Oleh : Ridwan Sunarya Pembimbing : Dr. Widyastuti S.Si, M.Si Ir. Lilis Mariani, M.Eng. (LAPAN)

dokumen-dokumen yang mirip
Muhammad Sofyan Lazuardi Dosen Pembimbing Dr. Widyastuti, S.Si, M.Si

JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGI Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember. A Decade of Open Sharing SURABAYA

KAJIAN PELAPISAN YSZ, CSZ, ALUMINO SILIKAT PADA BAJA S45C DENGAN FLAME SPRAY COATING

BAB V HASIL PENELITIAN. peralatan sebagai berikut : XRF (X-Ray Fluorecense), SEM (Scanning Electron

BAB III PROSEDUR PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

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

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Penelitian Sebelumnya

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Foto Mikro dan Morfologi Hasil Pengelasan Difusi

TERHADAP KETAHANAN TERMAL DAN KEKUATAN LEKAT PADA

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Sidang Tugas Akhir (TM091486)

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 LatarBelakang

BAB IV ANALISIS & HASIL PERCOBAAN

Pengaruh Komposisi Komposit Al 2 o 3 /Ysz dan Variasi Feed Rate terhadap Ketahanan Termal dan Kekuatan Lekat pada Ysz-Al 2 o 3 /Ysz Double Layer Tbc

BAB VI PEMBAHASAN. hasil pelapisan Ni-Cr menggunakan thermal spray powder coating terhadap

1 BAB I BAB I PENDAHULUAN

Galuh Intan Permata Sari

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

Pengaruh Thermal Spray Coating Dengan Variasi Jumlah Lapisan Terhadap Kekerasan Material Baja Karbon Rendah

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) F-50

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: ( Print) E52

Tris Sugiarto 1, Beta Hendrian 2, dan Fian Erfianto 3 1,2,3

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Keramik. KERAMIKOS (bahasa Yunani) sifat yang diinginkan dari material ini secara normal dapat dicapai melalui proses perlakuan panas Firing

TUGAS AKHIR TL

BAB I PENDAHULUAN. saat langkah kompresi dan pembakaran akan dihasilkan tekanan dan temperatur

ANALISA KEGAGALAN PIPA BAJA TAHAN KARAT 316L DI BANGUNAN LEPAS PANTAI PANGKAH-GRESIK

PENGARUH KOMPOSISI KAOLIN TERHADAP DENSITAS DAN KEKUATAN BENDING PADA KOMPOSIT FLY ASH- KAOLIN

BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang

REFRAKTORI ( BATU TAHAN API )

Scanned by CamScanner

PELAPISAN GRAFIT DENGAN TITANIUM KARBIDA DENGAN METODA PIRAC (POWDER IMMERSION REACTION ASSISTED COATING)

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

STUDI ANTAR MUKA TOP COAT DAN BOND COAT PADA REKAYASA PELAPISAN ALUMINA SEBAGAI LAPISAN PERINTANG PANAS UNTUK APLIKASI TEMPERATUR TINGGI

PEMBENTUKAN LAPISAN TIPIS TiC MENGGUNAKAN METODE PIRAC : OKSIDASI PADA 980 o C DI UDARA

BAB I PENDAHULUAN. Slag (terak) merupakan limbah industri yang sering ditemukan pada proses

HASIL DAN PEMBAHASAN. dengan menggunakan kamera yang dihubungkan dengan komputer.

BAB IV PEMBAHASAN. BAB IV Pembahasan 69

BAB IV PEMBAHASAN Data Pengujian Pengujian Kekerasan.

PENGARUH JARAK NOZZLE PADA PROSES COATING FeCrBMnSi DENGAN METODE WIRE ARC SPRAY TERHADAP KETAHANAN THERMAL

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Karakterisasi Bentuk Partikel SiC yang Dilapisi dengan MgAl 2 O 4 Berdasarkan Variabel Konsentrasi Ion Logam

Please refer as: Bondan T. Sofyan, Marizki Stefano, Haposan J. Pardede, Edi Sofyan, 2004, Pengaruh Kekasaran Permukaan terhadap Kekuatan Lekat dan

BAB III METODE PENELITIAN. penelitian ini dilakukan pembuatan keramik Ni-CSZ dengan metode kompaksi

METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian dilakukan di laboratorium material teknik, Jurusan Teknik Mesin,

PENGARUH VARIASI WAKTU TAHAN PADA PROSES NORMALIZING TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 310S PADA PRESSURE VESSEL

I. PENDAHULUAN. Al yang terbentuk dari 2 (dua) komponen utama yakni silika ( SiO ) dan

TUGAS PENYAMBUNGAN MATERIAL 5 RACHYANDI NURCAHYADI ( )

