ANALISIS MIKROSTRUKTUR DAN KIMIA TERHADAP HASIL KOROSI PADA INGOT AlFeNiMg

dokumen-dokumen yang mirip
KARAKTERISASI PADUAN AlFeNiMg HASIL PELEBURAN DENGAN ARC FURNACE TERHADAP KEKERASAN

PENGARUH WAKTU PEMANASAN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR FASA PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL

PENGARUH KADAR Ni TERHADAP SIFAT KEKERASAN, LAJU KOROSI DAN STABILITAS PANAS BAHAN STRUKTUR BERBASIS ALUMINIUM

PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP SIFAT BAHAN PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL

FORMASI FASA DAN MIKROSTRUKTUR BAHAN STRUK- TUR PADUAN ALUMINIUM FERO-NIKEL HASIL PROSES SINTESIS

Pengaruh Temperatur Heat-Treatment terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro Paduan Al-Fe-Ni

PENGUKURAN SIFAT TERMAL ALLOY ALUMINIUM FERO NIKEL MENGGUNAKAN ALAT DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

ANALISIS SIFAT TERMAL PADUAN AlFeNi SEBAGAI KELONGSONG BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

SINTESIS PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL SEBAGAI BAHAN STRUKTUR CLADDING ELEMEN BAKAR NUKLIR

KARAKTERISASI INGOT PADUAN U-7Mo-Zr HASIL PROSES PELEBURAN MENGGUNAKAN TUNGKU BUSUR LISTRIK

KARAKTERISASI SIFAT TERMAL PADUAN AlFe(2,5%)Ni(1,5%) DAN AlFe(2,5%)Ni(1,5%)Mg(1%) UNTUK KELONGSONG BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

PENGEMBANGAN PADUAN AlFeNi SEBAGAI BAHAN STRUKTUR INDUSTRI NUKLIR

REAKSI TERMOKIMIA PADUAN AlFeNi DENGAN BAHAN BAKAR U 3 Si 2

PENCIRIAN PADUAN ALUMINIUM-BESI-NIKEL SEBAGAI KELONGSONG ELEMEN BAICAR BERDENSITAS TINGGI ASEP ARY RAMMELYADI

KARAKTERISTIK SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR PADUAN UZrNb PASCA PERLAKUAN PANAS

PENGARUH KANDUNGAN Fe DAN Mo TERHADAP KETAHANAN KOROSI INGOT PADUAN ZIRLO-Mo DALAM MEDIA UAP AIR JENUH

I. PENDAHULUAN. kelongsong bahan bakar, seperti sedikit mengabsorpsi neutron, kekerasan

KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR PADUAN INTERMETALIK AlFeNi SEBAGAI BAHAN KELONGSONG BAHAN BAKAR

PENGARUH KANDUNGAN Si TERHADAP MIKROSTRUKTUR DAN KEKERASAN INGOT Zr-Nb-Si

PENGARUH UNSUR GERMANIUM TERHADAP KETAHANAN KOROSI PADUAN Zr-Nb-Mo-Ge UNTUK MATERIAL KELONGSONG PERUSAHAAN LISTRIK TENAGA NUKLIR

ANALISIS KOMPOSISI BAHAN DAN SIFAT TERMAL PADUAN AlMgSi-1 TANPA BORON HASIL SINTESIS UNTUK KELONGSONG ELEMEN BAKAR REAKTOR RISET

PENGARUH UNSUR Mn PADA PADUAN Al-12wt%Si TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK LAPISAN INTERMETALIK PADA FENOMENA DIE SOLDERING SKRIPSI

KETAHANAN KOROSI BAHAN STRUKTUR AlMg-2 DALAM MEDIA AIR PASCA PERLAKUAN PANAS DAN PENDINGINAN

STUDI LAJU KOROSI PADUAN Zr-Mo-Fe-Cr DALAM MEDIA UAP AIR JENUH PADA TEMPERATUR C

PEMERIKSAAN MIKROSTRUKTUR, KOMPOSISI KIMIA DAN KEKERASAN HASIL PENGELASAN PADUAN Al-6061

PENGARUH PENAMBAHAN Mg DAN PERLAKUAN PANAS TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK KOMPOSIT MATRIKS ALUMINIUM REMELTING PISTON BERPENGUAT SiO 2

PENGARUH PROSES QUENCHING TERHADAP LAJU KOROSI BAHAN BAKAR PADUAN UZr

PENGARUH PENAMBAHAN KOMPOSISI Al PADA PADUAN Fe-Ni-Al

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

1 BAB I PENDAHULUAN. Salah satu industri yang cukup berkembang di Indonesia saat ini adalah

STUDI TENTANG PENGARUH NITROCARBURIZING DC-PLASMA TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA MATERIAL Zr-4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. (C), serta unsur-unsur lain, seperti : Mn, Si, Ni, Cr, V dan lain sebagainya yang

KARAKTERISASI SIFAT TERMAL DAN MIKROS- TRUKTUR PELAT ELEMEN BAKAR (PEB) U 3 SI 2 -AL DENSITAS 4,8 GU/CM 3 DENGAN PADUAN ALMGSI SEBAGAI KELONGSONG

PENGARUH DEFORMASI DINGIN TERHADAP KARAKTER PADUAN Zr-0,3%Mo-0,5%Fe-0,5%Cr PASCA PERLAKUAN PANAS

PENGARUH KANDUNGAN Nb DAN WAKTU PEMANASAN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR DALAM PEMBUATAN BAHAN BAKAR PADUAN U-Zr-Nb

PENENTUAN LAJU KOROSI PADA SUHU 150 ac UNTUK BAHAN STRUKTUR AIMg2 PASCA PERLAKUAN PANAS

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... LEMBAR PERSETUJUAN... ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL...

