Perpustakaan Digital ITB

Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang semakin meningkat di seluruh dunia diperlukan pembangkit listrik yang lebih efisien dalam menghasilkan listrik. Efisiensi pembangkit listrik yang menggunakan turbin gas tergantung pada temperatur operasi turbin gas. Efisiensi turbin gas semakin tinggi seiring dengan meningkatnya temperatur operasi. Oleh karena itu, diperlukan komponen turbin gas dengan material yang mampu digunakan pada temperatur yang tinggi. Paduan Fe14Ni-9Al-7,5Cr merupakan kandidat material untuk kebutuhan tersebut. Salah satu kriteria yang digunakan untuk menentukan kegunaan material pada temperatur tinggi adalah ketahanan oksidasi. Kondisi operasi turbin gas yang tidak sepenuhnya stabil menyebabkan perlunya ketahanan oksidasi siklik. Salah satu cara untuk meningkatkan ketahanan oksidasi siklik adalah dengan menambahkan unsur zirkonium (Zr) ke paduan. Dalam penelitian ini dibuat paduan Fe-14Ni-9Al-7,5Cr ditambah Zr. Paduan tersebut diuji dengan oksidasi siklik untuk mengetahui pengaruh zirkonium terhadap ketahanan oksidasi siklik dan lapisan oksida yang terbentuk. Serangkaian percobaan telah dilakukan untuk menentukan pengaruh penambahan zirkonium pada ketahanan oksidasi siklik paduan Fe-14Ni-9Al-7,5Cr. Paduan Fe14Ni-9Al-7,5Cr dibuat dengan menambahkan 0,1%, 0,5%, dan 1,0%berat Zr. Uji oksidasi siklik dilakukan menggunakan muffle furnace pada tekanan atmosfer dan temperatur 800, 900, dan 1000°C selama 50 siklus. Setiap siklus oksidasi berupa 1 jam pemanasan dan 15 menit pendinginan. Sampel ditimbang sebelum diuji dan setiap siklus setelah pendinginan. Ketebalan relatif oksida diperoleh dengan menghitung perbandingan perubahan berat dan luas permukaan awal sampel. Dari pengujian didapatkan nilai ketebalan relatif oksida terhadap siklus uji. Laju oksidasi siklik didekati dengan model COSP. Sampel yang telah diuji dikarakterisasi dengan XRD dan SEM. Peningkatan konsentrasi zirkonium atau temperatur uji meningkatkan ketebalan oksida yang terbentuk. Oksida yang terbentuk sebagian besar berupa Al2O3 dan ZrO2. Lapisan oksida cepat terbentuk saat awal oksidasi siklik. Setelah itu, laju pembentukan oksida menurun hingga ketebalan oksida cenderung konstan. Pada temperatur 1000°C paduan Fe-14Ni-9Al-7,5Cr dengan penambahan 0,5%Zr memiliki ketahanan oksidasi siklik terbaik dengan ???????? = 0,840931 mg2/cm4/jam dan ????0 = 1,522695×10-13 cm2/mg