Ahmad Fauzi: Penelitian Ketahanan Korosi Paduan Intermetalik Ti-Al Pada Suhu Tinggi

Selasa, 7 - Oktober - 2014, 21:48:36

Oleh Teguh Yassi Akasyah

Editor Teguh Yassi Akasyah

BANDUNG, itb.ac.id - Saat ini, penelitian mengenai material tahan panas berhasil mengambil perhatian peneliti, khususnya di bidang material dan metalurgi. Material tahan panas tersebut dikembangkan untuk aplikasi pada suhu yang sangat tinggi dengan penekanan terhadap sifat-sifat seperti tensile, thermal, vibratory atau shock dan ketahanan terhadap oksidasi. Salah satu paduan yang gencar diteliti adalah paduan intermetalik Ti-Al atau titanium aluminide alloys, yaitu paduan yang memiliki densitas rendah sehingga diharapkan dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar dan efisiensi mesin. Namun, paduan yang kerap dimanfaatkan untuk material turbine blade dan mesin otomotif tersebut memiliki ketahanan oksidasi yang kurang baik pada temperatur diatas 700 C, sehingga memerlukan penelitian lanjut mengenai hal tersebut.

Beranjak dari permasalahan tersebut, Ahmad Fauzi (Teknik Metalurgi 2010) melakukan penelitian terhadap ketahanan korosi pada paduan Ti-Al. Dalam penelitian ini, Fauzi menggunakan paduan intermetalik (% atom) Ti-47Al-2Nb-2Cr-0,5Zr-0,5Y. Metode yang digunakan adalah metode pack aluminizing dan uji hot corrosion. Penelitian yang dilakukan di Laboratorium Teknik Metalurgi ITB tersebut menjadi tema untuk tugas akhir Fauzi dalam menyelesaikan pendidikannya di ITB dengan judul penelitian "Studi Ketahanan Hot Corrosion Paduan Intermetalik Dua Fasa Ti-47Al-2Nb-2Cr-0,5Zr-0,5Y Dilapis Pack Aluminized Coating Pada Tempertatur 700 C, 800 C, dan 900 C". Mahasiswa yang akan diwisuda pada Wisuda Pertama ITB untuk tahun ajaran 2014/2015 ini, memilih untuk meneliti di bidang tersebut dengan alasan ketertarikannya pada ilmu korosi yang kerap dipelajarinya di Teknik Metalurgi.

Penelitian Ketahanan Korosi Terhadap Paduan Intermetalik Ti-Al

Pembentukan fasa intermetalik telah banyak dikembangkan saat ini, dikarenakan material dengan fasa intermetalik memiliki beberapa keunggulan seperti kekuatan yang tinggi pada temperatur tinggi, high resistant oxidation and corrosion, memiliki melting point tinggi, dan memiliki densitas yang rendah. Pada penelitian ini, paduan intermetalik yang digunakan adalah Ti-Al yang banyak dikembangkan untuk operasi temperatur tinggi dalam lingkungan oksidatif. Namun laju oksidasinya tidak dapat ditolelir karena akan teroksidasi membentuk kerak oksida TiO2 yang tidak protektif. Pada mesin turbin gas yang sering mengalami siklus termal, kondisi ini akan mengakibatkan peretakan (cracking) dan pengelupasan (spalling) kerak oksida.

Dalam penelitian ini, Fauzi mencoba melakukan penelitian ketahanan korosi paduan tersebut dengan menggunakan metode pack aluminizing dan uji hot corrosion. Pack aluminizing adalah metode pengkayaan Al pada paduan dengan proses diffusion coating, yaitu menggunakan sumber pelapis Al melalui metoda pack cementation. Hal ini dapat dipilih untuk meningkatkan kadar Al pada permukaan paduan dua fasa alfa-Ti3Al / gamma-TiAl agar sifat mekanik substrat tetap memadai pada temperatur tinggi. Dalam penelitian ini, bahan untuk pack aluminizing yang digunakan berupa aktivator NH4Cl, serbuk Al dan inert filler Al2O3 dengan komposisi masing-masing sebesar 2%, 20% dan 78%. Proses ini akan menghasilkan fasa TiAl3 yang kaya Al pada permukaan substrat.

Sedangkan uji hot corrosion dilakukan pada paduan baik yang di-coating maupun paduan yang tidak di-coating pada temperatur 700 C, 800 C, dan 900 C dengan variasi waktu uji per temperatur yakni 1, 5, 10 dan 22 jam. Variasi temperatur dilakukan untuk mempelajari ketahanaan paduan pada berbagai temperatur. Pengujian dilakukan dengan mencelupkan paduan dalam lelehan garam 90% Na2SO4 dan 10% NaCl. Melalui pengujian tersebut dapat dilihat laju korosi berdasarkan perubahan berat dan kedalaman korosinya.

Berdasarkan penelitian, hasil percobaan menunjukkan paduan yang di-coating dengan pack aluminizing memberikan ketahanan korosi yang lebih baik dengan laju korosi yang bersifat parabolik. Paduan yang tidak di-coating menunjukkan pengelupasan yang cukup signifikan khususnya pada temperatur 800 C dan 900 C. Sedangkan untuk uji hot corrosion, pada temperatur 800 C didapatkan laju korosi yang paling tinggi berdasarkan perubahan berat maupun kedalaman korosi. Selain menguji ketahanan, Fauzi juga melakukan uji XRD dan SEM/EDS untuk mengetahui komposisi dari oksida-oksida yang terbentuk.

Ahmad Fauzi: Akademik dan Kemahasiswaan Harus Seimbang

Sebagai mahasiswa, Fauzi mempunyai tekad yang kuat untuk menjalankan pendidikannya di ITB. Dorongan semangat inilah yang terus dipegang oleh Fauzi, hal ini turut membuatnya berani menggali ilmu lebih dalam lagi. Selain akademik, Fauzi juga meyakini bahwa kemahasiswaan adalah proses yang harus seimbang dengan akademik. "Melalui kemahasiswaan, seseorang dapat belajar berbagai softskills yang dibutuhkan untuk dunia kerja, dan ilmu tersebut tidak sepenuhnya didapatkan di perkuliahan," tutur mahasiswa yang pernah menjabat sebagai Ketua Departemen Akademik dan Keprofesian dari Ikatan Mahasiwa Teknik Metalurgi (IMMG) ITB untuk periode kepengurusan 2013/2014.