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

PENGARUH KOMPOSISI LARUTAN TERHADAP KANDUNGAN Mo DALAM LAPISAN PADUAN Ni-Mo SECARA ELEKTROPLATING

KEUNGGULAN SIFAT METALURGI DAN LAJU KOROSI PADUAN AlMgSi UNTUK KELONGSONG BAHAN BAKAR U 3 Si 2 -Al DENSITAS 4,8 gu/cm 3

UJI KETAHANAN KOROSI TEMPERATUR TINGGI (550OC) DARI LOGAM ZIRKONIUM DAN INGOT PADUAN

PENENTUAN SIFAT THERMAL PADUAN U-Zr MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL PENELITIAN

PENGARUH PENAMBAHAN TEMBAGA (Cu) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PADUAN ALUMINIUM-SILIKON (Al-Si) MELALUI PROSES PENGECORAN

SINTESIS PADUAN AIFeNi DEN CAN METODA PELEBURAN

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Indonesia. Pengaruh pengelasan..., RR. Reni Indraswari, FT UI, 2010.

Background 12/03/2015. Ayat al-qur an tentang alloy (Al-kahfi:95&96) Pertemuan Ke-2 DIAGRAM FASA. By: Nurun Nayiroh, M.Si

PENGARUH PENAMBAHAN NIKEL (Ni) TERHADAP STRUKTUR KRISTAL, MORFOLOGI, DAN KEKERASAN PADA PADUAN Al (2-x) FeNi (1+x)

PENGARUH KANDUNGAN NIOBIUM TERHADAP MIKROSTRUKTUR, KOMPOSISI KIMIA DAN KEKERASAN PADUAN Zr Nb Fe Cr

PENGARUH UNSUR Nb PADA BAHAN BAKAR PADUAN UZrNb TERHADAP DENSITAS, KEKERASAN DAN MIKROSTRUKTUR

PENUMBUHAN LAPIS LINDUNG NITRIDA PADA PERMUKAAN BAHAN STRUKTUR REAKTOR PADUAN FeCrNi

ANALISIS SIFAT TERMAL LOGAM URANIUM, PADUAN UMo DAN UMoSi MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

ANALISIS POLA DIFRAKSI PADA INGOT PADUAN Zr-1%Sn1%Nb-0,1%Fe DAN Zr- 1%Sn-1%Nb-0,1%Fe-0,5%Mo

KORELASI ANTARA PERSEN KANDUNGAN Si DENGAN LAJU KOROSI DALAM UAP AIR PADA INGOT PADUAN Zr-1,5w%Nb-Si

Pengaruh Waktu Penahanan Artificial Aging Terhadap Sifat Mekanis dan Struktur Mikro Coran Paduan Al-7%Si

PERILAKU OKSIDASI PADUAN Ti-6Al-4V PADA TEMPERATUR TINGGI

KOMPARASI ANALISIS KOMPOSISI PADUAN AlMgSI1 DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK X RAY FLUOROCENCY (XRF) DAN EMISSION SPECTROSCOPY (

1 BAB I BAB I PENDAHULUAN

PENINGKATAN SIFAT MEKANIK BAHAN STRUKTUR PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL DENGAN PENGUATAN FASA KEDUA DAN STRUKTUR BUTIR

PENGARUH PERLAKUAN PANAS PADA ANODA KORBAN ALUMINIUM GALVALUM III TERHADAP LAJU KOROSI PELAT BAJA KARBON ASTM A380 GRADE C

PENGERASAN PERMUKAAN BAJA ST 40 DENGAN METODE CARBURIZING PLASMA LUCUTAN PIJAR

PENGARUH NITROGEN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADUAN IMPLAN Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni YANG MENGANDUNG KARBON HASIL PROSES HOT ROLLING

KARAKTERISASI INGOT PADUAN Zr-Mo-Fe-Cr PASCA PERLAKUAN PANAS

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

PENGARUH UNSUR Zr PADA PADUAN U-Zr DAN INTERAKSINYA DENGAN LOGAM Al TERHADAP PEMBENTUKAN FASA

Gambar 2.1. Proses pengelasan Plug weld (Martin, 2007)

KARAKTERISASI BAJA SMO 254 & BAJA ST 37 YANG DI-ALUMINIZING

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB IV HASIL PENELITIAN dan PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

PEMBUATAN MATERIAL DUAL PHASE DARI KOMPOSISI KIMIA HASIL PELEBURAN ANTARA SCALING BAJA DAN BESI LATERIT KADAR NI RENDAH YANG DIPADU DENGAN UNSUR SIC

