Perpustakaan Digital ITB

Paduan intermetalik TiAl telah mendapat perhatian khusus selama lebih dari dua dekade terakhir terutama untuk aplikasi temperatur tinggi seperti mesin pesawat terbang (aeroengine) dan mesin otomotif dikarenakan densitasnya yang rendah (setengah densitas superalloy berbasis nikel), kekuatan pada temperatur tinggi yang baik, ketahanan perayapan yang baik, dan ketahanan oksidasi/korosi yang cukup baik. Paduan intermetalik ini menjadi kandidat kuat pengganti paduan titanium konvensional pada bagian kompresor dan juga superalloy berbasis nikel pada bagian turbin bertekanan rendah pada mesin turbin gas pesawat terbang. Paduan intermetalik 2 fasa ?2-Ti3Al/?-TiAl memiliki ketahanan oksidasi yang relative rendah pada temperatur diatas 700°C. Untuk meningkatkan ketahanan oksidasi dan hot corrosion, paduan ini perlu dilindungi dengan pelapisan aluminum pada permukaannya. Namun, penggunaan aluminide coating pada temperatur tinggi dapat menyebabkan terjadinya interdifusi antara lapisan coating dan substrat sehingga dapat membuat lapisan coating menipis. Pada penelitian ini, dibuat model interdifusi yang dapat menentukan nilai koefisien interdifusi pada beberapa temperatur serta memprediksi ketebalan lapisan interdifusi seiring dengan berjalannya waktu untuk paduan intermetalik Ti-47Al-2Cr-2Nb-0,5Zr-0,5Y yang telah di-coating dengan aluminide coating. Serangkaian percobaan pack aluminizing dan pengujian interdifusi dilakukan pada substrat paduan Ti-47Al-2Cr-2Nb-0,5Zr-0,5Y. Proses pack aluminizing dilakukan pada suhu 900oC selama 10 jam dengan komposisi pack terdiri dari 2% NH4Cl, 20% Al, dan 78% inert filler Al2O3. Pengujian interdifusi dilakukan dalam lingkungan inert (sistem tertutup) agar tidak terjadi oksidasi pada sampel selama pengujian. Uji interdifusi dilakukan pada temperatur 800°C, 900°C dan 1.000°C dengan tiga variasi waktu pemanasan untuk menentukan ketebalan rata-rata lapisan interdifusi yang terbentuk sehingga dapat diukur laju pertumbuhan lapisan interdifusinya. Selain itu, analisis SEM/EDS juga dilakukan untuk mengetahui morfologi dan profil konsentrasi paduan. Hasil analisis EDS digunakan untuk menentukan nilai koefisien interdifusi dengan teknik Boltzmann-Matano. Nilai koefisien interdifusi adalah sebesar 7,091 x 10-14, 1,650 x 10-12, dan 5,261 x 10-12 cm2/detik secara berurutan untuk temperatur 800°C, 900°C, dan 1.000°C. Metode analitik maupun metode numerik dapat digunakan untuk memprediksi secara kuantitatif profil perubahan ketebalan lapisan interdifusi yang terbentuk serta memprediksi umur pakai lapisan coating. Selain itu, penambahan micro alloying Nb, Cr, Zr, dan Y dapat secara signifikan menghambat laju pertumbuhan interdifusi antara lapisan aluminide coating dan substrat paduan Ti-47Al-2Cr-2Nb-0,5Zr-0,5Y.