Pengaruh reduksi tebal terhadap mikrostruktur dan kekerasan paduan Zr-0,4%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr pasca pengerolan panas

Sari

Abstrak

Paduan Zr-Nb-Fe-Cr telah diteliti sebagai kandidat material kelongsong bahan bakar nuklir. Paduan tersebut mendapat perlakuan pengerolan panas pada temperatur    800 ^°C dengan waktu penahanan 1,5 dan 2 jam  serta reduksi tebal  5 – 25%. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan pengaruh reduksi tebal terhadap mikrostruktur dan kekerasan  paduan Zr-0,4%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr pasca pengerolan panas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi perubahan mikrostruktur paduan dari struktur widmanstätten menjadi kolumnar terdeformasi dan batang pipih terdeformasi. Semakin lama waktu penahanan pada 800 °C maka ukuran butirnya relatif lebih besar.  Selain itu, semakin lama waktu penahanan maka semakin rendah kekerasannya dan semakin besar reduksi tebal yang diterapkan pada paduan maka semakin tinggi kekerasannya. Paduan Zr-0,4%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr mampu menerima deformasi dengan reduksi tebal 5 - 25% tanpa mengalami keretakan. Homogenitas paduan Zr-0,4%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr dapat ditingkatkan dengan proses pengerolan panas.

Kata kunci: paduan Zr-Nb-Fe-Cr, pengerolan panas, reduksi tebal, mikrostruktur,

kekerasan, komposisi kimia.

Abstract

Zr-Nb-Fe-Cr alloys have been studied as a candidate for nuclear fuel cladding material. The alloys were hot-rolled at 800 °C with a retention time of  1.5 to 2 hours  and  a thickness reduction of 5 to 25%. The objective of this research was to obtain the effect of thickness reduction on the microstructures and hardness of Zr-Nb-Fe-Cr alloy after hot rolling. The results of this research show that the evolved microstructures of alloy from widmanstätten structure into deformed columnar and deformed flat bar grains. The longer retention time resulted the dimension in larger grains. Besides, the longer retention time the lower hardness and the greater of the thickness reduction has applied the higher hardness of the alloy will be. The Zr-0.4%Nb-0.5%Fe-0.5%Cr alloy can undergo deformations without cracking at thickness reduction between 5 to 25% . Homogeneity of Zr-0.4%Nb-0.5%Fe-0.5%Cr alloy can be improved by hot rolling process.

Keywords : Zr-Nb-Fe-Cr alloys, hot-rolling, thickness reduction, microstructure,

hardness, chemical composition.