Perpustakaan Digital ITB

Permintaan energi listrik di Indonesia diprediksi akan meningkat setiap tahunnya seiring dengan penggunaan yang semakin masif. Berdasarkan RUPTL PLN 2021-2030 pertumbuhan permintaan listrik pada tahun 2030 diproyeksikan akan mencapai 390 TWh. Penghasilan energi yang lebih bersih menjadi salah satu hal yang diperhatikan saat ini. Peningkatan efisiensi pada pembangkit listrik konversi panas dapat dilakukan dengan cara meningkatkan temperatur operasi. Aluminaforming Austenitic Stainless Steel (AFA SS) merupakan salah satu paduan high temperature yang menjadi kandidat material untuk aplikasi tersebut. Dalam penelitian ini, perilaku oksidasi paduan AFA SS dengan variasi penambahan silikon pada temperatur 900°C dipelajari dengan metode oksidasi isotermal semi-siklik. Serangkaian percobaan oksidasi isotermal telah dilakukan untuk mempelajar pengaruh penambahan unsur silikon terhadap ketahanan oksidasi paduan Fe-20Ni-14Cr-6Al-1,2Ti-0,2C-1Nb-0,1Y-xSi (x sebesar 0; 0,25; 0,5; dan 0,75, %wt.), selanjutnya digunakan istilah AFA-m. Percobaan diawali dengan pembuatan sampel paduan AFA-m dengan remelting sebanyak 4 kali. Kemudian sampel dilakukan homogenisasi pada temperatur 1100°C selama 6 jam. Button selanjutnya dipreparasi menjadi coupon sampel. Sampel dilakukan pengujian oksidasi isotermal semi-siklik pada temperatur 900°C hingga 25 jam di dalam tube furnace. Setelah pengujian, perubahan berat sampel dihitung. Sampel kemudian dilakukan karakterisasi menggunakan Mikroskop Optik, XRD, SEM-EDS, dan vicker hardness. Dari hasil karakterisasi tersebut didapatkan mikrostruktur penyusun paduan, senyawa oksida yang terbentuk, distribusi unsur pada oksida dan substrat paduan, dan nilai kekerasan paduan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa AFA-m memiliki matriks utama Fe-????, B2- NiAl, karbida, dan fasa Laves. Penambahan silikon diduga menghasilkan fasa ????+ ????. Kekerasan AFA-m meningkat seiring dengan penambahan silikon. Hal ini disebabkan peningkatan fraksi volume presipitat penguat B2-NiAl. Kekerasan paduan tersebut menurun setelah oksidasi. Senyawa-senyawa oksida yang terbentuk pada permukaan logam hasil uji oksidasi adalah FeO/Fe0,945O, Fe3O4, Fe2O3, FeAl2O4, Cr2O3, NiO, dan Al2O3. Perilaku oksidasi AFA-m mengalami perubahan mekanisme dari pembentukan kerak Al2O3 yang kontinu dan ekslusif pada paduan I menjadi kerak Al2O3 tak kontinu dan campuran oksida lainnya (oksida Fe, Cr2O3, NiO) pada paduan dengan penambahan silikon. Kinetika oksidasi pada semua paduan menunjukkan pertumbuhan oksida mengikuti hukum laju oksidasi logaritmik.