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Pada penelitian ini menggunakan metode screen printing melalui proses :

PENGARUH WAKTU PENGELASAN GMAW TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK SAMBUNGAN LAS LOGAM TAK SEJENIS ANTARA ALUMINIUM DAN BAJA KARBON RENDAH

Pengaruh Jarak Nozzle dan Tekanan Gas pada Proses Pelapisan FeCrBMnSi dengan Metode Wire Arc Spray terhadap Ketahanan Thermal

JENIS JENIS REFRAKTORI JENIS REFRAKTORI

SKRIPSI / TUGAS AKHIR

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS

BAB IV PENGEMBANGAN MATERIAL PENYUSUN BLOK REM KOMPOSIT

SIDANG TUGAS AKHIR Pengaruh Waktu Milling dan Temperatur Sintering Terhadap Pembentukan PbTiO 3 dengan Metode Mechanical Alloying

DENSITAS DAN KEKUATAN BENDING PADA MATERIAL KOMPOSIT FLY ASH-MGO

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH TEMPERATUR TEMPERING PADA PROSES QUENCHING TEMPERING TERHADAP SIFAT MEKANIK BAJA AISI 4140

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. keliatan dan kekuatan yang tinggi. Keliatan atau ductility adalah kemampuan. tarik sebelum terjadi kegagalan (Bowles,1985).

Pengaruh Penambahan Aluminium (Al) Terhadap Sifat Hidrogenasi/Dehidrogenasi Paduan Mg 2-x Al x Ni Hasil Sintesa Reactive Ball Mill

VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TEHADAP DENSITAS DAN KEKERASAN PADA KOMPOSIT

II. EKSPERIMEN I. PENDAHULUAN

LOGO. STUDI EKSPANSI TERMAL KERAMIK PADAT Al 2(1-x) Mg x Ti 1+x O 5 PRESENTASI TESIS. Djunaidi Dwi Pudji Abdullah NRP

Optimasi Proses Sand Blasting Terhadap Laju Korosi Hasil Pengecatan Baja Aisi 430

Kategori Sifat Material

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR PADA PROSES PERLAKUAN PANAS BAJA AISI 304 TERHADAP LAJU KOROSI

BAB IV HASIL PENELITIAN

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGARUH TEMPERATUR PADA PENGELASAN DIFUSI LOGAM LAS TAK SEJENIS ANTARA ALUMINIUM DAN BAJA DENGAN METODE THERMAL SPRAY TESIS.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah

Pengaruh Penambahan Cobalt (II) Aniline Terhadap Sifat Mekanik dan Thermal Epoksi Sebagai Bahan Adhesif Baja ASTM A-36

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan metode

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH KOMPOSISI CERAMIC SHELL PADA INVESTMENT CASTING TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN DAN POROSITAS PRODUK TOROIDAL PISTON

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

I. PENDAHULUAN. mengalami pembebanan yang terus berulang. Akibatnya suatu poros sering

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Untuk mendapatkan jawaban dari permasalahan penelitian ini maka dipilih

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

PENGARUH PENAMBAHAN 10%wt Mg DAN KECEPATAN MILLING TERHADAP PERUBAHAN STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK PADUAN Al-Mg

Perbaikan Sifat Mekanik Paduan Aluminium (A356.0) dengan Menambahkan TiC

TEKNIKA VOL.3 NO.1 APRIL_

SINTESIS DAN KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK BAHAN NANOKOMPOSIT EPOXY-TITANIUM DIOKSIDA

KERUSAKAN REFRAKTORI

BAB I PENDAHULUAN. Salah satu pemanfaatan tenaga nuklir dalam bidang energi adalah

KARAKTERISTIK HASIL PENGELASAN PIPA DENGAN BEBERAPA VARIASI ARUS LAS BUSUR LISTRIK

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

BAB IV PROSES PERLAKUAN PANAS PADA ALUMINIUM

PENGARUH PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 310S

BAB I PENDAHULUAN. Banyak cara yang dapat dilakukan dalam teknik penyambungan logam misalnya

Pengaruh Variasi Arus dan Jenis Elektrode pada Pengelasan Smaw Terhadap Sifat Mekanik Baja Karbon

TUGAS AKHIR TL141584

ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN KARAKTERISTIK XRD PADA MATERIAL STAINLESS STEEL DENGAN KADAR KARBON YANG BERBEDA

BAB III METODE PENELITIAN

BAB IV METODE PENELITIAN. Start

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. Poros adalah bagian terpenting dari setiap mesin. Peran poros yaitu

Transkripsi:

