PENINGKATAN KETAHANAN KOROSI ZIRCALOY-4 MELALUI PEMADU TIMAH, TEMBAGA DAN NIOBIUM

Sari

ABSTRAK

PENINGKATAN KETAHANAN KOROSI ZIRCALOY-4 MELALUI PEMADU TIMAH, TEMBAGA DAN NIOBIUM. Penelitian ini bertujuan untuk: pertama mengetahui pengaruh Sn terhadap mikrostruktur, kekerasan, dan ketahanan terhadap korosi Zircaloy-4; kedua mengetahui pengaruh substitusi Sn dengan Cu, dan penambahan Nb terhadap mikrostruktur, kekerasan dan ketahanan terhadap korosi Zircaloy-4. Ingot dibuat dengan tungku busur listrik dalam kondisi gas argon. Spesimen dianil pada suhu 1050 °C (daerah β) dalam atmosfer gas argon selama 30 menit kemudian dicelup cepat ke dalam air (pencelupan cepat-β/ β-quenching). Setelah itu, penganilan dilakukan pada suhu 720 °C selama 90 menit dalam atmosfer gas argon untuk mengurangi kekerasan spesimen agar tidak terjadi kerusakan pada mesin rol pada saat pengerolan, kemudian dilanjutkan dengan pengerolan dingin 10% pada suhu 300 °C. Penganilan akhir dilakukan pada suhu 700 °C selama 60 menit dalam atmosfer gas argon. Diperoleh hasil sebagai berikut: Penambahan Cu sebanyak 0,1% lebih dari cukup untuk menggantikan penurunan kekerasan akibat penurunan Sn dari 1,5 menjadi 0%. Sementara, penambahan Nb menyebabkan penurunan kekerasan. Ketahanan korosi Zircaloy-4 dapat ditingkatkan melalui substitusi Sn dengan Cu serta penambahan Nb, dengan sifat mekanik (kekerasan) yang sama. Komposisi paduan Zr-0,2Fe-0,1Cr-0,1Cu-0,1Nb memiliki kekerasan dan ketahanan terhadap oksidasi optimum.

KATA KUNCI: korosi, zircaloy-4, pemadu timah, pemadu niobium, pemadu tembaga, anil, celup cepat, pengerolan, Zr-0,2Fe-0,1Cr-0,1Cu-0,1Nb, presipitat, kekerasan mikro, struktur mikro.

ABSTRACT

INCREASING CORROSION RESISTANCE ZIRCALOY-4 THROUGH TIN, COPPER AND NIOBIUM ALLOYING. The objectives of this research are (1) to know the effect of Sn on microstructure, hardness, and corrosion resistance of Zircaloy-4, and (2) to know the effect of substitution of Sn with Cu, and addition of Nb on microstructure, hardness, and corrosion resistance of zircaloy-4. The ingot was prepared by an electrical spark furnace in argon gas condition. The specimen was annealed at 1050 °C ( β-region) in argon gas for 30 minutes then β̵-queched in water. After that, annealing was done at 720 °C for 90 minutes in argon gas for reducing specimen hardness in order to prevent the rolling machine not broken when it was rolling, and then to be continued with 10% cold rolling at a temperature of 300 °C. Final annealing was performed at 700 °C for 60 minutes in argon gas atmosphere. It was found that Cu addition as much as 0.1% was more than enough to overcome hardness decrease as an effect of Sn elimination from 1.5% to 0%. Meanwhile, Nb addition caused the hardness decrease. Corrosion resistance of Zircaloy-4 was increased by Sn substitution with Cu and Nb addition with the same mechanical properties. The alloy composition of Zr-0,2Fe-0,1Cr-0,1Cu-0,1Nb had optimum hardness and corrosion resistance.

FREE TERMS: corrosion, zircaloy-4, tin alloying, niobium alloying, copper alloying, aneal, quenching, rolling, Zr-0,2Fe-0,1Cr-0,1Cu-0,1Nb, precipitate, microhardness, mistructure