Perpustakaan Digital ITB

Paduan FeNiCrCoCu merupakan paduan super entropi tinggi berbasis Fe yang memiliki ketahanan radiasi, creep, creep-fatigue, dan korosi serta kekuatan dan keuletan yang tinggi. Paduan ini menjadi salah satu kandidat yang dapat digunakan dalam pembuatan raktor nuklir karena ketahanannya terhadap kondisi ekstrem seperti temperatur, tingkat korosi, tegangan, serta fluks panas yang tinggi. Paduan FeNiCrCoCu dipilih karena memiliki kestabilan fasa yang baik serta hanya mengalami perubahan struktur yang kecil ketika mengalami iradiasi dibanding paduan Ni lainnya. Mempelajari paduan logam melalui percobaan memerlukan banyak waktu, tenaga, serta biaya sehingga diperlukan metode komputasi untuk melakukan simulasi mengenai pengaruh komposisi paduan terhadap sifat mekaniknya. Simulasi desain paduan FeNiCrCoCu menggunakan metode molecular dynamics (MD) telah dilakukan untuk mempelajari pengaruh komposisi paduan terhadap parameter kisi, nilai ultimate compression strength (UCS), stacking fault energy (SFE), dan modulus elastisitas, serta pengaruh parameter kisi terhadap UCS, SFE, dan modulus elastisitas. Simulasi MD dilakukan menggunakan package LAMMPS dengan struktur paduan FCC dan variasi komposisi Cu, Cr, Co, Ni pada 11,75 at%- 16,25 at% dan Fe pada 35 at%-39,5 at%. Simulasi dilakukan dengan sebaran atom acak pada suhu 300 K. Simulasi diawali dengan optimisasi unsur untuk mendapatkan nilai parameter kisi, dilanjutkan dengan perhitungan UCS dan SFE. Dari hasil simulasi didapatkan parameter kisi high entropy superalloy (HESA) Fe35(NiCrCoCu)16,25 adalah 3,554 ?, high entropy alloy (HEA) FeNiCrCoCu adalah 3,552 ?, dan medium entropy alloy (MEA) FeNiCrCo adalah 3,549 ?. Peningkatan konsentrasi Ni, Cr, dan Co akan menurunkan parameter kisi, sementara peningkatan konsentrasi Cu akan meningkatkan parameter kisinya. Nilai UCS HESA Fe35(NiCrCoCu)16,25 adalah 8,863 GPa dan UCS HEA FeNiCrCoCu adalah 8,916 GPa. Peningkatan konsentrasi unsur Cu, Cr, dan Co akan menurunkan UCS sementara peningkatan konsentrasi Ni akan meningkatkan UCS. Nilai SFE MEA FeNiCrCo adalah 74,659 mJ/m², HEA FeNiCrCoCu adalah 64,963 mJ/m², dan HESA Fe35(NiCrCoCu)16,25 adalah 60,708 mJ/m². Peningkatan konsentrasi Ni dan Cu akan meningkatkan SFE sementara Cr dan Co akan menurunkan nilai SFE. Oleh karena itu, dengan menurunkan nilai SFE maka akan meningkatkan parameter kisi, modulus elastisitas, dan kekuatannya tetapi akan sedikit menurunkan keuletannya.