Perpustakaan Digital ITB

Berdasarkan hukum termodinamika, efisiensi pada mesin seperti nosel roket, sistem reaktor nuklir, turbin gas pesawat terbang, dan pembangkit listrik tenaga surya terkonsentrasi dapat meningkat seiring dengan meningkatnya temperatur. Permasalahan utama yang umumnya terjadi pada operasi temperatur tinggi yaitu degradasi komponen mesin akibat oksidasi. Paduan superalloy sudah dikembangkan untuk kondisi ini, namun operasi menggunakan paduan ini terbatas karena titik lelehnya. Untuk itu diperlukan paduan yang dapat beroperasi pada temperatur lebih tinggi agar mendapatkan efisiensi yang lebih baik. Sistem paduan Al-Co-Cr-Fe-Ni merupakan kandidat yang dapat digunakan untuk aplikasi temperatur tinggi dikarenakan titik leleh yang tinggi, kestabilan struktur mikro yang baik serta kemampuan paduan membentuk lapisan oksida protektif seperti Al2O3 dan Cr2O3. Dalam penelitian ini, perilaku oksidasi dan kestabilan struktur mikro paduan as-homogenized Al0.5CoCrFeNi akan dipelajari dengan dilakukannya oksidasi isotermal pada temperatur 900?, 1000?, dan 1100?. Serangkaian percobaan dilakukan untuk mempelajari kestabilan struktur mikro serta perilaku oksidasi paduan Al0.5CoCrFeNi pada temperatur tinggi. Penelitian diawali dengan melebur unsur-unsur paduan berupa chip Fe, ingot Ni, chip Al, chip Co, chip Cr dengan kemurnian tinggi menggunakan Mini DC Electric Arc Furnace dan dilanjutkan dengan homogenisasi menggunakan tanur tabung horizontal di dalam lingkungan lembam. Paduan yang dihasilkan dilakukan uji oksidasi isotermal pada temperatur 900?, 1000?, dan 1100? dengan waktu masing-masing 2 Jam, 16 Jam, 40 Jam. Selanjutnya dilakukan karakterisasi pada spesimen menggunakan x-ray diffraction, scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy, optical microscope, dan micro Vickers hardness Testing machine. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, paduan as-homogenized Al0.5CoCrFeNi cenderung membentuk lapisan oksida Fe2O3, Co3O4, spinel Cr2NiO4, Cr2O3, Al2O3 beserta presipitat AlN pada oksidasi temperatur tinggi. Mekanisme oksidasi paduan ini disimpulkan meyerupai mekanisme paduan M-Cr-Al (M= Fe, Ni, Co). Pada temperatur 900?, 1000?, dan 1100? kinetika oksidasi paduan ini akan mengikuti aturan parabolik dengan energi aktivasi sebesar 202.1 kJ/mol. Fasa B2 dalam struktur mikro paduan akan cenderung mengalami penyusutan dan speroidisasi pada temperatur tinggi akibat tegangan termal sehingga menyebabkan nilai kekerasan paduan menurun.