Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan efisiensi termal pembangkit listrik di Indonesia menuntut penggunaan material dengan performa unggul pada suhu dan tekanan tinggi. High-Entropy Alloys (HEA) muncul sebagai solusi potensial untuk menggantikan superalloy konvensional yang memiliki keterbatasan pada ketahanan oksidasi dan densitas tinggi. Salah satu kandidat yang menjanjikan adalah paduan Al0,75CoCrFeMo0,3NiTi0,5V0,4 yang dirancang untuk mengoptimalkan kekuatan mekanik, ketahanan oksidasi, dan keuletan melalui penambahan unsur refraktori Mo, Ti, dan V. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perilaku oksidasi isotermal paduan tersebut pada suhu tinggi, termasuk kestabilan struktur mikro, perubahan kekerasan, dan mekanisme pembentukan lapisan oksida, dengan rentang temperatur 700°C, 800°C, dan 900°C pada waktu 1–49 jam. Metode penelitian dimulai dengan peleburan paduan menggunakan tanur busur listrik dalam atmosfer argon ultra-murni, diikuti homogenisasi pada suhu 1000°C selama 3 jam. Sampel kemudian diuji melalui oksidasi isotermal dalam tungku pada temperatur dan waktu yang divariasikan untuk mengevaluasi kinetika dan ketahanan oksidasi. Karakterisasi dilakukan menggunakan mikroskop optik, SEM-EDS, XRD, dan uji kekerasan Vickers guna menganalisis morfologi permukaan, struktur mikro, komposisi lapisan oksida, serta perubahan sifat mekanik setelah oksidasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa paduan Al0,75CoCrFeMo0,3NiTi0,5V0,4 memiliki fasa utama B2+BCC hingga 49 jam pada 700–800 °C dan 25 jam pada 900 °C. Seiring peningkatan waktu, terjadi redistribusi unsur dan perubahan morfologi mikro dari dendritik poligonal menjadi bentuk needle-like. Kekerasan paduan mengalami fluktuasi selama oksidasi isotermal, dengan nilai tertinggi mencapai 872 HV pada 900°C (1 jam). Fluktuasi ini dipengaruhi oleh dominasi fasa B2, perubahan morfologi, serta difusi selektif unsur penguat seperti Al dan Ti. Kinetika oksidasi menunjukkan laju linier pada 700°C dan 800°C dengan konstanta laju masing-masing 1×10-4 dan 34×10-4 mg·cm?²·s?¹, namun analisis pada 900°C terganggu oleh spalling. Pembentukan lapisan oksida dipengaruhi afinitas oksigen, difusi atom, dan distorsi kisi. Oksida Al tidak dominan akibat difusinya yang lambat dan kadarnya yang rendah, sehingga oksida Fe dan Cr lebih menonjol. Oksida Mo dan Ti juga tidak mendominasi lapisan oksida bagian luar. Di sisi lain, oksida V memiliki rasio Pilling–Bedworth yang tinggi dan titik leleh rendah (sekitar 690 °C), yang menyebabkan retakan pada lapisan oksida akibat tegangan internal, sehingga mendorong terjadinya spalling. Kondisi ini menghambat pembentukan lapisan oksida protektif yang kontinu dan stabil.