ANALISIS SIFAT TERMAL LOGAM URANIUM, PADUAN UMo DAN UMoSi MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

ANALISA PENGARUH AGING 400 ºC PADA ALUMINIUM PADUAN DENGAN WAKTU TAHAN 30 DAN 90 MENIT TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

TUGAS AKHIR. Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

BAB I PENDAHULUAN. Batu bara + O pembakaran. CO 2 + complex combustion product (corrosive gas + molten deposit

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

KARAKTERISASI PADUAN U-7%Mo DAN U-7%Mo-x%Si (x = 1, 2, dan 3%) HASIL PROSES PELEBURAN DALAM TUNGKU BUSUR LISTRIK

ANALISIS PROSES TEMPERING PADA BAJA DENGAN KANDUNGAN KARBON 0,46% HASILSPRAY QUENCH

KAJIAN PENDAHULUAN PEMBUATAN PADUAN Fe-Ni-Al DARI BAHAN BAKU FERRONIKEL PT. ANTAM Tbk. TUGAS AKHIR. Fiksi Sastrakencana NIM :

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. sifat kimia pada baja karbon rendah yang dilapisi dengan metode Hot Dip

PENETAPAN PARAMETER PROSES PEMBUATAN BAHAN BAKAR UO 2 SERBUK HALUS YANG MEMENUHI SPESIFIKASI BAHAN BAKAR TIPE PHWR

PEMBUATAN STRUKTUR DUAL PHASE BAJA AISI 3120H DARI BESI LATERIT

TUGAS SARJANA. ANALISA PENGARUH BAHAN CETAKAN PADA PENGECORAN PADUAN Al- Cu TERHADAP WAKTU PENDINGINAN DAN SIFAT MEKANIS CORAN

PENGARUH SUHU DAN WAKTU ANIL TERHADAP TEKSTUR PADUAN Al TIPE 2024

UJI KEKERASAN DAN PEMERIKSAAN MIKROSTRUKTUR Zr-2 DAN Zr-4 PRA IRADIASI

STUDI TENTANG PENGARUH NITROCARBURIZING DC- PLASMA TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA MATERIAL ZR-4

ANALISA PENGARUH VARIASI MEDIA QUENCHING DAN PENAMBAHAN SILIKON PADA PADUAN Al-Si REMELTING VELG SEPEDA MOTOR TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIS SKRIPSI

ANALISIS KUALITATIF DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK DIFRAKSI SINAR X PADA PENAMBAHAN UNSUR Zr TERHADAP PEMBENTUKAN FASA PADUAN U-Zr

BAB I PENDAHULUAN. dalam kelompok Boron dalam unsur kimia (Al-13) dengan massa jenis 2,7 gr.cm-

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei-Agustus 2012 di Instalasi Elemen

SKRIPSI. PENGARUH PENAMBAHAN SILIKON TERHADAP LAJU KOROSI PADA PADUAN PERUNGGU TIMAH PUTIH ( 85 Cu 15 Sn ) Oleh : Yoppi Eka Saputra NIM :

TUGAS AKHIR PENGARUH ELEKTROPLATING TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS ALUMINIUM PADUAN

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

ANALISIS HASIL PENGECORAN ALUMINIUM DENGAN VARIASI MEDIA PENDINGINAN

Pengaruh Tekanan dan Temperatur Die Proses Squeeze Casting Terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro Pada Material Piston Komersial Lokal

BAB III METODE PENELITIAN

DISTRIBUSI PERTUMBUHAN PRESIPITAT ZIRCALOY-4 PADA TEMPERATUR C

PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA PEMBUATAN SOFT MAGNETIC DARI SERBUK BESI

PENENTUAN LAJU KOROSI PADA AlMg2 SEBAGAI KELONGSONG BAHAN BAKAR NUKLIR MENGGUNAKAN AUTOCLAVE

Transkripsi:

