1 Bab I Pendahuluan I.1 Latar Belakang Baja ODS feritik/martensitik sebagai komponen material yang digunakan pada cladding reaktor nuklir sedang dalam tahap pengembangan. Pemanfaatannya pada kondisi lingkungan dengan tingkat korosi-oksidasi serta radiasi neutron yang tinggi pada reaktor nuklir generasi IV menjadikannya sebagai fokus utama pengembangan [1][2][3][4] . Kekuatan pada temperatur tinggi, ketahanan terhadap peningkatan volume, terhadap penggetasan termal, terhadap pertumbuhan retak lelah, dan terhadap creep dari baja feritik/martensitik lebih unggul dibandingkan dengan baja austenitik [5][6][7][8] . Terlebih lagi, dengan penambahan partikel oksida sebagai material dispersan, kekuatan dan ketahanan terhadap thermally-induced creep meningkat [2] . Ada beberapa aspek yang dapat mempengaruhi sifat mekanik, sifat fisik, dan ketahanan korosi-oksidasi dari baja ODS feritik seperti penambahan unsur pemadu, metode dan kondisi konsolidasi, termasuk temperatur, tekanan, waktu tahan, dan lainnya. Penambahan aluminium ke dalam baja ODS feritik diketahui mampu meningkatkan ketahanan korosi. Hal ini sangat membantu, terutama dalam pengaplikasiannya di kondisi ekstrim seperti pada supercritical pressurized water reactor. Hasil penelitian menemukan bahwa penambahan 4 wt.% Al ke dalam baja ODS 16 wt.% Cr meningkatkan ketahanan korosi melalui mekanisme pembentukan lapisan tipis alumina pada permukaan baja. Efek tersebut tidak muncul pada baja ODS 19 wt.% dengan penambahan 4 wt.% Al disebabkan oleh lapisan kromia tebal yang lebih cenderung terbentuk pada permukaan baja [9][10][11] . Penambahan partikel oksida sebagai unsur dispersan diketahui dapat meningkatkan ketahanan terhadap pengasaran butiran dan juga terhadap fenomena kegagalan creep akibat temperatur operasi yang tinggi. Proses pencegahan kedua masalah tersebut dilakukan melalui mekanisme pinning dimana dispersan oksida akan menempati zona-zona batas butir untuk menghambat terjadinya pergerakan 2 batas butir. Oksida yang menempati batas butir juga memiliki kekerasan dan kestabilan yang baik sehingga mampu menahan pergerakan dislokasi [12] . Pada umumnya, oksida yang digunakan sebagai dispersan adalah Y 2O3 dan Al2O3. Disamping itu, metode dan kondisi konsolidasi juga memiliki beberapa efek yang berpengaruh secara signifikan terhadap sifat mekanik dari baja ODS. Metode yang umumnya digunakan untuk proses konsolidasi paduan ODS adalah ekstrusi dan hot-isostatic pressure (HIP). Apabila dilakukan perbandingan, metode spark plasma sintering (SPS) merupakan metode konsolidasi yang relatif masih baru dikembangkan, terutama sebagai metode konsolidasi pada baja ODS. SPS memanfaatkan arus listrik DC untuk mengonsolidasi serbuk paduan dengan sangat cepat. Sifat dari sampel yang telah terkonsolidasi meningkat disebabkan oleh sifat insrinsik dari serbuk nano yang tetap dijaga dalam kondisi sangat padat dengan laju pemanasan dan pendinginan yang sangat tinggi selama SPS [13] . Pada baja ODS dengan kandungan aluminium, penambahan Zr sebagai unsur pemadu di dalam paduan baja ODS diketahui dapat meningkatkan elongasi seragam dan tegangan luluh puncak. Peningkatan ini disebabkan oleh terjadinya pembentukan fasa minor Y-Zr-O yang sekaligus menghambat terbentuknya fasa minor Y-Al-O yang memiliki ukuran lebih besar [14][15] .