proces nitriding dalam dunia industri bertujuan untuk membuat material menjadi keras dan tangguh dengan cara menambahkan gas atau cairan nitrogen ke dalan tungku pemanas dalam suhu 700-900 derajat selsius
4. Sejarah
singkat proses
Nitriding
Nitriding
Pertama kali dikembangkan sekitar
tahun 1900 untuk memberikan
metode pengerasan permukaan
komponen baja, sehingga
memungkinkan baja memiliki
kekerasan permukaan yang tinggi
(700HV-1100HV) namun memiliki inti
yang ulet (tanpa merubah struktur inti)
5. Tujuan proses nitriding
Meningkatkan ketahanan
terhadapap korosi
4
Meningkatkan ketahanan
kekerasan permukaan
terhadapat kenaikan
temperature sampai
temperature nitriding
5
Meningkatkan kestabilan
dimensi
6
Mendapatkan kekerasan
permukaan yang tinggi
dan tahan aus
1
Meningkatkan ketahanan
pakai dan sifat antigalling
2
Meningkatkan umur
fatigue
3
6. Definisi Nitriding
Nitriding adalah proses pengerasan permukaan
dengan mendifusikan unsur nitrogen ke
permukaan logam,yaitu dengan cara memanaskan
dan menahan logam tersebut pada temperatur
tertentu (biasanya dibawah suhu eutektoid antara
500-590oC) selama periode waktu tertentu dalam
kontak dengan gas atau cairan yang mengandung
unsur nitrogen (NH3).
7. Definisi Nitriding
Proses difusi ini berdasarkan kelarutan nitrogen dalam
besi sesuai dengan diagram kesetimbangan fasa fe-n.
Proses ini merupakan ferritic termokimia. Selama pr
oses tidak diharapkan adanya perubahan fasa.
8. Proses
01
Ketika logam dipanaskan dan dihold
pada temperatur dibawah temperatur
(antara 500-590oC) selama periode
waktu tertentu dalam kontak dengan gas
atau cairan yang mengandung unsur
nitrogen (NH3)
03 2NH3 2N +
3H2
02
Nitrogen akan bergabung
dengan permukaan logam
Ketika logam tersebut
dalam keaadaan berfasa
ferritic
10. Kelebihan proses nitriding
S
W
O
T
Tidak perlu Grinding untuk finishing
Ketebalan “white layer” dan komposisi
fasa pada Lapisan yang merata tidak
terpengaruh bentuk
Suhu rendah jika dibandingkan
dengan carburizing
Teknik kontrol yang mudah
11. Kekurangan proses nitriding
S
W
O
T
Jika menggunakan Amonia sebagai
medium nitridasi dapat terjadi inhalasi
Tidak dapat digunakan di material yang
mengandung kromium tinggi dan
stainless steel
Flowabilitas gas dipengaruhi oleh
kondisi permukaan
Menimbulkan white layer
12. Research on the effect of gas nitriding
treatment on the wear resistance of ball
seat used in multistage fracturing.
APLIKASI PENGGUNAAN GAS
NITRIDING
Multistage fracturing adalah metode
penghancuran mekanis yang banyak
digunakan di dunia oil and gas untuk
menghancurkan batuan dimana terdapat
minyak dan gas di dalam kandungan batuan
tersebut
Salah satu alat dalam multistage fracturing
adalah ball seat, dimana sering ditemukan
kasus wear atau aus pada alat ini
Solusi untuk mengurangi kecenderungan
untuk aus atau meningkatkan wear resistant
adalah melakukan gas nitriding dengan
menggunakan gas ammonia (NH3)
13. Prosedur
• Ball seat yang menggunakan material gray cast
iron HT300 ditempatkan pada nitriding furnace
yang berisi gas amonia (NH3) dengan kadar
kemurnian 99,99%
• Sampel dipanaskan pada temperatur 833K
dengan tekanan gas 20Pa . (Tekanan meingkat
menjadi 0.01 Mpa saat mencapai temperatur
tertentu). Proses dilakukan selama 6 jam.
14. Hasil-Microhardness
Kekerasan permukaan sampel meningkat
menjadi 650 HV sedangkan bagian inti
sampel memiliki kekerasan 300 HV sehingga
sifat mekanik sampel meningkat. Kekerasan
pada permukaan ini disebabkan oleh
terbentuknya Si3N4
Sumber :
Ji, R., Liu, Y., Liu, Z., Shen. Y., Wang, H., Zheng, C., Zhu, H. 2015. Research on the
effect of gas nitriding treatment on the wear resistance of ball seat used in multistage
fracturing. Materials and Design Volume: 70. Science Direct. 45-52.
