Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Permasalahan mampu tempa merupakan hal yang banyak ditemukan pada proses penempaan cetakan tertutup. Kesulitan yang dihadapi berkaitan erat dengan pola aliran-butir (grain flow patterns) yang tidak sesuai, cetakan yang tidak terisi sepenuhnya (lack of die fill) dan kwalitas produk (sifat mekanik, struktur mikro yang tidak sesuai dengan keinginan enjiniring atau standar). Penelitian mampu tempa baja S48C dalam kasus pembuatan komponen gear dengan cetakan tertutup, telah dilakukan dengan mengkarakterisasi aliran tegangan material S48C terhadap perubahan temperatur melalui pengujian tarik panas serta mempelajari pengaruh parameter proses, dalam hal ini temperatur penempaan dan rasio tinggi awal terhadap diameter awal bahan baku (ho/Do) yang dikaitkan dengan mampu tempa produk gear yang dihasilkan. Pengujian tarik panas dilakukan pada variasi temperatur 850, 900, 950°C dan laju regangan 0,01 dan 1 detik^-1, sedangkan pengujian penempaan gear dilaksanakan dengan variasi temperatur 1000, 1100, 1200°C dan variasi rasio ho/Do 1,58; 2,13; 2,41. Hasil pengujian tarik panas menunjukkan semakin tinggi temperatur akan menurunkan tegangan tarik maksimum (UTS) dan tegangan alir baja S48C. Penurunan UTS paling tinggi terjadi pada temperatur 950°C sebesar 85% dari kondisi temperatur kamar, sedangkan penurunan tegangan alir paling tinggi terjadi pada temperatur pengujian 950°C sebesar 31 % dibanding temperatur 850°C, regangan (ε) 0,23 & laju regangan (ε) 1 detik^-1 dan sebesar 27% dibanding temperatur dan regangan yang sama tetapi ε 0,01 detik^-1 . Untuk kenaikkan lain regangan dari 0,01 detik^-1 menjadi 1 detik^-1 pada kisaran temperatur 850-950°C akan meningkatkan UTS sebesar 33 - 50 % dan tegangan alir sebesar 46-53%. Hasil pengujian penempaan menunjukkan semakin tinggi temperatur dan semakin besar rasio ho/Do akan meningkatkan kekerasan rata-rata, yaitu tertinggi pada temperatur 1200°C dan ho/Do 2,13 sebesar 223 HB dan yang terendah pada temperatur 1000°C dan ho/Do 1,58 sebesar 204 HB. Peningkatan temperatur dan rasio ho/Do ini menyebabkan pertumbuhan butir austenit yang besar saat penempaan, namun secara bersamaan butir hasil rekristalisasipun bertambah.

---

Forgeability problems are found frequently in closed die forging. Forging difficulties closeness of the relationship with poor grain flow patterns, lack of die fill, and product quality (like as mechanical properties, microstructure that not suitable with engineering standard). The research of the carbon steel (S48C) forgeability for manufacturing gear component in closed die forging has been done by characterized influence of temperature for flow stress of S48C with hot tension testing and studied influence of process parameters (like as forging temperature and ratio of initial height for initial diameters ho/Do) for the forgeability of the gear product. The hot tension testing was performed on temperatures and strain rates variation (T 850, 900, 950°C and ε 0,01; 1 second^-1), while the gear forging testing was performed on forging temperatures and ratio ho/Do variation (T 1000, 1100, 1200°C and ratio ho/Do 1,58; 2,13; 2,41). The result of hot tension testing showed that increasing temperature decreases ultimate tensile strength (UTS) and flow stress of S48C. The higher decreasing of UTS is on 950°C about 85% from room temperature condition, while the higher decreasing of flow stress has occured on 950°C about 31 % compare to conditons of temperature 850°C, strain (ε) 0,23 & srain rate (ε) 1 second^-1 and about 27% compare to the same conditions but ε= 0,01 second^-1 . For increasing strain rate from 0,01 to 1 second^-1 on the temperature range (850-950°C) increases UTS about 33 - 50% and flow stress about 46-53%. The forging testing showed that increasing temperature and ratio ho/Do increases the average hardness, i.e., the higher hardness has occurred on 1200°C & ratio ho/Do 2,13 about 223 HB, while lower hardness has occurred 1000°C & ho/Do 1,58 about 204 HB. Increasing temperature and ratio ho/Do cause increasing austenite grain growth, but while amount of grain from recrystallization also has added.