ANALISIS MIKROSTRUKTUR DAN KIMIA TERHADAP HASIL KOROSI PADA INGOT AlFeNiMg Anwar Muchsin, Futichah Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir, Batan Kawasan Puspiptek, Tangerang Selatan 15314 E-mail: anwar_muchsin@ymail.com (Naskah diterima:23 April 2013, disetujui: 26 Mei 2013) ABSTRAK ANALISIS MIKROSTRUKTUR DAN KIMIA TERHADAP HASIL KOROSI PADA INGOT AlFeNiMg. Mikrostruktur dan komposisi kimia sangat berpengaruh terhadap ketahanan korosi paduan aluminium. Dalam penelitian ini telah dilakukan analisis mikrostruktur dan komposisi kimia pada hasil korosi ingot AlFeNiMg. Bahan yang digunakan adalah ingot paduan AlFeNi yang telah ditambah dengan Mg, dengan komposisi unsur pemadu 1% berat Fe, 1% berat Ni dan 1% berat Mg. Ingot dipanaskan dalam tungku pada temperatur 500 o C selama 1 jam kemudian didinginkan dengan cepat dalam air dan dianil pada temperatur 500 o C selama 1,5 jam. Paduan ALFeNiMg hasil perlakuan panas selanjutnya dilakukan uji korosi dalam autoclave dengan variasi temperatur 75 o C, 125 o C, 175 o C dan waktu uji 9 hari (216 jam), 18 hari (432 jam) dan 27 hari (648 jam). Sampel hasil uji korosi dilakukan uji metalografi (mikroskop optik, SEM) serta analisis komposisi kimia menggunakan alat SEM-EDS. Hasil analisis mikrostruktur menunjukkan bahwa pada temperatur uji korosi 75 o C, 125 o C dan 175 o C dengan rentang waktu 216 648 jam terjadi peningkatan lapisan oksida (korosi) mengikuti korelasi parabolik, dengan persamaan masing-masingh = 0,008 x 0,8846 untuk temperatur uji 75 o C; h = 1 x 10-6 t 2 0,0007t + 4,1 untuk temperatur uji 125 o C dan h = -2 x 10-5 t 2 + 0,0227t + 2,3 untuk temperatur uji 175 o C, dengan h adalah tebal lapisan dalam µm dan t adalah waktu uji korosi dalam jam. Temperatur uji korosi 125 o C dengan rentang waktu 216 648 jam pada paduan menunjukkan sifat paduan AlFeNiMg yang stabil dengan terbentuknya lapis lindung oksida di permukaan logam sangat kompak dan bisa berfungsi sebagai penghambat proses korosi selanjutnya. Dari hasil analisis kimia diperoleh informasi bahwa unsur Fe dan Ni pada logam paduan AlFeNiMg, lebih cenderung membentuk senyawa fasa kedua Al 9 FeNi, Al 3 Fe dan Al 3 Ni. Sedangkan unsur Mg dan Al membentuk senyawa oksida dan hidroksida, dan peran unsur Mg lebih besar dalam membentuk lapis lindung oksida yang stabil, homogen, padat dan kompak. Kata kunci: Paduan Al, AlFeNiMg, Kimia mikro, Lapis lindung oksida logam. ABSTRACT MICROSTRUCTURE AND CHEMICAL ANALYSIS OF CORROSION ON AlFeNiMg INGOT. Microstructure and chemical composition affect the corrosion resistance of aluminum alloys. In this study an analysis was done on the microstructure and chemical composition of corrosion resulted on AlFeNiMg ingot. The material used in this research is AlFeNi alloy ingot that has been 100

Analisis Mikrostruktur dan Kimia Terhadap Hasil Korosi Pada Ingot AlFeNiMg (Anwar Muchsin, Futhicah) augmented by Mg with alloying elements composition of 1 wt% Fe, 1 wt% Ni and 1 wt% Mg. Ingot was heated at a temperature of 500 o C for 1 hour and cooled quickly in water and annealed at a temperature of 500 o C for 1.5 hours. The heat treated ALFeNiMg alloy was further corrosion tested with an autoclave at a temperature variation of 75 o C, 125 o C, 175 o C for 9 days (216 hours), 18 days (432 hours) and 27 days (648 hours) respectively. The corrosion result was prepared for metallographic examination (optical microscopy, SEM) and chemical composition analysis using SEM - EDS. The microstructure examination shows that the corrosion test temperature of 75 o C, 125 o C and 175 o C with a time span of 216-648 hours results in an increase in the oxide layer (corrosion, following a parabolic correlation: h = 0.008 x 0.8846 for the corrosion temperature of 75 o C, h = 1 x 10-6 t 2 0.0007t + 4.1 for the corrosion temperature of 125 o C and h = -2 x 10-5 t 2 + 0.0227t + 2.3 for the corrosion temperature of 175 o C, where h is the layer thickness in µm and t is corrosion test time in hour. It is also studied that the corrosion test temperature of 125 o C with a time span of 216-648 hours exhibits stable properties of the AlFeNiMg alloy, which is protected by oxide layer on the surface. The layer is very compact and can serve as a barrier against further corrosion process. The chemical analysis shows that the elements of Fe and Ni in AlFeNiMg alloy are more likely to form Al 9 FeNi of the second phase, Al 3 Fe and Al 3 Ni. The Mg and Al elements, on the other hand, tend to form Mg and Al oxides and hydroxides. Magnesium appears to have greater role in the formation of homogeneous, dense and compact protecting layers of stable oxides. Keywords: Al Alloy, AlFeNiMg, micro chemistry, protecting metal oxide layer. PENDAHULUAN Aluminium adalah logam kedua setelah besi yang banyak digunakan di berbagai bidang industri di seluruh dunia. Biasanya aluminium ini ditambahkan unsur pemadu agar kekuatannya meningkat sesuai dengan penggunaannya. Aluminium sangat luas digunakan pada industri antara lain adalah industri konstruksi, rumah tangga, arsitektur, transportasi terutama automotive dan pesawat terbang, kapal laut, pesawat luar angkasa serta industri nuklir. Penggunaan paduan aluminium dalam industri nuklir adalah untuk komponen struktur pada berbagai reaktor nuklir khususnya reaktor riset. Komponen struktur bahan bakar nuklir pada reaktor riset digunakan sebagai kelongsong (cladding) bahan bakar [1]. Paduan aluminium seperti paduan AlFeNi telah banyak dilakukan pengkajian untuk digunakan sebagai kelongsong bahan bakar tipe pelat pada reaktor riset oleh beberapa negara di dunia. Hasil kajian menunjukkan bahwa paduan aluminium AlFeNi mempunyai sifat mekanik dan ketahanan korosi yang relatif baik. Logam Fe dan Ni merupakan unsur pemadu yang ditambahkan pada logam aluminium dengan tujuan untuk memperbaiki sifat mekaniknya. Dalam paduan Al-Fe-Ni, logam Fe dan Ni membentuk fasa intermetalik seperti Al 9 FeNi, Al 3 Fe dan Al 3 Ni [2,3]. Fasafasa ini memberikan pengaruh terhadap peningkatan kekuatan dan kekerasan pada paduan. Untuk meningkatkan ketahanan korosinya biasa ditambahkan logam Mg pada proses pembuatan paduan AlFeNi tersebut sehingga terbentuk paduan AlFeNiMg. Fasa yang terbentuk sangat dipengaruhi oleh unsur dan kadar pemadu yang digunakan dalam paduan. Salah satu reaktor yang akan menggunakan paduan ini sebagai kelongsong bahan bakarnya adalah reaktor uji material Jules Horowitz Reactor (JHR) yang sekarang sedang dibangun di Cadarache Perancis. Material AlFeNi harus memberikan unjuk kerja yang optimal dalam melindungi bahan bakar jenis UMo 8 gu/cm 3 (curved fuel plate). Beberapa unjuk kerja 101

