Perpustakaan Digital ITB

Industri dirgantara, pembangkit listrik, dan otomotif menuntut material struktural temperatur tinggi yang ringan sekaligus tahan oksidasi. Paduan intermetalik titanium-aluminida (TiAl) menjadi kandidat menjanjikan pengganti superalloy nikel karena densitas rendah (3,9–4,2 g/cm3) dan rasio kekuatan-berat unggul, namun di atas 800 °C membentuk lapisan TiO2 berpori dan mudah mengelupas sehingga kurang protektif. Penambahan Nb, Cr, dan Mo pada sistem Ti-Al-Nb-Cr- Mo menjadi pendekatan meningkatkan ketahanan oksidasi intrinsiknya, namun pengaruh rasio Al/(Ti+Al) terhadap kinetika oksidasi dan struktur mikro sistem ini belum banyak dipahami. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi struktur mikro dan perilaku oksidasi isotermal paduan Ti-Al-Nb-Cr-Mo dengan variasi rasio Al/(Ti+Al) 30%, 40%, dan 50% pada 900 °C dan 1000 °C untuk menentukan komposisi dengan ketahanan oksidasi terbaik. Sampel paduan dibuat melalui peleburan unsur Ti, Al, Nb, Cr, dan Mo berkemurnian tinggi menggunakan mini-DC electric arc furnace beratmosfer argon, dilanjutkan homogenisasi pada 1100 °C selama 12 jam. Coupon hasil pemotongan diuji oksidasi isotermal pada 900 °C dan 1000 °C dengan waktu penahanan 1, 9, 25, dan 49 jam. Karakterisasi sampel as-homogenized dan as- oxidized dilakukan dengan SEM-EDS untuk morfologi dan persebaran unsur, serta XRD untuk identifikasi fasa. Data kinetika oksidasi dianalisis melalui fitting model parabolik, linear, dan logaritmik untuk menentukan model dan konstanta laju yang sesuai. Peningkatan rasio Al/(Ti+Al) menghasilkan perubahan susunan fasa dari paduan yang didominasi ?o/B2 (A30), menjadi ?o/B2 + ?2-Ti3Al disertai fasa kaya-Cr (A40), hingga ?o/B2 + ?2-Ti3Al + ?-TiAl berstruktur lamelar (A50). Pada 900 °C, ketiga paduan menunjukkan kecenderungan kinetika parabolik dengan konstanta laju laju A50 < A30 < A40. Meskipun kandungan Al-nya lebih tinggi daripada A30, A40 mengalami oksidasi lebih cepat akibat heterogenitas stuktur mikronya yang. Pada 1000 °C, peningkatan massa pada tahap I (0–9 jam) diikuti penurunan massa pada tahap II (9–49 jam), berkaitan dengan pengelupasan lapisan oksida. A40 mengalami penurunan massa paling tajam hingga perubahan massanya bernilai negatif pada 49 jam, sedangkan A50 menunjukkan penurunan paling kecil. Hasil ini menunjukkan bahwa peningkatan rasio Al/(Ti+Al) tidak selalu diikuti peningkatan ketahanan oksidasi. A50 memberikan ketahanan terbaik pada kedua temperatur, yang berkaitan dengan kemampuannya membentuk dan mempertahankan lapisan Al2O3 protektif.