Pengaruh rasio pencampuran Al 2 O 3 SiO 2 sebagai pelapis pada baja 4340 terhadap sifat thermal dan daya rekat dengan metode Flame Spray untuk aplikasi nozel roket Oleh : Ridwan Sunarya. - 2709100081 Pembimbing : Dr. Widyastuti S.Si, M.Si Ir. Lilis Mariani, M.Eng. (LAPAN) JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGI FTI - ITS

BAB I PENDAHULUAN

Roket dan Nozzle Guidance System Frame Requirement -Stabil pada temperatur tinggi (1200-1700 0 C) -Tahan tekanan tinggi (75-120 kn) - Dapat menahan beban kejut saat temperatur tinggi Nozel mengontrol laju aliran, kecepatan, massa, arah dan tekanan fluida, yang keluar Bahan superalloy, coating material keramik

LATAR BELAKANG Nozel LAPAN berbahan S45C yang dilapisi grafit GAGAL Material 4340 mendekati properties nozel roket NASA Adanya penelitian mengenai pelapisan dengan keramik Al 2 0 3 - SiO 2 sebagai thermal barrier coating (X.Q Cao, et.al).

Pelapisan serbuk WC dengan metode HVOF (Bondan, 2006) Inserting grafit pada nozzle roket (LAPAN, 2008) Baja 4130 sebagai material nozzle (NASA, 2004) Pelapisan Material Pelapisan B 4 C pada S45C dan ST37 dengan Powder Packed ( Ratih, 2004) Penggunaan S45C sebagai bahan nozzle (LAPAN, 2008) Titanium Base Alloy (LAPAN, 2008) Pelapisan Al 2 O 3 - SiO 2 sebagai thermal barrier coating untuk nozzle (Ridwan, 2013)

METODE THERMAL SPRAY HVOF ARC SPRAYING FLAME SPRAY VACUUM PLASMA PLASMA SPRAY COLD GAS SPRAYING

Komposisi serbuk Jenis serbuk Tebal lapisan Variabel Proses Bentuk serbuk Jarak Spraying Ukuran serbuk

Batasan Masalah Serbuk yang digunakan merupakan pro analisisis Pencampuran dan tebal lapisan serbuk dianggap homogen Parameter proses pelapisan konstan Unsur pengotor maupun faktor lingkungan dianggap tidak berpengaruh

Rumusan Masalah Adhesifitas optimum Tujuan Penelitian Persentase Al 2 O 3 - SiO 2 Persentase Al 2 O 3 - SiO 2?? Adhesifitas optimum Ketahanan Termal Persentase Al 2 O 3 - SiO 2 Persentase Al 2 O 3 - SiO 2?? Tahan Termal

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Proses Flame Spray Thermal spray metode pelapisan dimana lapisan yang dibentuk berasal dari tetesan material yang melted atau semi melted. Metode Flame Spray salah satu metode Thermal Spray yang cocok digunakan untuk proses ceramic coating (Maria Oksa et.al.,2011) Material Dapat berupa serbuk atau kawat. Dipanaskan di flame Temperatur flame dapat mencapai 3000 0 C Spray menuju substrat Terjadi mechanical bonding antara lapisan dengan substrat

Metode Flame Spray Properties Adhesive strength (MPa) Teknik pelapisan Flame Spray Plasma Spray HVOF 15-30 15 25 90 Porositas (%) 10-20 1 7 < 1 Ketebalan (um) 100 2500 300 1500 100-300 Ukuran partikel (um) 5 100 20 90 5-45

Material Thermal Barrier Coating (TBC) Mampu menahan beban operasi mendekati titik lelehnya Mampu menahan degradasi mekanik pada temperatur tinggi Material Keramik Tidak mudah bereaksi dengan lingkungannya saat temperatur tinggi

Tabel perbandingan material TBC Material Thermal Barrier Coating ZrO 2 YSZ Mullite Al 2 O 3 SiO 2 TiO 2 La 2 ZrO 4 Titik leleh ( 0 C) 2600 2700 1850 2050 1726 1825 2300 Koefisien thermal (10-6 K -1 ) 15.3 11.5 5.3 9.6 10.3 9.4 9.1 Konduktifitas termal (W/mK) 2.17 2.12 3.3 5.8 2.08 3.3 1.56 Poisson Number (- 10 ) 0.25 0.22 0.25 0.26 0.17 0.28 0.28 *X.Q. Cao, et.al, 2004

Al 2 O 3 - Stabil temperatur tinggi - Kekerasan tinggi - Tahan oksidasi - Memiliki sifat ulet - Tahan oksidasi Mullite -Konduktifitas thermal kecil -High resistance oxidative - High thermal shock resistance SiO 2 *Giovanni Di Girolamo, et.al, 2010