material kelongong AlFeNi yang harus dipenuhi adalah ketahanan terhadap pengaruh neutron cepat dan termal pada saat irradiasi di reaktor, serta ketahanan terhadap temperatur tinggi. Peningkatan temperatur bahan bakar akan berdampak pada integritas bahan bakar dengan AlFeNi sebagai kelongsong, sehingga laju korosi dan penurunan sifat-sifat mekanik kelongsong AlFeNi harus diketahui karena fenomena ini memicu terjadinya kerusakan pada kelongsong bahan bakar. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan kajian mengenai bagaimana mekanisme terjadinya korosi pada paduan AlFeNi di luar reaktor (out-pile) maupun di dalam reaktor (in-pile) melalui uji pasca irradiasi [3,4]. Beberapa model yang memprediksi pembentukan lapisan oksida yang dilakukan dalam kondisi out-pile maupun in-pile tes. Hal ini semua bermuara pada pencarian hubungan empiris antara ketebalan lapisan oksida dengan waktu uji. Sering terjadi keterbatasan dalam kisaran waktu uji sehingga sulit dilakukan extrapolasi serta penelaahan mekanisme perubahan sifat fisis dan kimianya. Di dalam pengoperasian JHR digunakan air hasil deionisasi (Deionized water) atau air bebas mineral sebagai pendingin kelongsong AlFeNiMg [3]. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan dilakukan uji korosi dalam air murni (bebas mineral) terhadap paduan AlFeNi yang telah ditambah unsur Mg. Selanjutnya dilakukan analisis struktur mikro dan kimia pada daerah yang terkorosi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi mengenai mikrostruktur dan unsur apa saja yang memberikan kontribusi dalam pembentukan korosi atau lapis lindung oksida pada permukaan paduan AlFeNiMg. Parameter pengujian dalam penelitian ini dilakukan dengan memvariasikan temperatur dengan waktu uji korosi terhadap ingot paduan AlFeNiMg (Al- 1%Fe-1%Ni-1%Mg) dalam air murni. Aluminium yang digunakan adalah aluminium murni 99,9% ditambah unsur pemadu Fe, Ni dan Mg masing-masing 1% berat/berat. Paduan ini dilebur pada tungku busur listrik dengan pengulangan peleburan sebanyak 4 kali pada kuat arus 110 amper, kemudian dilakukan uji korosi dalam air bebas mineral menggunakan alat autoclave. Efek yang diamati dari hasil uji korosi AlFeNi adalah laju korosi serta mikrostrukturnya dengan alat mikroskop optik dan mikroskop elektron (SEM) serta untuk menganalisis komposisi kimia pada daerah yang terkorosi digunakan alat SEM-EDS (Scanning Electron Microscopy- Energy dispersive Spectrometry). TATA KERJA Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ingot paduan AlFeNi yang ditambah dengan Mg. Bahan dasar paduan adalah aluminium murni yang ditambah dengan unsur pemadu 1% berat Fe, 1% berat Ni dan 1% berat Mg. Sebelum dilakukan uji korosi, ingot paduan AlFeNiMg dipanaskan dalam tungku pada temperatur 500 o C selama 1 jam kemudian didinginkan dengan cepat dalam air (quenching) dan dianil pada temperatur 500 o C selama 1,5 jam. Paduan ALFeNiMg hasil perlakuan panas selanjutnya dipotong menjadi 10 bagian dan seluruh permukaan potongan digerinda secara bertahap. Ukuran kekasaran kertas gerinda yang digunakan adalah grit #600 dan #1000. Sampel hasil proses gerinda kemudian dicuci, dikeringkan, diukur luas permukaannya dan ditimbang. Proses selanjutnya adalah uji korosi paduan AlFeNiMg dengan menggunakan autoclave. Parameter uji korosi yang digunakan adalah temperatur dengan variasi 75 o C, 125 o C, 175 o C dan waktu uji masing-masing 9 hari (216 jam), 18 hari (432 jam) dan 27 hari (648 jam). Sampel hasil uji korosi kemudian dilakukan uji metalografi (mikroskop optik, SEM) dan pengukuran berat serta tebal lapisan permukaan korosi. Daerah korosi juga 102

