Description
|
Besi dan baja secara umum mudah terkorosi yang diakibatkan oleh oksigen dengan membentuk oksida besi (FexOy) yang bersifat tidak stabil dan mudah terkikis. Kondisi tersebut akan meningkat apabila terkena perlakuan suhu tinggi, mudah terjadi karburasi, sulfidasi, dan nitridisasi. Di satu sisi perlakuan suhu tinggi sangat banyak diaplikasikan dalam industri, seperti pada industri otomotif, proses mineral dan metalurgi, industri petroleum, pembangkit listrik, dan industri kertas. Berdasarkan hal tersebut maka dilakukan suatu penelitian dengan tujuan untuk mengetahui mekanisme pembentukan intermetalik Fe-Al untuk melindungi logam Fe dari berbagai kelemahan di atas, serta melakukan proses pelapisan Fe-Al-Ni dan Fe-Al-Cr dengan detonation gun. Peralatan yang diperlukan adalah bahan kimia preparasi untuk substrat, bubuk Fe, Al, Cr, Ni, FeAlCr dan FeAlNi; berbagai bahan elektronik untuk mengontrol D-Gun, suplai daya, dan sistem pendingin; Gas N2, O2, C2H2, Ar dan sarana pendukung lainnya. Paduan FeAlNi berhasil difabrikasi menggunakan metode pemaduan mekanik menggunakan high energy ball milldengan komposisi serbuk adalah 49,5at%Fe- 0,5at%Ni, Al-48at%Fe-2at%Ni, dan Al-45at%Fe-5at% Ni. Hasil mechanical alloying (MA) diamati untuk waktu penggilingan 0, 2, 5, 10 jam, dan 10 jam+sintering. Berdasarkan XRD diketahui bahwa pada penambahan 2at%Ni, fase amorphous FeAl terbentuk setelah 5 jam. Adapun pada penambahan 5at%Ni,pembentukan fase amorphous tidak terindikasi. Hasil SEM dari MA selama 10 jam jika dibandingkan dengan kondisi sebelum dilakukan penggilingan, kondisi morfologi serbuk menunjukkan distribusi ukuran beragam. Dilakukan investigasi terhadap mekanisme pembentukan paduan FeAl dari sistem Fe-Al yang telah ditambahkan Ni. Kondisi ini menghasilkan pembentukan fase FeAl tanpa melalui pembentukan fase Fe2Al5 dengan penambahan 2at%Ni yang merupakan komposisi optimum untuk mencegah masuknya oksigen ke dalam fasa sistem Fe-Al. Optimasi parameter D-Gun dilakukan menggunakan desain matriks percobaan L8(24-1), serbuk yang digunakan adalah Fe38Ni10Al dan substrat SS AISI 316. Optimasi sifat meliputi tebal, porositas, hardness lapisan, dan wear resistance. Diperoleh lapisan paling tebal pada kondisi operasi rasio C2H2:O2 = 1:2,67, laju gas pembawa serbuk 28 Psi, jarak tembak 140 mm, putaran substrat 100 volt yang bertepatan dengan sampel SS03. Hardness tertinggi diperoleh pada kondisi operasi C2H2:O2 = 1:4,76, laju pembawa gas serbuk 28 Psi, jarak tembak 180 mm dan putaran substrat pada 100 volt yang berkesesuaian dengan sampel adalah SS08. Hasil optimasi menunjukkan bahwa rasio gas acetylene (C2H2)-oksigen merupakan faktor utama adanya peningkatan porositas lapisan (58,11%), dan carrier gas flow rate adalah faktor utama adanya peningkatan porositas lapisan (82,67%) dan intensitas XRD (66,34%) dan untuk hardness bersifat merata. Nilai wear resistance diperoleh sebesar 2,51x10-10 mm/kg dan ukuran kristal sebesar 27,50 nm. Hasil MA yaitu serbuk Fe-40at% Al-3at% Cr berhasil dilapiskan pada substrat baja AISI 316 dengan ketebalan 573 mikron (CR01) menggunakan D-Gun. Karakterisasi hasilnya menunjukkan bahwa tidak terjadi perubahan fase selama proses pelapisan dan foto SEM memperlihatkan bahwa permukaan lapisan FeAlCr kurang merata dibandingkan dengan lapisan FeAlNi. (2011)
|