Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan efisiensi turbin gas menuntut kenaikan temperatur masuk turbin yang kini mendekati batas kemampuan superalloy berbasis nikel. Multi-Principal Element Alloy (MPEA) berbasis Co-Ni dikembangkan sebagai kandidat material pengganti karena menawarkan stabilitas fasa dan kekuatan temperatur tinggi yang menjanjikan. Sementara itu, ketahanan oksidasi paduan belum banyak dilaporkan, khususnya menyangkut pembentukan lapisan oksida pelindung pada kondisi siklik. Penambahan reactive element seperti hafnium diketahui memperbaiki adhesi kerak oksida. Namun, data mengenai efek tersebut pada sistem paduan ini dan kondisi siklik masih terbatas. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh penambahan hafnium sebesar 0,00%, 0,05%, dan 0,10% at. terhadap perilaku oksidasi siklik paduan Co-33Ni-15Cr-11Al-3Ti-3Nb-2Mo-0,04Zr pada temperatur 1000 °C dan 1100 °C, dengan Inconel 718 sebagai material pembanding. Paduan difabrikasi melalui proses arc melting, kemudian dihomogenisasi selama 35 jam dan mengalami ageing selama 4 jam pada temperatur 800 °C sebelum diuji. Pengujian oksidasi siklik dilakukan di udara pada temperatur 1000 °C dan 1100 °C sebanyak 50 siklus. Setiap siklus terdiri atas 1 jam pemanasan pada temperatur uji dan 15 menit pendinginan hingga temperatur ruang. Perubahan massa per satuan luas diukur pada setiap akhir siklus, kemudian dimodelkan untuk menentukan konstanta laju oksidasi. Fasa oksida yang terbentuk diidentifikasi menggunakan XRD Bruker D8 Advance, sementara morfologi, ketebalan, dan komposisi kerak oksida dikarakterisasi menggunakan SEM-EDS JEOL JCM-7000 NeoScope. Pada 1000 °C, seluruh variasi MPEA membentuk kerak oksida yang protektif dan adheren hingga akhir pengujian, sementara Inconel 718 mulai mengalami pengurangan massa pada siklus ke-10. Pada 1100 °C, pengurangan massa teramati pada siklus ke-9, ke-27, dan ke-21 berturut-turut untuk variasi 0,00%, 0,05%, dan 0,10% at. Hf, sementara Inconel 718 pada siklus ke-2. Pola tidak monotonik tersebut menunjukkan keberadaan konsentrasi optimum di sekitar 0,05% at. Hf, sedangkan penurunan kinerja pada variasi 0,10% at. Hf mengindikasikan overdoping. Seluruh variasi MPEA lebih tahan pengelupasan daripada Inconel 718 pada kedua temperatur.