Analisis Mikrostruktur dan Kimia Terhadap Hasil Korosi Pada Ingot AlFeNiMg (Anwar Muchsin, Futhicah) diamati komposisi kimianya secara kualitatif dan semi kuantitatif dengan menggunakan alat SEM-EDS. HASIL DAN PEMBAHASAN Laju korosi Data hasil uji korosi pada cuplikan ingot AlFeNiMg dalam media air murni pada temperatur 75 o C, 125 o C dan 175 o C dengan variasi waktu 216 jam, 432 jam dan 648 jam, selanjutnya dibuat grafik yang menggambarkan laju korosi paduan AlFeNiMg dalam media air murni dengan temperatur uji yang berbeda seperti pada Gambar 1. Gambar 1. Laju korosi ingot AlFeNiMg dalam media air murni [5]. Hasil uji korosi pada temperatur 75 o C terjadi peningkatan lapisan oksida terus menerus dalam rentang waktu 200 650 jam tetapi sangat lambat dan dalam jumlah sangat kecil. Pada temperatur uji korosi 125 o C, laju korosi terlihat meningkat dalam rentang waktu 200 400 jam, selanjutnya cenderung stabil setelah waktu uji 400 jam hal ini menunjukkan lapisan oksida yang terbentuk telah mampu menghambat proses korosi selanjutnya (pasivasi). Kondisi laju korosi pada temperatur uji korosi 175 o C menunjukkan karakter ketahanan korosi paduan sangat berbeda, yakni tampak bahwa laju korosi sedikit meningkat dalam rentang waktu 200 400 jam dan meningkat tajam setelah melewati 400 jam. Dari ketiga kondisi uji korosi yaitu pada temperatur 75 o C, 125 o C dan 175 o C menunjukkan bahwa ketiganya mengikuti fenomena laju korosi secara parabolik. Berdasarkan Gambar 1 dapat diketahui bahwa paduan AlFeNiMg mampu digunakan dalam reaktor riset dalam waktu yang lama dengan temperatur pendingin paling tinggi rata-rata 125 o C. Hal ini didukung oleh hasil penelitian sebelumnya yang menyimpulkan bahwa laju korosi paduan AlFeNi relative rendah dan stabil pada temperatur 75 o C dan 125 o C [5]. Analisis mikrostruktur lapisan oksida Perubahan tebal lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan logam paduan AlFeNiMg setelah dilakukan uji korosi dapat dilihat pada Gambar 2 dan lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan logam paduan AlFeNiMg ditunjukkan pada Gambar 3. Pada Gambar 2. secara umum terlihat bahwa pertumbuhan lapisan oksida semakin 103

meningkat seiring dengan peningkatan temperatur uji korosi. Pada temperatur uji korosi 75 o C, 125 o C dan 175 o C dengan rentang waktu 216 648 jam terjadi peningkatan tebal lapisan korosi mengikuti korelasi parabolik dengan persamaan masing-masing h= 0,008 x 0,8846 untuk temperatur uji 75 o C; h= 1 x 10-6 t 2 0,0007t + 4,1 untuk temperatur uji 125 o C dan h= -2 x 10-5 t 2 + 0,0227t + 2,3 untuk temperatur uji 175 o C, dengan h adalah tebal lapisan (µm) dan t adalah waktu uji korosi (jam). Mikrostruktur lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan logam AlFeNi hasil uji korosi pada temperatur 75 o C dan 125 o C ditunjukkan pada Gambar 3.b dan 3.c. Dari Gambar 3.b dan 3.c diperoleh informasi adanya struktur yang kompak dan halus. Pada temperatur uji korosi 125 o C peningkatan tebal lapisan korosi cenderung rendah dan dapat dikatakan stabil setelah melewati rentang waktu korosi 200 jam. Hal ini disebabkan oleh lapisan oksida yang terbentuk dipermukaan logam sangat kompak dan berfungsi sebagai lapisan pelindung atau passivasi yang dapat menghambat proses korosi selanjutnya. Berbeda dengan hasil uji korosi pada temperatur 175 o C, terjadi sedikit penurunan tebal lapisan oksida yang terbentuk pada rentang waktu 200 hingga 400 jam. Hal ini menunjukkan terjadinya fenomena proses pengelupasan lapis lindung oksida atau terjadinya persaingan proses pembentukan dan pengelupasan lapis lindung oksida. Peristiwa ini dapat diperkuat oleh tampilan mikrostrukturnya seperti pada Gambar 3.d, yang tampak bahwa lapis lindung yang terbentuk setelah rentang waktu 200 hingga 400 jam terjadi penurunan tebal lapisan yang menunjukkan adanya fenomena pengelupasan. Pengelupasan terjadi karena lapisan oksida yang terbentuk tidak homogen dan tidak padat atau tidak kompak. Hal ini memungkinkan terjadinya proses persaingan antara pengelupasan dan pembentukan lapisan oksida setelah melewati rentang waktu uji korosi 400 jam atau setelah melewati waktu uji 18 hari. Gambar 2. Korelasi antara pertambahan tebal lapisan oksida pada permukaan logam paduan AlFeNiMg terhadap durasi uji korosi dalam media air murni pada temperatur 75 o C, 125 o C dan 175 o C. 104

