Perpustakaan Digital ITB

Paduan feritik FeCrAl-ODS (oxide dispersion strengthening) merupakan paduan yang memiliki matriks larutan padat feritik yang ditambahkan dispersi partikel oksida (ODS) pada matriks paduan untuk mendapatkan sifat-sifat paduan yang lebih baik. Paduan ini memiliki perpaduan yang baik antara ketahanan radiasi, ketahanan korosi dan oksidasi temperatur tinggi, serta ketahanan terhadap mulur. Oleh karena nya, paduan feritik FeCrAl-ODS memiliki potensi yang baik untuk dapat digunakan dalam industri dan teknologi, salah satunya sebagai material cladding pada reaktor nuklir. Meskipun demikian, jalur pemrosesan konvensional seperti proses pengecoran sulit untuk memperoleh partikel oksida (ODS) yang terdispersi secara homogen pada matriks paduan. oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk membuat paduan FeCrAl-ODS melalui proses metalurgi serbuk, kemudian menginvestigasi kualitas paduan feritik FeCrAl-ODS yang dihasilkan, serta mengetahui pengaruh penambahan ODS terhadap sifat-sifat paduan feritik. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui respon paduan feritik yang dihasilkan melalui proses metalurgi serbuk ini terhadap penggetasan pada temperatur 475?, dan respon paduan terhadap temperatur tinggi, yaitu oksidasi temperatur tinggi dan kejut termal (thermal shock). Pembuatan paduan FeCrAl- ODS dilakukan dengan proses milling kering menggunakan mesin Planetary Ball Mill (PBM) dengan kecepatan putar 1000 rpm selama 5 jam, dengan perbandingan berat bola dan serbuk adalah 10:1. Kemudian, dilanjutkan dengan proses kompaksi dan sintering, dimana proses sintering dilakukan dalam keadaan atmosfir yang ditambahkan gas reduktor H2 dan gas inert Ar. Karakterisasi dan pengujian yang dilakukan adalah uji impak Charpy, uji keras Rockwell, uji tekan, pengamatan struktur mikro dengan light optical microscope (LOM) dan scanning electron microscope (SEM), uji komposisi dan kehomogenan komposisi serta tingkat kehomogenan dispersi partikel ODS dengan mapping electron dispersion spectroscopy (EDS-Mapping), serta mengetahui fasa yang terbentuk pada paduan dengan x-ray diffraction (XRD). Pada penelitian ini telah berhasil dibuat dua variasi paduan Fe20Cr20Al dan Fe20Cr20Al-0,5Y2O3 yang memiliki single phase larutan padat feritik dengan partikel ODS yang terdispersi secara homogen pada matriks paduan, namun masih terdapat segregasi komposisi yang cukup parah. Hasil pengujian sifat mekanik diperoleh paduan Fe20Cr20Al yang ditambahkan Y2O3 (ODS) sebesar 0,5wt% memiliki kekuatan tekan yang lebih tinggi yaitu 191,71 MPa dibandingkan dengan paduan Fe20Cr20Al tanpa ODS yaitu 150,11 MPa. Respon paduan Fe20Cr20Al-0,5Y2O3 terhadap temperatur tinggi juga lebih baik dibandingkan dengan paduan Fe20Cr20Al, dimana paduan Fe20Cr20Al-0,5Y2O3 memiliki koefisien laju oksidasi yang rendah yaitu 349,58 g2/cm4detik dan ketahanan terhadap kejut termal yang baik, sementara paduan Fe20Cr20Al memiliki koefisien laju oksidasi yang tinggi 1227,2 g2/cm4detik dan ketahanan kejut termal yang rendah. Kemudian, proses aging pada temperatur 475? selama 64 jam menyebabkan paduan menjadi getas yang ditandai dengan menurunnya energi impak persatuan luas pada paduan Fe20Cr20Al-0,5Y2O3, yaitu dari 5,00 j/cm2 menjadi 1,95 j/cm2, dan paduan Fe20Cr20Al menurun dari 4,88 j/cm2 menjadi 2,08 j/cm2