Perpustakaan Digital ITB

Paduan super berbasis nikel (Ni-based superalloys) telah lama digunakan sebagai material utama pada aplikasi turbin dan mesin jet karena stabilitas fasa ?' (Ni3Al) dan kemampuannya mempertahankan kekuatan pada temperatur tinggi. Namun, keterbatasan berupa biaya produksi yang tinggi dan degradasi akibat oksidasi serta fenomena spallation mendorong pencarian material alternatif. High-Entropy Alloys (HEAs), yang menawarkan kombinasi unik berupa kekuatan, ketangguhan, dan stabilitas fasa pada suhu tinggi. Sistem AlCoCrCuFeNi memiliki fleksibilitas mikrostrukturnya dan kemampuannya membentuk oksida pelindung berbasis Al2O3 ataupun Cr2O3. Meski demikian, pada temperatur ekstrem (>1000°C), sistem ini masih menghadapi kendala berupa ketidakstabilan lapisan oksida, retakan, dan spallation. Penelitian ini bertujuan meningkatkan performa HEAs melalui microalloying dengan unsur minor zirkonium yang berperan sebagai reactive element yang mampu memperbaiki meningkatkan adhesi lapisan pelindung, serta menekan laju spalling. Penelitian ini memfokuskan pada studi ketahanan oksidasi siklik paduan Al0,75CoCrFeNi dengan variasi penambahan Zr (0;0,1;0,3at.%) pada temperatur 1000 dan 1100oC. Percobaan ini dimulai dari proses peleburan paduan entropi tinggi Al0,75CoCrCuFeNiZrx menggunakan alat mini-DC electric arc furnace yang dialiri gas argon. Selanjutnya dilakukan proses homogenisasi menggunakan tanur tabung horizontal dalam keadaan dialiri gas argon, homogenisasi dilakukan 10 jam pada temperatur 1100oC untuk 0 at.% dan 2 jam pada temperatur 1000oC untuk 0,1 at.% dam 0,3 at.%. Pengujian oksidasi siklik dilakukan dengan target 50 siklus dan dilakukan pada temperatur 1000 dan 1100oC menggunakan tanur tabung horizontal. Sampel yang hasil penelitian dikarakterisasi menggunakan Optical Microscope (OM), X-Ray Diffractometry (XRD), dan Scanning Electron Microscope – Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS). Berdasarkan percobaan yang dilakukan paduan Al0,75CoCrFeNi dengan variasi penambahan Zr (0;0,1;0,3at.%) memiliki struktur mikro yang relatif sama dan stabil dengan daerah dendrit FCC, interdendrit FCC dan interdendrit BCC. Pada pengujian oksidasi siklik temperatur 1000oC paduan dengan penambahan Zr sebesar 0,3 at.% merupakan penambahan yang paling optimal dikarenakan mampu menahan laju spalling hingga siklus ke-50 dengan nilai kinetika oksidasi parabolik sebesar 1,346x10-6 mg2/cm4/detik. Penambahan Zr terbukti meningkatkan kestabilan oksida protektif berbasis Al2O3 dan Cr2O3. Sedangkan pada temperatur 1100oC pengaruh penambahan Zr menurun secara signifikan.