until now. According to WHO, Indonesia ranked 2nd for most having a traffic accidents, that 80% caused fractures. One method of handling fracture is with the installation of implants in the bones.The selection of implant material is a study of engineering because the implant material requires certain criteria such as corrosion resistance, hardness, toughness, wear resistance and good biocompatibility. Titanium and its alloys become metals that are already commonly used as medical implantation. Titanium is chosen because of its properties, that have excellent corrosion resistance, and high specific strength compared to any metals. Many research been done to improvise the use of Ti-6Al-4v, one of them is research about Ti6Al4V as medical impant. For that, this research is to study Ti6Al4V. the microstructure of Ti6Al4V is modified by so-lution treatment, sub-zero quenched and aging. Solution treatment process is done with holding time for 1 until 4 hours under holding temperature of 930, then quenched with sub-zero quenching followed with aging on 533 for 6 hours. The results show that STA with 4 hours holding time has 497.6 HV and also as the highest value of hardness as compared to the specimen that is not being treated (356.4 HV) and to ST 4 hours (396.8 HV). This phenomenon is because of the changing of microstructure, alpha lamellar is transformed to equiaxed alpha due to heat-treatment process. During heat treatment, solidification kinetics is controlled by nucleation that is affected by sub-zero quenching. Kinetic energy will be bigger as the faster cooling rate, this be-cause nucleation growth faster so that the solvent becomes supersaturated. Apart from that, the longer the holding time during solution treatment, will increase the activation energy of grain growth, where dislocations that are existed is decomposed. But the hardness increasing is also because of the precipitation of TiAl3 (α”). Keywords: Implant Material, Ti6Al4V, Solution Treatment, Solution Treatment and aged.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Material implan, Ti-6Al-4V, Solution treatment, Solution treatment and aged
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Novandita Rachmatullah
Date Deposited:	21 Jul 2026 07:06
Last Modified:	21 Jul 2026 07:06
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/67693

Actions (login required)

View Item