Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan efisiensi pembangkit listrik menuntut material yang mampu bertahan pada temperatur operasi tinggi. High Entropy Alloy (HEA) menjadi kandidat menjanjikan karena penguatan larutan padat dan stabilitas termalnya, namun banyak HEA gagal membentuk oksida protektif kontinu akibat kompetisi oksidasi antarunsur penyusunnya. Penelitian ini menggunakan strategi ganda untuk mengatasi kelemahan tersebut, yaitu optimasi komposisi bulk dengan peningkatan kandungan Ni-Co untuk menstabilkan fasa FCC (Face-Centered Cubic) pada paduan Co2CrMo0,4Ni2Ti0,5V0,3, dikombinasikan dengan pelapisan aluminida melalui pack cementation sebagai rekayasa permukaan. Tujuan penelitian adalah mempelajari kestabilan struktur mikro, pengaruh oksidasi terhadap kekerasan dan kinetika oksidasi, fenomena oksidasi melalui analisis fasa dan morfologi oksida, serta efektivitas lapisan aluminida dalam meningkatkan ketahanan oksidasi paduan pada kondisi uncoated dan coated. Paduan difabrikasi melalui vacuum arc melting dengan lima kali peleburan ulang. Pelapisan dilakukan dengan pack berkomposisi 25 wt.% Al, 75 wt.% Al?O?, dan 1 wt.% NH?Cl pada 900°C selama 10 jam. Oksidasi isotermal dilakukan pada 900°C dan 1100°C dengan variasi waktu 1, 9, 25, dan 49 jam. Karakterisasi meliputi uji kekerasan Vickers, XRD (X-Ray Diffraction), OM (Optical Microscopy), dan SEM-EDS (Scanning Electron Microscopy–Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) dengan pemetaan unsur. Lapisan hasil pack cementation tersusun atas fasa NiAl dan Al??Cr?,? dengan struktur tiga zona (outer layer, middle layer, dan interdiffusion zone/IDZ). Selama oksidasi, sampel coated membentuk lapisan Al?O? protektif secara konsisten pada seluruh kondisi pengujian dan mempertahankan perubahan massa positif rendah (maksimum 2,93 mg/cm²), sedangkan sampel uncoated menghasilkan oksida multikomponen non-protektif (NiO, CoCr?O?, TiO?, V?O?, CrVO?) dan mengalami kehilangan massa kontinu hingga -1,60 mg/cm² pada 1100°C, dipercepat oleh V?O? cair dan volatilisasi MoO?. Kestabilan mikrostruktur substrat terjaga jauh lebih baik pada sampel coated, dibuktikan oleh oksidasi internal presipitat kaya Ti yang jauh lebih rendah (16,98 at.% O) dibandingkan uncoated (45,85 at.% O) pada 900°C selama 49 jam. Kekerasan substrat lebih dipengaruhi temperatur dibandingkan keberadaan pelapisan, meningkat pada 900°C akibat age hardening, namun melunak pada 1100°C akibat pengasaran fasa penguat pada kedua kondisi. Lapisan aluminida sendiri mengalami evolusi selama oksidasi berupa penipisan outer layer serta pertumbuhan middle layer dan IDZ akibat konsumsi Al untuk pembentukan Al?O? dan interdifusi dengan substrat, yang pada 1100°C memicu transformasi bertahap ?-NiAl menuju fasa ?? dan ? disertai penurunan kekerasan lapisan. Secara keseluruhan, lapisan aluminida hasil pack cementation terbukti efektif meningkatkan ketahanan oksidasi isotermal HEA Co2CrMo0,4Ni2Ti0,5V0,3 hingga 49 jam pada kedua temperatur, dengan efektivitas paling signifikan pada 1100°C, meskipun perlindungannya bersifat terbatas durasi akibat degradasi progresif melalui deplesi Al dan interdifusi. Kebaruan penelitian ini adalah pembuktian bahwa kombinasi optimasi komposisi bulk dan rekayasa permukaan aluminizing mampu mengatasi kegagalan pembentukan oksida protektif yang umum dijumpai pada HEA multikomponen, disertai pemahaman peran unsur minor reaktif (Ti, V, Mo) terhadap degradasi oksida dan struktur mikro. Temuan ini berkontribusi bagi pengembangan strategi proteksi permukaan HEA untuk aplikasi komponen bertemperatur tinggi pada industri pembangkit listrik dan turbin gas.