Path: Top > S1-Final Project > Metallurgical Engineering-FTTM > 2017

PERILAKU OKSIDASI ISOTERMAL PADUAN 69,5Fe-14Ni-9Al-7,5Cr PADA TEMPERATUR 800, 900, dan 1000C

ISOTHERMAL OXIDATION BEHAVIOUR OF 69,5Fe-14Ni-9Al-7,5Cr ALLOY AT 800, 900, dan 1000C

Undergraduate Theses from JBPTITBPP / 2017-09-27 10:37:15
Oleh : Deddy C Nababan (NIM : 12513018), S1 - Metallurgy
Dibuat : 2017-09-06, dengan 1 file

Keyword : ferritic Fe-Ni-Al-Cr steel, isothermal oxidation

Pertumbuhan penduduk, ekonomi dan perkembangan teknologi global berpengaruh terhadap peningkatan kebutuhan listrik tingkat dunia. Kebutuhan listrik tersebut diprediksi meningkat sebesar 25% dari tahun 2014 sampai 2040. Produksi listrik yang dihasilkan bergantung pada efisiensi mesin pembangkit yang digunakan. Peningkatan temperatur operasi akan menaikkan efisiensi perolehan energi. Hal tersebut menjadi alasan berbagai penelitian dilakukan untuk menemukan material yang mampu bertahan pada kondisi tersebut.




Baja ferritik maju dengan unsur pemadu Ni, Al, dan Cr menjadi alternatif material yang digunakan pada beberapa bagian konstruksi pembangkit listrik karena memiliki koefisien ekspansi termal yang rendah dan harga yang relatif murah dibanding dengan paduan super berbasis nikel. Baja ferritik tersebut memiliki keunggulan karena dapat diperkuat dengan presipitat koheren B2. Selain itu, kandungan Al dan Cr dapat meningkatkan ketahanan oksidasi pada temperatur tinggi.




Serangkaian percobaan telah dilakukan untuk mempelajari ketahanan oksidasi isotermal terhadap paduan 69,5Fe-14Ni-9Al-7,5Cr (%berat) dengan variasi temperatur 800, 900, dan 1000oC pada durasi pengujian 1, 10, 50, dan 150 jam. Pengujian dilakukan di dalam horizontal tube furnace dengan kondisi lingkungan udara bebas. Penimbangan dilakukan terhadap sampel sebelum dan sesudah pengujian untuk mengetahui perubahan berat yang terjadi. Data perubahan berat terhadap luas permukaan tiap sampel kemudian diolah untuk mengetahui perilaku ketahanan dan laju oksidasinya. Sampel kemudian dilakukan karakterisasi menggunakan beberapa peralatan seperti OM (optical microscope), XRD (X-Ray Diffraction), dan SEM-EDS (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy). Pengujian pada temperatur tinggi juga mengakibatkan struktur mikro presipitat mengalami perubahan.




Berdasarkan analisis yang dilakukan terhadap hasil pengujian, diketahui bahwa semakin tinggi temperatur oksidasi, maka laju oksidasi semakin cepat. Sedangkan untuk durasi oksidasi, semakin lama waktu pengujian maka perubahan berat per satuan luas sampel semakin kecil yang ditandai dengan grafik yang landai. Produk oksida yang ditemukan pada penelitian ini adalah Fe2O3, Fe3O4, -Al2O3, NiO, Cr2O3 dan NiCr2O4. Laju oksidasi paduan ini pada tiap temperatur mengikuti persamaan logaritmik yang menandakan bahwa lapisan oksida yang terbentuk sangat tipis dan dapat memproteksi permukaan logam dengan baik. Konstanta laju oksidasi pada temperatur 800, 900 dan 1000oC secara berturut-turut adalah 5,15E-05, 5,57E-05 dan 6,74E-05 gr.cm-2. Ditinjau dari kondisi pengujian yang dilakukan, paduan ini lebih baik dioperasikan pada temperatur maksimal 800oC karena tidak ditemukan pengelupasan lapisan oksida.

Deskripsi Alternatif :

Population growth, global’s economy and technological developments affect the increase in world-wide electricity demand. The electricity demand is predicted to increase by 25% from 2014 to 2040. The production of electricity depends on the efficiency of the generator machine used. An increase in operating temperature will increase the efficiency of energy acquisition. This is the reason for various studies conducted to find material that can survive in these conditions.




The advanced ferritic steel with alloy elements Ni, Al, and Cr are alternative materials used in some parts of power plant construction because it has a low thermal expansion coefficient and a relatively have price cheaper compared to nickel-based super alloys. In addition, the ferritic steel has an advantage because it can be strengthened with coherent precipitate B2. And also, the Al and Cr content can increase oxidation resistance at elevated temperatures.




A series of experiments have been conducted to study the resistance of isothermal oxidation in 69.5Fe-14Ni-9Al-7,5Cr (% wt) alloys with some temperature variations of 800, 900, and 1000oC and each temperature is tested for 1, 10, 50, and 150 hours. Experimental is done using horizontal tube furnace with free air environment condition. Weighing is done to the sample before and after the test to have the change of weight that happened. The data of weight change on the surface area of each sample is then processed to determine the behavior of its resistance and also its oxidation rate. The samples is characterized using some equipment such as OM (optical microscope), XRD (X-Ray Diffraction), and SEM-EDS (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) then. High temperatures condition also involves changes in the precipitate micro structure.




Based on the analysis conducted on the test results, it is known that the higher oxidation temperature, the faster oxidation rate. As for the duration of oxidation, the longer the testing time, the weight change per unit sample area is smaller indicated by a sloping graph. The oxide products found in this study were Fe2O3, Fe3O4, -Al2O3, NiO, Cr2O3 and NiCr2O4. The rate of oxidation of this alloy at each temperature follows a logarithmic equation indicating that the oxide layer formed is very thin and can protect the metal surface well. The oxidation rate constants at temperatures of 800, 900 and 1000oC are 5.15E-05, 5,57E-05 and 6,74E-05 gr.cm-2, respectively. If viewed based on test conditions done on this study, this alloy is better operated at a maximum temperature of 800oC because the spalling of the oxide layer is found to be very small.

Copyrights : Copyright (c) 2001 by Perpustakaan Digital ITB. Verbatim copying and distribution of this entire article is permitted by author in any medium, provided this notice is preserved.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • Dr. Ir. Eddy Agus Basuki, M.Sc., Editor: Resti Andriani

File PDF...