PENGARUH PENAMBAHAN MANGAN TERHADAP SIFAT MAMPU TEMPA PADUAN Co-35Cr-5Mo UNTUK APLIKASI IMPLAN

Abstract

Intisari

PENGARUH PENAMBAHAN MANGAN TERHADAP SIFAT MAMPU TEMPA PADUAN Co-35Cr-
5Mo UNTUK APLIKASI IMPLAN. Paduan Co-Cr-Mo dalam aplikasinya lebih banyak digunakan sebagai
material implan seperti pengganti tempurung atau sambungan tulang pinggul. Penambahan Ni dalam paduan
tersebut akan meningkatkan sifat mampu bentuknya, akan tetapi unsur nikel bersifat alergi terhadap tubuh
manusia. Oleh karenanya mangan akan dicoba untuk dapat menggantikan fungsi unsur nikel dalam paduan Co-
Cr-Mo sebagai paduan implan. Pada penelitian ini akan dipelajari sifat mampu tempa dari paduan Co-35Cr-5Mo
tanpa dan dengan penambahan Mn secara bervariasi sebesar 0,2-0,4-0,6-0,8-1(% berat). Diagram fasa dari
paduan Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-20 % berat) dikalkulasi dengan menggunakan data base dalam Thermo-Calc.
Ingot paduan Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-1 % berat) diperoleh melalui proses peleburan dan pemaduan
menggunakan tungku busur listrik dalam kondisi vakum pada temperatur di atas 1400 ºC. Proses homogenisasi
kemudian dilakukan menggunakan tungku vakum yang dialiri gas argon dengan kemurnian tinggi pada
temperatur 1200 ºC selama 24 jam. Hasil proses tempa pada T =1250 ºC menunjukkan bahwa ingot paduan Co-
35Cr-5Mo-0,4Mn tidak menghasilkan retak yang sangat signifikan bila dibandingkan dengan paduan tanpa dan
dengan variasi penambahan mangan lainnya. Hasil XRD menunjukkan bahwa fasa γ (fcc), fasa ε (hcp) dan fasa
σ terkandung pada semua paduan Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-1 % berat). Hasil metalografi memperlihatkan
adanya presipitasi fasa σ dalam batas butir austenit, dan beberapa striasi dalam butir austenit. Striasi
dimungkinkan adalah fasa ε dan kembaran deformasi. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa paduan
Co-35Cr-5Mo-0,4Mn memiliki sifat mampu tempa yang baik. Striasi dan adanya fasa σ mengarah terhadap
rendahnya sifat mampu tempa dari paduan tersebut.
Kata kunci : Paduan Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-1 % berat), Material implan, Variasi penambahan Mn, Sifat
mampu tempa, Striasi, fasa γ (fcc), Fasa σ, Fasa ε (hcp)

Abstract

THE EFFECT OF Mn ADDITION ON FORGING ABILITY OF Co-35Cr-5Mo ALLOY FOR IMPLANT
APPLICATIONS. The applications of Co-Cr-Mo alloys are widely used as an implant material such as knee
and hip joint. Subject of this research relates to the forge ability of Co-35Cr-5Mo without and with various
addition of Mn approximately 0.2-0.4-0.6-0.8-1 (weight %). Co-35Cr-5Mo-xMn (0-20 weight %) phase diagram
is calculated using data base in the Thermo-Calc software. Co-35Cr-5Mo-xMn (0-1 weight %) alloy ingots are
obtained through melting and solidifying process by using tri arc melting in vacuum condition at temperature
above 1400 ºC. Homogenizing is carried out using vacuum furnace with high purity argon gas at temperature
1200 ºC for 24 h. After forging process at T = 1250 ºC, Co-35Cr-5Mo-0.4Mn alloy ingot did not obtain any
significant cracking when compared to others. XRD results reveal that ε phase and σ phase consist in all Co-
35Cr-5Mo-xMn (x=0-1 weight %) alloys. Metallography examinations show precipitations of σ phase along
austenite grain boundaries and striations in the interior of austenite grains. Striations are to be expected as ε
phase or deformation twinning. From this research study concludes that Co-35Cr-5Mo-0.4Mn is suitable for
forging process. The existence of striation and σ phase lead to the low grade of forging ability in these alloys.
Keywords : Co-35Cr-5Mo-xMn (x=0-1weight %) alloy, Implant material, Various addition of Mn, Forging
ability, Striation, γ phase (fcc), σ phase, ε phase (hcp)