Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini bertujuan mengelaborasi hubungan antara parameter proses, evolusi mikrostruktur, sifat mekanik, serta ketahanan terhadap hot corrosion pada coating komposit ???????????????????????????? + ????????????????(??????????????) yang difabrikasi menggunakan metode High Velocity Oxygen Fuel (HVOF). Pendekatan mechanical milling selama 2–36 jam diterapkan sebagai strategi rekayasa mikrostruktur berbasis teknologi nano untuk memodifikasi karakteristik feedstock sebelum deposisi. Penelitian dilaksanakan dalam dua tahapan yang saling terintegrasi, yaitu (i) investigasi pengaruh komposisi dan durasi mechanical milling terhadap evolusi mikrostruktur serta sifat mekanik coating, dan (ii) evaluasi pengaruh mikrostruktur hasil fabrikasi terhadap ketahanan hot corrosion pada lingkungan yang merepresentasikan kondisi aktual boiler batubara dan biomassa, yaitu paparan garam campuran ???????????????? + ?????????????????? pada temperatur 750 °C selama 12–100 jam. Hasil penelitian tahap pertama menunjukkan bahwa evolusi mikrostruktur serbuk dikendalikan oleh transisi mekanisme cold welding menuju fracture-dominated refinement setelah sekitar 12 jam mechanical milling. Transformasi fase ???????????????? (????) menjadi ????????????????? (?????) terjadi secara konsisten pada seluruh komposisi, sedangkan komposisi hanya mempengaruhi laju ukuran partikel. Meskipun mechanical milling menghasilkan mikrostruktur yang semakin halus, peningkatan waktu milling tidak meningkatkan sifat mekanik coating. Penurunan kekerasan dan ketahanan aus justru disebabkan oleh meningkatnya fenomena in-flight oxidation selama deposisi HVOF yang membentuk jaringan oksida rapuh pada batas splat. Analisis statistik mengkonfirmasi adanya interaksi signifikan antara komposisi dan durasi milling terhadap kekerasan (p = 0,0035), dengan komposisi yang kaya karbida mengalami penurunan kekerasan lebih besar dibandingkan komposisi yang lebih kaya ????????????????????????????. Berdasarkan keseimbangan antara rekayasa mikrostruktur dan minimisasi oksidasi selama deposisi, rentang mechanical milling selama 2–12 jam diidentifikasi sebagai kondisi pemrosesan yang optimum. Berdasarkan hasil tersebut, pengujian hot corrosion dilakukan menggunakan coating yang diproses dengan mechanical milling selama 2 jam sehingga mekanisme degradasi yang diamati merepresentasikan perilaku selama operasi dan bukan akibat penurunan kualitas coating pada tahap fabrikasi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa ketahanan hot corrosion terutama ditentukan oleh keseimbangan antara kecukupan cadangan aluminium (Al reservoir) dan laju deplesinya. Coating dengan 50 ????????. % ???????????????????????????? mempertahankan perlindungan melalui regenerasi lapisan ??????????????, pembentukan spinel ??????????????????????, dan stabilisasi batas butir oleh ?????????????????, sehingga menunjukkan laju degradasi yang rendah selama paparan hingga 100 jam. Sebaliknya, coating dengan 25 ????????. % ???????????????????????????? mengalami deplesi aluminium yang lebih cepat sehingga pembentukan ?????????????? terhambat, diikuti dominasi fase ????????????, pembentukan Kirkendall void, dan delaminasi coating. Coating dengan komposisi 25 ????????. % ???????????????????????????? dan melalui milling mengalami degradasi yang cukup signifikan, di mana peningkatan difusi akibat mechanical milling justru mempercepat konsumsi cadangan aluminium. Kondisi ini menunjukan bahwa perlakuan milling yang semula meningkatkan kualitas mikrostruktur berubah menjadi faktor yang mempercepat degradasi selama paparan korosi temperatur tinggi. Analisis SEM/EDS dan XRD mengkonfirmasi jalur degradasi tersebut melalui identifikasi fasa ??????????????????????, ????????????, ?????????????????, dan ????????????????(?????????????)?. Integrasi kedua tahapan penelitian menunjukkan bahwa keberhasilan mechanical milling bergantung pada kecukupan cadangan aluminium yang tersedia dalam ????????????????????????????. Pada komposisi dengan kandungan 50 ????????. % ????????????????????????????, peningkatan difusi akibat milling mendukung regenerasi lapisan ?????????????? sehingga meningkatkan ketahanan hot corrosion. Sebaliknya, pada komposisi 25 ????????. % ????????????????????????????, mekanisme difusi yang sama justru mempercepat konsumsi cadangan aluminium. Dengan demikian, komposisi material, durasi mechanical milling, evolusi mikrostruktur, sifat mekanik, dan ketahanan hot corrosion yang harus dioptimalkan secara terpadu. Temuan ini memberikan dasar ilmiah bagi pengembangan coating komposit ???????????????????????? ? ???????????????????????? berbasis HVOF yang memiliki kombinasi sifat mekanik dan ketahanan korosi temperatur tinggi yang optimum untuk aplikasi pada sistem boiler batubara maupun biomassa. Dari sisi praktis, hasil penelitian memberikan pedoman dalam pemilihan komposisi NiCrAlY dan parameter mechanical milling untuk menghasilkan coating dengan kombinasi sifat mekanik dan ketahanan hot corrosion yang optimum. Temuan ini berpotensi mendukung peningkatan umur pakai komponen superheater, reheater, dan waterwall pada boiler batubara maupun biomassa, mengurangi frekuensi shutdown akibat kerusakan korosi temperatur tinggi, menekan biaya pemeliharaan, serta meningkatkan keandalan dan efisiensi operasi pembangkit listrik berbasis energi fosil maupun biomassa.