Perpustakaan Digital ITB

Paduan FeNiAlCrCo merupakan paduan super entropi tinggi berbasis Fe yang digunakan untuk aplikasi pada temperatur tinggi karena memiliki kekuatan dan ketahanan terhadap creep yang tinggi. Paduan ini dapat menjadi salah satu alternatif bagi Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) untuk membuat nosel roket dalam pengembangannya terhadap roket orbit rendah. Nosel pada roket berada di bagian exhaust system yang memiliki lingkungan yang agresif dengan tekanan dan temperatur yang tinggi sehingga dibutuhkan kekuatan dan ketahanan creep yang tinggi pada temperatur tinggi. Paduan FeNiAlCrCo dipilih karena memiliki kekuatan yang lebih tinggi dan harga yang lebih murah dibandingkan dengan Ni-based superalloy yang juga merupakan salah satu paduan untuk aplikasi pada temperatur tinggi. Desain paduan logam konvensional akan memakan banyak waktu, biaya, dan tenaga sehingga diperlukan metode komputasi untuk mensimulasikan pengaruh komposisi paduan terhadap sifat mekanik yang dihasilkan. Simulasi desain paduan FeNiAlCrCo telah dilakukan untuk mempelajari pengaruh variasi komposisi paduan terhadap parameter kisi, nilai stacking fault energy (SFE), dan ultimate compression strength (UCS) dari paduan dengan simulasi molecular dynamics (MD). Selain itu, dipelajari juga pengaruh parameter kisi terhadap nilai SFE dan UCS. Simulasi MD dilakukan menggunakan package LAMMPS dengan struktur paduan FCC dan variasi komposisi Ni, Al, Cr, dan Co sebanyak 11,75- 16,25 at% dan Fe sebanyak 35-39,5 at%. Simulasi dilakukan dengan sebaran atom yang acak pada suhu 300 K. Simulasi dimulai dengan optimisasi struktur sehingga didapatkan nilai parameter kisi, lalu dilanjutkan dengan uniaxial compression test, dan dilakukan perhitungan nilai SFE. Dari hasil simulasi didapatkan parameter kisi dari high entropy alloy (HEA) FeNiAlCrCo dengan komposisi ekuiatom adalah 3,626 Å dan high entropy superalloy (HESA) Fe35%NiAlCrCo adalah 3,625 Å. Penambahan Ni, Cr, dan Co pada paduan FeNiAlCrCo akan menurunkan parameter kisi dan penambahan Al pada paduan akan menaikkan parameter kisinya. Penambahan Ni, Al, Cr, dan Co pada paduan FeNiAlCrCo berdasarkan hasil simulasi akan menurunkan nilai UCS tetapi nilainya masih di atas nilai UCS dari HEA FeNiAlCrCo ekuiatom yang besarnya 11,26 GPa sedangkan nilai UCS dari HESA Fe35%NiAlCrCo adalah 12,56 GPa. Penambahan Al, Cr, dan Co pada paduan FeNiAlCrCo berdasarkan hasil simulasi akan menurunkan nilai SFE dan penambahan Ni pada paduan akan menaikkan nilai SFE. Didapatkan nilai SFE untuk HEA FeNiAlCrCo ekuiatom adalah 4,22 mJ/m2 dan nilai SFE HESA Fe35%NiAlCrCo adalah 27,28 mJ/m2.