Perpustakaan Digital ITB

Permintaan akan perkembangan dalam sistem konversi energi melalui peningkatan efisiensi termodinamika dan kompatibilitas terhadap ekologi terus meningkat, termasuk industri pesawat terbang dan otomotif. Konsep desain tingkat lanjut berbasis pada temperatur yang lebih tinggi dan massa jenis yang lebih ringan. Paduan berbasis TiAl dikenal memiliki potensi untuk memenuhi kriteria tersebut dan digadang-gadang dapat menggantikan paduan berbasis nikel sebagai material low pressure turbine (LPT) pada mesin jet pesawat. Paduan berbasis TiAl memiliki titik leleh relatif tinggi, densitas rendah, kekuatan spesifik tinggi, dan ketahanan creep pada temperatur tinggi. Namun, ketahanan oksidasi paduan TiAl menurun drastis pada temperatur di atas 800oC yang ditandai dengan terjadinya penebalan dan pengelupasan kerak oksida. Salah satu metode mendasar untuk mengatasi tantangan tersebut adalah dengan menambahkan unsur-unsur pemadu ke dalam paduan (alloying). Penelitian kali ini membahas pengaruh penambahan Y terhadap ketahanan oksidasi paduan Ti-45Al-8Nb-3Sn secara spesifik. Penelitian kali ini meliputi pembuatan paduan sampai karakterisasi hasil pengujian oksidasi siklik. Bahan baku paduan dilelehkan menjadi button menggunakan DC arc melting furnace dengan remelting sebanyak empat kali, dilanjutkan dengan homogenisasi pada temperatur 1150oC selama dua belas jam. Button kemudian dipotong menjadi beberapa spesimen untuk diamati mikrostrukturnya dan diuji oksidasi siklik. Pengujian oksidasi siklik dilakukan pada temperatur 900oC sebanyak 40 siklus, dengan satu siklus meliputi pemanasan dalam tanur selama satu jam lalu didinginkan selama sepuluh menit sebelum ditimbang. Di akhir penelitian, dilakukan analisis perubahan berat spesimen uji terhadap siklus pengujian dan dilakukan karakterisasi spesimen hasil pengujian menggunakan XRD dan SEMEDS. Hasil analisis perubahan berat terhadap siklus pengujian menunjukkan paduan tanpa penambahan Y (0 at.%) memberikan ketahanan oksidasi terbaik dengan pertambahan berat dan ketebalan kerak oksida terkecil yaitu 0,9329 mg/cm2 dan 3,010 ????m secara berturut-turut. Penambahan Y pada paduan Ti-45Al-8Nb-3Sn memberikan efek positif berupa mendorong terbentuknya pasak Al2O3 pada antarmuka substrat dan kerak oksida yang dapat meningkatkan ketahanan kerak oksida terhadap spalling. Namun, penambahan Y lebih dari 0,1 at.% mengakibatkan terjadinya internal oksidasi pada paduan dan penebalan lapisan TiO2 pada lapisan kerak oksida bagian dalam yang membuat kerak oksida rentan terhadap munculnya retakan dan berujung pada pengelupasan lapisan oksida. Kehadiran Sn dalam paduan Ti-45Al-8Nb-3Sn membuat penambahan Y melebihi 0,1 at.% menjadi berakibat negatif terhadap ketahanan oksidasi paduan TiAl.