KEUNGGULAN SIFAT METALURGI DAN LAJU KOROSI PADUAN AlMgSi UNTUK KELONGSONG BAHAN BAKAR U3Si2-Al DENSITAS 4,8 gU/cm3

Sari

ABSTRAK

KEUNGGULAN SIFAT METALURGI DAN LAJU KOROSI PADUAN AlMgSi UNTUK KELONGSONG BAHAN BAKAR U₃Si₂-Al DENSITAS
4,8 gU/cm³. Bahan bakar U₃Si₂-Al densitas tinggi mempunyai kekerasan yang lebih tinggi sehingga dalam proses fabrikasinya harus menggunakan kelongsong yang kompatibel dengan bahan bakar yang dikungkungnya. Bila digunakan paduan AlMg₂ sebagai kelongsong bahan bakar densitas tinggi dapat terjadi efek dogbone pada saat proses perolan. Oleh karena itu perlu dicari alternatif bahan kelongsong sebagai pengganti kelongsong AlMg₂. Salah satunya adalah paduan AlMgSi yang mempunyai sifat metalurgi dan laju korosi lebih baik dari kelongsong AlMg₂, sehingga paduan tersebut dipandang baik untuk menjadi kelongsong bahan bakar densitas tinggi yaitu 4,8 gU/cm³. Proses fabrikasi pembuatan bahan bakar U₃Si₂-Al densitas 4,8 gU/cm³ dengan paduan AlMgSi sebagai kelongsong hampir sama dengan menggunakan kelongsong AlMg₂ hanya berbeda pada temperatur perolan dan anil. Perolan kelongsong AlMg₂ dilakukan pada temperatur 415 °C dan proses anil pada 425 °C sedangkan perolan kelongsong AlMgSi dilakukan pada temperatur 450 °C dan proses anil pada temperatur 480 °C. Untuk membuktikan kelongsong AlMgSi mempunyai sifat metalurgi dan laju korosi lebih baik dari kelongsong AlMg₂, maka PEB U₃Si₂-Al densitas 4,8 gU/cm³ yang menggunakan kelongsong AlMgSi dan PEB U₃Si₂-Al densitas 4,8 gU/cm³ yang menggunakan kelongsong AlMg₂ dikenakan pengujian metalurgi yang meliputi analisis mikrostruktur, analisis kekerasan dan analisis uji korosi. Kemudian kedua hasil analisisnya dibandingkan. Dari hasil analisis mikrostruktur diperoleh bahwa morfologi ikatan antar muka (interface bonding), kekerasan dan laju korosi kelongsong AlMgSi lebih baik dari kelongsong AlMg₂. Data analisis sifat metalurgi dan laju korosi kelongsong AlMgSi yang diperoleh diharapkan dapat dipakai sebagai perbaikan perancangan fabrikasi bahan bakar reaktor riset PEB U₃Si₂-Al dengan muatan uranium yang tinggi menggunakan kelongsong AlMgSi.

KATA KUNCI: U₃Si₂-Al, densitas 4,8 gU/cm³, kelongsong AlMgSi, metalurgi, korosi

ABSTRACT

IMPROVEMENTS IN METALLURGICAL PROPERTIES AND RATE OF CORROSION OF AlMgSi ALLOY FOR U₃Si₂-Al FUEL CLADDING WITH A DENSITY OF 4.8 gU/cm³ . The utilization of high-density nuclear fuel must be supported by cladding material that is compatible with the fuel it contains considering high-density fuel possesses greater hardness. If AlMg₂ alloy is used as high density fuel cladding, dog bone effect may occur during rolling. For this reason, alternate cladding material is being investigated to replace the AlMg₂ cladding. One of the candidates is AlMgSi alloy which exhibits better metallurgical properties and rate of corrosion compared to AlMg₂ cladding, thus regarded as suitable for high uranium density of 4.8 gU/cm³. In addition, the fabrication process of AlMgSi alloy as a cladding for U₃Si₂-Al fuel plate with a uranium density of 4.8 gU/cm³ is almost similar to that of the AlMg₂ cladding. The differences are only in the rolling and annealing temperatures, in which the rolling of AlMg₂ cladding is carried out at 415 °C and the annealing at 425 °C while the rolling of AlMgSi is performed at 450 °C and the annealing at 480 °C. To establish that AlMgSi cladding has better rate of corrosion and metallurgical properties compared to the AlMg₂ cladding, the U₃Si₂-Al fuel plates having a uranium density of 4.8 gU/cm³ that employ AlMgSi cladding and the ones that employ AlMg₂ cladding undergo metallurgical testings, which include metallurgy analyses, i.e. microstructure and hardness, and corrosion testing. The results of the two analyses are then compared. From the analysis of the microstructure, it is revealed that the morphology of the interface bonding, hardness and rate of corrosion of the AlMgSi cladding are better than those of the AlMg₂ cladding. The data from the analysis of the metallurgical properties and rate of corrosion of the AlMgSi cladding obtained are expected to serve as a correction to the design of the U₃Si₂-Al fuel plate for research reactor with a high uranium density using AlMgSi cladding.

FREE TERMS: U₃Si₂-Al, uranium density of 4.8 gU/cm³, AlMgSi cladding, metallurgy, corrosion