Diagram Fasa Mullite

Baja 4340 Tabel Komposisi Kimia Baja AISI 4340 (ASMHandbook Vol. 1) UNSUR PADUAN wt (%) Carbon 0.38 0.43 Chromium 0.70 0.90 Manganese 0.60 0.80 Molybdenum 0.20 0.30 Nickel 1.65 2.00 Silicon 0.15 0.35

Tabel Perbandingan Material Nozel S45C Material nozel (4130) 4340 Density (kg/cm 3 ) 7.7 7.83 * 7.85 Modulus of elasticity ( 10 3 ksi) 28.89 29.0 * 21.0 Tensile Strength (Mpa) 686 710 1420 Yield strength (Mpa) 490 540 1325 * NASA Astrophysics Data System

BAB III METODOLOGI

Bahan Bahan Baja 4340 Serbuk NiAl Serbuk Silika Serbuk Alumina

PERALATAN Neraca Flame Spray Pyrometer Shieve Shaker Ball milling Las Oksiasetilen

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Karakterisasi material serbuk Serbuk Al 2 O 3 a b Gambar Serbuk Al 2 O 3 (a) sebelum, (b) setelah proses milling

Serbuk SiO 2 a b Gambar Serbuk SiO 2 (a) sebelum, (b) setelah proses milling

Serbuk campuran Al 2 O 3 dan SiO 2 a b Al 2 O 3 SiO 2 c (a) 80% Al 2 O 3 + 20% SiO 2 (b) 70% Al 2 O 3 + 30%SiO 2 (c) 60% Al 2 O 3 + 40% SiO 2

PROSES PELAPISAN SUBSTRAT 4340 SETELAH DI ABRASIVE GRIT BLASTING SETELAH DILAPISI NIAL SETELAH DILAPISI AL 2 0 3 - SiO 2

Proses pemanasan spesimen a b Gambar (a) proses pemanasan (b) spesimen yang telah di uji thermal

PENGUJIAN SAMPEL

Hasil Pengujian SEM Sebelum pengujian termal topcoat bondcoat substrat (a) 80% Al 2 O 3 + 20% SiO 2 (b) 70% Al 2 O 3 + 30%SiO 2 dan (c) 60% Al 2 O 3 + 40% SiO 2

Permukaan kasar Serbuk Silika mempunyai permukaan kasar Interpartikel friction menjadi lebih besar Flowability menjadi berkurang Serbuk saat dispray cenderung menumpuk Semakin banyak persen SiO semakin tebal lapisan

Setelah pengujian termal topcoat bondcoat substrat (a) 80% Al 2 O 3 + 20% SiO 2 (b) 70% Al 2 O 3 + 30%SiO 2 dan (c) 60% Al 2 O 3 + 40% SiO 2

Lapisan tidak rata Hasil morfologi lapisan yang tidak merata Menyebabkan adanya sudut yang dapat memicu initial crack Terjadi pengurangan tebal lapisan setelah uji thermal Saat uji thermal terjadi tekanan di lapisan pada temperatur 1400 0 C

Hasil Pengujian XRD a Sebelum pengujian termal b c (a) 80% Al 2 O 3 + 20% SiO 2 (b) 70% Al 2 O 3 + 30%SiO 2 dan (c) 60% Al 2 O 3 + 40% SiO 2

Setelah pengujian termal a b c (a) 80% Al 2 O 3 + 20% SiO 2 (b) 70% Al 2 O 3 + 30%SiO 2 dan (c) 60% Al 2 O 3 + 40% SiO 2

Sebelum thermal tidak terbentuk mullite?? Temperatur pada saat flame spray belum mencapai diatas1400 0 C Waktu pemanasan yang dibutuhkan untuk mullitization kurang

Hasil Pengujian Adhesifitas Semakin banyak SiO 2 semakin turun adhesifitas WHY??

Serbuk silika yang berbentuk kasar pada permukaannya Terjadi banyak porositas pada tiap serbuk kasar Ikatan antar partikel serbuk yang terbentuk rendah Semakin banyak serbuk silika menyebabkan kekuatan adhesifitas semakin menurun porositas

KESIMPULAN Persentase Al 2 O 3 berpengaruh terhadap adhesivitas lapisan, semakin banyak persen SiO 2 maka kekuatan adhesif lapisan semakin menurun Persentase Al 2 O 3 - SiO 2 mempengaruhi ketebalan lapisan yang terbentuk, semakin banyak persen SiO 2 maka semakin tebal lapisan yang terbentuk. Serbuk dengan persentase 70% Al 2 O 3 30%SiO 2 merupakan yang paling optimum untuk membentuk fasa mullite.

Sekian Pertanyaan?? Saran??