Perpustakaan Digital ITB

Kebutuhan akan energi listrik yang lebih bersih dan efisien akhir-akhir ini telah mendorong manusia untuk menemukan paduan logam yang memenuhi aspek teknis dan keekonomian yang lebih baik. Peningkatan efisiensi ini berkaitan erat dengan temperatur operasi pembangkit listrik. Salah satu paduan logam yang sedang dikembangkan dan memiliki prospek yang cukup menjanjikan adalah paduan baja feritik maju sistem Fe-Ni-Al-Cr-Mo. Secara spesifik, paduan Fe-14Ni-9Al-7,5Cr- 5Mo yang telah diteliti menunjukkan memiliki laju coarsening yang rendah dan memiliki mekanisme penguatan presipitat B2 – (Fe,Ni)Al. Namun demikian, perilaku paduan terhadap oksidasi temperatur tinggi belum diketahui dari hasil penelitian yang telah ada. Studi perilaku oksidasi isotermal dilakukan untuk mempelajari ketahanan oksidasi temperatur tinggi terhadap paduan ini. Untuk mempelajari perilaku oksidasi isotermal paduan Fe-14Ni-9Al-7,5Cr-5Mo, telah dilakukan serangkaian percobaan oksidasi isotermal pada variasi temperatur 800, 900, dan 1000°C dengan variasi waktu 1, 10, 50, dan 150 jam. Paduan Fe- 14Ni-9Al-7,5Cr-5Mo dilebur menggunakan mini-DC-EAF menghasilkan spesimen berbentuk button. Spesimen hasil peleburan ini dihomogenisasi selama 24 jam pada temperatur 1100°C. Paduan selanjutnya dipotong dan diamplas menggunakan kertas amplas SiC dengan grit 240, 400, 800, 1200, dan 2000#. Spesimen kemudian dioksidasi isotermal sesuai dengan kombinasi variasi waktu dan temperatur. Terdapat 12 kombinasi spesimen yang dioksidasi pada penelitian ini. Tahap akhir spesimen dikarakterisasi menggunakan OM (optical microscope), SEM-EDS (scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy), dan XRD (X-ray diffraction). Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, paduan Fe-14Ni-9Al-7,5Cr-5Mo yang dioksidasi pada temperatur 800°C mengikuti hukum laju oksidasi parabolik dengan kp (konstanta parabolik) adalah 1,61 x 10-7 gr2/cm4 jam. Hal ini menunjukkan penambahan Mo menurunkan ketahanan oksidasi paduan sebesar delapan kali dibanding dengan paduan yang tidak ditambahkan Mo, sedangkan pada spesimen yang dioksidasi pada temperatur 900 dan 1000°C tidak ditemukan korelasi terhadap hukum laju oksidasi mana pun karena mengikuti hukum laju paralinier-vaporisasi (paralinear-vaporization). Selain itu, ditemukan morfologi gugus (cluster) oksida yang membulat dan tidak tersebar secara merata pada spesimen yang dioksidasi pada temperatur 800°C selama 150 jam. Morfologi berbentuk menjarum ditemukan pada spesimen yang dioksidasi pada temperatur 900°C selama 150 jam. Namun demikian, pada spesimen yang dioksidasi pada temperatur 1000°C selama 150 jam ditemukan morfologi gugus oksida yang berbentuk pelat poligon. Secara umum, oksida yang terbentuk pada penelitian ini adalah Fe2O3, Fe3O4, FeO, Al2O3, Cr2O3, MoO3, dan Cr2NiO4.