Perpustakaan Digital ITB

Pengembangan material tahan suhu tinggi krusial untuk mendukung industri strategis nasional, khususnya sektor energi dan dirgantara. High-entropy alloy (HEA) menawarkan alternatif yang menjanjikan dibandingkan superalloy konvensional yang mahal dan kompleks. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi perilaku oksidasi isotermal dan kestabilan fasa dari paduan HEA komposisi non-ekuatomik Al0,75CoCrCuFeMo0,5NiTi0,5V0,4. Ruang lingkup penelitian ini meliputi analisis pengaruh variasi waktu penahanan (20 menit hingga 81 jam) pada suhu 700°, temperatur operasional relevan untuk aplikasi seperti turbin gas dan boiler, terhadap evolusi struktur mikro, kinetika oksidasi, serta sifat kekerasan paduan. Metodologi penelitian diawali dengan fabrikasi paduan Al0,75CoCrCuFeMo0,5NiTi0,5V0,4 dari bahan baku logam murni (?99,9%) menggunakan mini DC electric arc furnace di bawah atmosfer argon untuk menghasilkan button as-cast. Sebagian button kemudian di homogenisasi pada suhu 1000°C selama 3 jam untuk menyeragamkan struktur mikronya. Sampel dari kondisi as-homogenized kemudian dipotong dan diuji oksidasi isotermal dalam tanur horizontal pada suhu 700°C dengan variasi waktu 20 menit, 1 jam, 9 jam, 25 jam, 49 jam, dan 81 jam. Karakterisasi dilakukan untuk menganalisis hasilnya, meliputi pengamatan struktur mikro dengan scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), identifikasi fasa menggunakan X-ray diffraction (XRD), serta pengujian kekerasan dengan vickers hardness tester. Hasil penelitian menunjukkan paduan membentuk struktur larutan padat multi fasa yang terdiri dari fasa FCC (kaya Cu), BCC (A2, kaya Cr, Fe, Mo, V), dan B2 (kaya Al, Ni, Ti). Kinetika oksidasi berlangsung multi tahap dengan tahap awal mengikuti hukum laju linear sebesar 3,7104 ?m/jam (1,0307×10-7 cm/s) menghasilkan oksida non-protektif, diikuti spalling setelah 25 jam, serta pertumbuhan kembali lapisan oksida dengan laju lebih lambat akibat perubahan komposisi permukaan. Tahap awal didominasi pembentukan oksida Al, Cr, dan Ti, diikuti spinel kompleks (Cr2NiO4, CoCr2O4), Fe3O4, TiO2, dan lapisan tipis Al2O3 internal. Pada periode lebih panjang, oksida luar didominasi spinel Co-Cr dengan degradasi morfologi dan spallation masif yang mengurangi efektivitas perlindungan. Oksidasi juga memicu perubahan fraksi fasa B2 dari 39,56% menjadi 29,77% pada 9 jam sebelum meningkat ke 32,28% pada 81 jam, selaras dengan tren kekerasan yang meningkat pada tahap awal akibat precipitation hardening (658,33 HV menjadi 694,67 HV pada 20 menit) lalu menurun hingga 625,67 HV pada 81 jam akibat coarsening dan pelarutan presipitat.