Analisis Mikrostruktur dan Kimia Terhadap Hasil Korosi Pada Ingot AlFeNiMg (Anwar Muchsin, Futhicah) a. Perpaduan awal AlFeNiMg (warna terang) sebelum dilakukan uji korosi. b. Lapisan hasil korosi pada temperatur 75 o C-18 hari (432 jam). Terjadi pengelupasan c. Lapisan hasil korosi pada temperatur 125 o C-18 hari (432 jam) d. Lapisan hasil korosi pada temperatur 175 o C-18 hari (432 jam) Gambar 3. Mikrostruktur paduan logam AlFeNiMg sebelum dan sesudah uji korosi dengan pembesaran 400x. Analisis kimia lapisan oksida Dari Gambar 4 dapat diketahui mikrostruktur dan komposisi kimia dari hasil korosi, matriks dan senyawa fasa kedua yang terbentuk pada paduan AlFeNiMg. Komposisi kimia yang dianalisis dengan SEM-EDS dapat dilihat pada Tabel 1. Gambar 4a, c dan e menunjukkan bahwa tampak matriks α-al menempati posisi yang dominan dalam paduan AlFeNiMg karena aluminium merupakan bahan utama dalam pembuatan paduan ini. Pada masing-masing gambar tersebut terlihat juga adanya lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan logam paduan AlFeNiMg. Hasil analisis EDS, diperoleh komposisi matriks α-al seperti pada Gambar 4.b atau yang tercantum dalam Tabel 1 kolom 2. Terlihat bahwa unsur oksigen sudah berdifusi ke bagian bawah dari lapisan lindung oksida yang terbentuk pada permukaan paduan dengan komposisi 2,72% berat. Gambar 4.c menunjukkan adanya koloni senyawa fasa kedua yang terbentuk di antara lautan matriks α-al dalam paduan AlFeNiMg. Pustaka [3]menyebutkan bahwa senyawa fasa kedua yang terbentuk adalah Al 9 FeNi, Al 3 Fe dan Al 3 Ni dan dalam penelitian ini senyawa tersebut juga terbentuk pada paduan AlFeNiMg. Hal ini dapat dibuktikan dari hasil analisis SEM- EDS seperti pada Gambar 4d atau dalam 105

Tabel 1 kolom 3. Tampak adanya unsur pemadu dalam paduan AlFeNiMg yaitu Fe, Ni dan tentu saja juga Al sebagai unsur utama yang membentuk senyawa Al 9 FeNi, Al 3 Fe dan Al 3 Ni. Unsur oksigen juga terlihat sudah berdifusi ke dalam koloni senyawa fasa kedua ini dengan komposisi 6,75% berat. Oksigen yang berdifusi ke dalam koloni senyawa Al 9 FeNi, Al 3 Fe dan Al 3 Ni lebih tinggi dari pada oksigen yang berdifusi ke dalam matriks α-al. Unsur pemadu Mg juga tampak lebih banyak di koloni senyawa fasa kedua. Munculnya Mg di sini berperan mengikat O 2 membentuk senyawa MgO mengingat unsur Mg mempunyai afinitas terhadap O 2 lebih tinggi dari pada Al dan lebih rendah dari pada Fe dan Ni, akan tetapi Fe dan Ni tidak bersenyawa dengan O 2 tetapi lebih cenderung dan stabil membentuk senyawa dengan Al dalam bentuk senyawa fasa kedua. Sehingga oksida yang berada di dalam koloni senyawa fasa kedua ini diikat oleh Mg dan Al, yang mengakibatkan komposisi oksigen dalam koloni senyawa kedua ini lebih tinggi dari pada komposisi oksigen dalam matriks α-al. Gambar 4.e menunjukkan mikrostruktur yang terbentuk pada permukaan logam paduan AlFeNiMg adalah lapisan oksida. Pustaka [3] menguraikan bahwa lapisan oksida yang terbentuk terbagi menjadi dua bagian yaitu oksida bagian luar (outer oxide) dan oksida bagian dalam (inner oxide). Lapisan oksida bagian luar bersifat porous (large porosity) yang disusun oleh kristal Al-hidroksida bayerite Al(OH) 3 yang terbentuk dan stabil pada temperatur 70 o C dan boehmite AlOOH yang terbentuk dan stabil pada temperatur 165 o 250 o C. Ukuran kristal lapisan oksida bagian luar jauh lebih besar dari lapisan bagian dalam. Lapisan oksida bagian dalam bersifat amorphous yang terdiri dari campuran senyawa Al dan Mg oksida dan hidroksida. Lapisan bagian dalam inilah yang merupakan lapis lindung yang stabil, homogen, padat dan kompak. Pada gambar 4.e, pembagian dua lapisan oksida kurang jelas, namun lapisan bagian dalam masih bisa diidentifikasi atau ditunjukkan oleh adanya koloni senyawa oksida/hidroksida dari Al/Mg dengan adanya warna atau noktah putih. Noktah putih menunjukkan bahwa bagian tersebut mempunyai densitas yang lebih tinggi dari pada bagian gelap seperti di tepi atau permukaan logam, bagian ini menunjukkan keberadaan oksida dan hidroksida Al dan Mg. Pada Gambar 4.f atau dalam Tabel 1 kolom 4 tampak bahwa unsur yang dominan adalah Al dan O, karena posisi pengukuran atau pengambilan data EDS adalah dibagian lapisan luar (outer oxide) sehingga senyawa yang terbentuk kemungkinan besar adalah bayerit Al(OH) 3 dan boehmit AlOOH. Dari ketiga posisi pengambilan SEM-EDS keberadaan unsur C juga cukup besar, kemungkinan ini adalah bawaan dari bahan yang digunakan (impuritas) atau terkontaminasi saat proses peleburan, dan dalam penelitian ini belum dianalisis pengaruh keberadaan impuritas unsur C terhadap paduan. UNSUR Tabel 1. Komposisi kimia hasil uji korosi paduan AlFeNiMg. Mikrostruktur Matriks (% berat) Mikrostruktur Senyawa/ fasa kedua (% berat) Mikrostruktur Lapisan Oksida (% berat) C 34,39 39,07 29,29 O 2,72 6,75 38,72 Mg 0,23 0,28 0,19 Al 62,63 50,69 30,96 Fe 0,01 1,48 0,45 Ni 0,02 1,73 0,39 TOTAL 100,00 100,00 100,00 106