Abstrak :
Beberapa dekade ini pengembangan magnesium biodegradable untuk implan ortopedi sementara (temporary orthopedic implants) menarik minat periset. Magnesium (Mg) merupakan logam teringan (1,74-2,0 g/cm3), bersifat biokompatibel dan memiliki modulus elastisitas yang mirip dengan tulang. Beberapa upaya terus dilakukan dalam hal perbaikan sifat mekanik, kemunculan gas hidrogen dan penurunan laju degradasi terutama melalui pembuatan paduan baru, modifikasi permukaan dan pembuatan struktur baru. Adanya keselarasan antara kekuatan dan laju degradasi serta sifat biokompatibilitas Mg yang terjaga selama proses penyembuhan tulang merupakan tujuan akhir yang hendak dicapai. Disertasi ini fokus pada salah satu upaya peningkatan kinerja magnesium melalui pengembangan struktur baru dalam bentuk komposit Magnesium-Carbonate Apatite (Mg-xCA) yang berbasis serbuk. Carbonate Apatite (CA) disamping dijadikan sebagai penguat (reinforcement) guna memperbaiki sifat mekanik, juga untuk memperbaiki laju degradasi dan sifat biokompatibilitas. CA dianggap lebih mudah diserap osteoblast, mempercepat pembentukan jaringan dan penyembuhan tulang (bersifat osteoinductive dan osteoconductive) tanpa membentuk fibrotic tissue dibandingkan hidoxyapatite (HA). CA yang digunakan merupakan produk lokal. Komposisi Mg-xCA dibuat dengan variasi kandungan CA (x = 0, 5, 10 dan 15% berat) dan waktu milling (3, 5 dan 7 jam). Fabrikasi Mg-xCA dilakukan melalui tahapan pemadatan awal dengan kompaksi hangat (WC) dan dilanjutkan dengan proses pemadatan lanjut, masing-masing melalui proses sinter, proses ekstrusi dan proses equal channel angular pressing (ECAP) 1 pass untuk mendapatkan hasil optimal. Karakterisasi meliputi uji densitas relatif, uji sifat mekanis, uji korosi, uji biokompatibel (indirect cytotoxicity), pengamatan strukturmikro (OM), SEM-EDS-Mapping, micro XRF dan XRD. Hasil studi menunjukkan bahwa waktu milling 5 jam dapat memberikan padatan awal yang optimal melalui proses kompaksi hangat. Karakteristik prototipe Mg-xCA paling baik diperoleh dari hasil pemadatan lanjut dengan proses ekstrusi dengan rasio ekstrusi (R) 4. Rod yang dihasilkan memiliki ϕ 10 mm, panjang maks 100 mm dan bisa diiris sampai ketebalan 1 mm dengan distribusi kekerasan relatif seragam. Penambahan dan peningkatan kandungan CA menaikkan kekerasan, kekuatan tarik dan kekuatan tekan, memperbaiki laju korosi dan sifat toksik, namun menurunkan densitas relatif dibanding Mg murni (Mg-0CA). Semua komposisi bersifat biokompatibilitas (tidak beracun). Laju korosi terendah didapatkan pada Mg-5CA sebesar 1,92 mm/th (Icorr: 8.560E-05 A/cm2), dimana lebih kecil dari Icorr Mg-xHA hasil microwave sintering (berkisar 1,00E-4 - 2,51E-4 A/cm2) atau laju korosi Mg-5HA ( ± 5 mm/th) dengan metode uji pencelupan. Sebagian sifat mekanis (hardness, ultimate tensile stress, elongasi dan flexural stress) komposit memenuhi karakteristik tulang tengkorak manusia (human cranial bone) terutama Mg-15CA dan Mg-10CA, namun yield strength dan young modulus masih perlu ditingkatkan. Komposit Mg-xCA sangat prospek untuk terus dikembangkan sebagai kandidat material implan ortopedi. ......In recent decades the development of biodegradable magnesium for temporary orthopedic implants has been of interest to researchers. Magnesium is the lightest metal (1.74 - 2.0 g/cm3), biocompatible and it has a modulus of elasticity similar to bone. Efforts are being made to improve mechanical properties, the emergence of hydrogen gas and the rate of degradation, especially through the manufacture of new alloys, surface modifications and the creation of new structures. The harmony between the strength and the rate of degradation as well as the maintained properties of Mg biocompatibility during the bone healing process is the final goal to be achieved. This dissertation focuses on one of the efforts to improve the performance of magnesium through the development of a new structure in the form of a powder-based Magnesium-Carbonate Apatite (Mg-xCA) composite. Carbonate apatite (CA) besides being used as a reinforcement to improve mechanical properties, also to improve the rate of degradation and biocompatibility properties. CA is considered more easily absorbed by osteoblasts, accelerates tissue formation and bone healing (osteoinductive and osteoconductive) without forming fibrotic tissue compared to hydoxyapatite (HA). The CA used is a local product. The composition of Mg-xCA was made by varying the content of CA (x = 0, 5, 10 and 15% by weight) and milling time (3, 5 and 7 hours). Mg-xCA fabrication was performed through the initial compaction stage with warm compaction (WC) and continued with a further compaction process, each through the sintering process, the extrusion process and the 1 pass equal channel angular pressing (ECAP) process to obtain optimal results. Characterization includes relative density test, mechanical properties test, corrosion test, biocompatible test (indirect cytotoxicity), microstructure observation (OM), SEM-EDS-Mapping, micro XRF and XRD. The results show that the 5 hour milling time can provide optimal initial solids through a warm compaction process. The best characteristic of the Mg-xCA prototype is obtained from the results of further compaction by extrusion process with extrusion ratio (R) 4. The resulting rod has ϕ 10 mm, max length 100 mm and it can be sliced to a thickness of 1 mm with a relatively uniform hardness distribution. The addition and increase of CA content increases the hardness, tensile strength and compressive strength, improves corrosion rates and toxic properties, but reduces the relative density compared to pure Mg (Mg-0CA). All compositions are biocompatible (non-toxic). The lowest corrosion rate was obtained at Mg-5CA of 1.92 mm / year (Icorr: 8.560E-05 A/cm2), which it is smaller than Icorr Mg-xHA from microwave sintering (ranging from 1.00E-4 - 2.51E-4 A/cm2) or Mg-5HA corrosion rate (± 5 mm/yr) by immersion test method. Some of the mechanical properties (hardness, ultimate tensile strength, elongation and flexural stress) of the composite meet the characteristics of human cranial bone, especially Mg-15CA and Mg-10CA, but yield strength and young modulus still need to be improved. Mg-xCA composites are very prospective for further development as candidates for orthopedic implant materials.