ANALISIS PENGARUH PROSES PENGEROLAN DAN PENEMPAAN PANAS PADA SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADUAN ZrNbMoGe

Sari

ABSTRAK

Analisis Pengaruh proses pengerolan dan penempaan paNAS PADA SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADUAN ZrNbMoGe. Penelitian kombinasi teknik pembentukan bahan dengan proses pengerolan dan penempaan  dilakukan  untuk  meningkatkan  sifat mekanik paduan ZrNbMoGe yang dirancang untuk bahan kelongsong bahan bakar PLTN.  Pengaruh proses pengerolan dan penempaan terhadap perubahan kekerasan  dianalisis dengan pengujian  struktur mikro dan struktur kristal ingot hasil peleburan. Pengujian dilakukan pada paduan dengan komposisi (% berat) 97% Zr, 0,5% Mo, 2% Nb dan 0,5% Ge hasil peleburan dengan tungku busur listrik. Proses pengerolan panas dilakukan pada  900 ^oC dan proses penempaan panas pada temperatur  950 ^oC.  Pengamatan sifat mekanik dilakukan dengan uji kekerasan mikro Vickers, uji struktur mikro dilakukan dengan mikroskop optik, sedangkan struktur kristal diamati dengan uji difraktometer sinar-X. Hasil uji kekerasan sebelum proses pengerolan dan penempaan adalah 141,21 HV,  setelah pengerolan panas kekerasannya meningkat menjadi 210,47 HV dan setelah proses penempaan panas kekerasannya adalah 365,75 HV.  Data struktur mikro menunjukkan peristiwa pengorientasian arah kristal (texturing) terlihat jelas akibat pengaruh proses-proses pengerolan dan penempaan panas. Pola difraksi memperlihatkan kecenderungan preferred orientation dominan mengarah ke bidang refleksi (10ī1) yang teridentifikasi melalui peningkatan cacahan dari sekitar 2500 counts menjadi sekitar 3000 counts. Disimpulkan bahwa proses pengerolan dan penempaan panas mampu mengubah sifat mekanik (kekerasan dan tekstur) dan struktur mikro bahan.

Kata kunci: penempaan panas, pengerolan panas, kekerasan, struktur mikro, struktur kristal dan paduan ZrNbMoGe.

ABSTRACT

ANALYSIS of Hot rolling and Hot Forging Effects on Mechanical Properties and Microstructure of ZrNbMoGe Alloy. Research on formation technique by a combined method of  rolling and forging has been carried out in order to improve the mechanical properties of ZrNbMoGe alloy to be used as fuel cladding in NPP (Nuclear Power Plant) application. The effects of rolling and forging were analyzed several tests.  The tests were conducted for zirconium alloy specimen with a composition of (in % wt.) 97% Zr, 0,5% Mo, 2% Nb and 0,5% Ge, where the specimen was melted with an arc-furnace. The hot rolling and forging were conducted at 900 ^oC and 950 ^oC respectively. Hardness test was carried out by using a microhardness testing machine, while  microstructure examination and crystal structure analysis were conducted with an optical microscope and an X-ray diffractometer. The results show that the hardness of the alloy increase from 141.21 HV (starting material) to 210.47 HV (hot rolled material) and 365.75 HV (hot forged material). Texturing phenomenon is clearly figured on the microstructure due to hot rolling and forging process. Analysis by diffractogram also indicates that the hot rolling and forging process has influence on the crystal orientation of dominant  preferred direction in the reflection plane of (10ī1), recorded from the rise of intensity counting from about 2500 to 3000. In summary, hot forging and rolling process can change the mechanical properties (hardness and texture) and microstructure of materials.

Keywords: hot forging, hot rolling, hardness, microstructure, crystal structure, ZrNbMoGe