Analisis Mikrostruktur dan Kimia Terhadap Hasil Korosi Pada Ingot AlFeNiMg (Anwar Muchsin, Futhicah) (a). Mikrostruktur matriks α-al (b). Hasil uji SEM-EDS matriks α-al (c). Mikrostruktur senyawa Al Oksida/hidroksida Al dan Mg (d). Hasil uji SEM-EDS paduan Al (e). Mikrostruktur lapis lindung oksida (f). Hasil uji SEM-EDS lapis lindung oksida Gambar 4. Mikrostruktur dan komposisi kimia paduan AlFeNiMg setelah uji korosi pada temperatur 175 o C selama 400 jam (18 hari) menggunakan SEM-EDS pembesaran 1500x. 107

SIMPULAN Hasil analisis mikrostruktur paduan AlFeNiMg pada temperatur uji korosi 75 o C, 125 o C dan 175 o C dengan rentang waktu 216-648 jam terjadi peningkatan tebal lapisan oksida (korosi) mengikuti korelasi parabolik. Pada temperatur uji korosi 125 o C dengan rentang waktu 216-648 jam menunjukkan sifat paduan AlFeNiMg yang stabil dengan terbentuknya lapis lindung oksida di permukaan logam sangat kompak dan bisa berfungsi sebagai penghambat proses korosi selanjutnya. Dari hasil analisis kimia diperoleh informasi bahwa unsur Fe dan Ni lebih cenderung membentuk senyawa fasa kedua Al 9 FeNi, Al 3 Fe dan Al 3 Ni. Sedangkan unsur Mg dan Al membentuk senyawa oksida dan hidroksida, dan peran unsur Mg lebih menonjol untuk membentuk lapis lindung oksida yang stabil, homogen, padat dan kompak. DAFTAR PUSTAKA [1]. Benjamin, M.MA. (1995). Nuclear Reactor Materials and Applications. VNR Company Inc. USA, pages 295-299. Fasa Dan Mikrostruktur Bahan Struktur Paduan Aluminum Ferro-Nikel Hasil Proses Sintesis. Buletin Triwulan Daur Bahan Bakar Nuklir, Akreditasi No.71/ Akred-LIPI/ P2MB/ 5/ 2007, Vol.13 No.3 Juli 2007, hal. 99-107. [3]. M. Wintergerst, N. Dacheux, F. Datcharry, B. Kapusta. (2009). Corrosion of the AlFeNi Alloy Used for The Fuel Cladding in The Jules Horowitz Research Reactor. Journal of Nuclear Materials 393, p. 369-380. [4]. Y. Bergamaschi, Y. Bouilloux, P. Chantoin, B. Guigon, X. Bravo, C. Germain, M. Rommens, P. Tremodeux. Jules Horowitz Reactor, Basic Design, CEA Cadarache, Jules Horowitz Reactor Project 13115 St Paul lez Durance- France. [5]. M. Husna Al Hasa, Anwar Muchsin, Futichah, Ahmad Paid, Hadi Djaya. (2010). Sintesis Paduan Aluminium Fero Nikel Sebagai Bahan Struktur Cladding Elemen Bakar Nuklir. Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakr Nuklir Urania, Akreditasi No. 71/ Akred-LIPI/ P2MBI/ 5/ 2007, Vol.16 No.2, hal. 47-55. [2]. M. Husna Al Hasa. (2007). Formasi 108