KARAKTERISTIK SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR PADUAN UZrNb PASCA PERLAKUAN PANAS

Sari

ABSTRAK

KARAKTERISTIK  SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR PADUAN UZrNb PASCA   PERLAKUAN PANAS. Telah dilakukan percobaan   untuk mengetahui karakteristik sifat mekanik dan mikrostrukutur yang terjadi pada  bahan bakar paduan UZrNb  hasil pemanasan pada temperatur 325 ^oC  dengan waktu pemananasan 2, 4 dan 6 jam.  Penambahan  unsur Nb  ke dalam paduan UZr menjadi paduan UZrNb dan proses perlakuan panas  akan mempengaruhi karakteristik sifat mekanik  dan mikrostruktur paduan UZrNb. Mula-mula dibuat paduan UZrNb dengan menggunakan tungku peleburan busur listrik  dengan komposisi Nb  berturut-turut sebesar 1%, 4% dan 7%.  Paduan UZrNb yang bervariasi komposisi tersebut yakni U-10%Zr-1%Nb, U10%Zr-4%Nb dan U-1%Zr-10%Nb selanjutnya dipanaskan pada temperatur  325  ^oC dengan waktu yang berubah-ubah berturut-turut  2, 4 dan 6 jam.   Paduan UZrNb yang telah dipanaskan selanjutnya diuji sifat mekanik dan mikrostruktur. Pengujian sifat mekanik dilakukan dengan menggunakan uji kekerasan mikro sedangkan pemeriksaan mikrostruktur dengan menggunakan mikroskop optik.  Hasil pengujian kekerasan menunjukkan bahwa pada kandungan unsur Nb  yang berubah  di dalam paduan UZrNb   yang dipanaskan  pada temperatur dan waktu tetap   maka  kekerasan paduan UZrNb akan menurun. Pada  penambahan unsur  Nb sebesar 1 %  ke dalam paduan UZr  yang dipanaskan pada temperatur 325 ^oC selama 2 jam paduan UZrNb yang terbentuk mempunyai kekerasan sebesar 814 HVN dan  akan   naik menjadi 845,9 HVN  dan menjadi  661,9 HVN bila kadar Nb menjadi 7%.   Demikian pula dari pengujian kekerasan  sampel yang dipanaskan pada temperatur tetap dan  kandungan Nb   tetap  tetapi  waktu pemanasan yang berubah    menunjukkan penurunan nilai kekerasan  paduan UZrNb. Sebagai contorh pada paduan UZrNb dengan kandungan Nb tetap 1%   yang dipanaskan pada temperatur tetap 325 ^oC selama 2 jam paduan UZrNb tersebut mempunyai nilai kekerasan sebesar  814 VHN  dan menjadi 774,7VHN  ketika dipanaskan selama 4 jam selanjutnya menjadi 614 HVN.  Dari hasil pemeriksaan mikrostruktur paduan UZrNb diperoleh hasil bahwa pada kandungan unsur Nb yang berubah  dari 1 % menjadi4% dan 7%  yang   dipanaskan  pada temperatur dan waktu tetap   maka diperoleh ukuran butir semakin membesar. Demikian  pula  pada pemanasan paduan UZrNb dengan temperatur  dan kandungan Nb  tetap tetapi waktu pemanasan berubah maka diperoleh ukuran butir semakin membesar. Pada  pemeriksaan mikrostruktur paduan UZrNb yang dipanaskan pada temperatur 325 ^oC dan waktu tetap 2 jam  tetapi kandungan Nb berubah  dari 1% Nb menjadi 4% Nb maka ukuran butir   berubah dari  10,9  µm menajadi 13,1 µm. Sementara itu, paduan UZrNb  yang mempunyai kandungan Nb 1% dan dipanaskan pada temperatur  325 ^oC selama 2 jam akan  mempunyai ukuran butir sebesar 10,9 µm  dan akan naik menjadi berukuran 13,1 µm bila  kandungan Nb sebesar 4%.

Kata kunci : Paduan UZrNb, perlakuan panas, sifat mekanik dan mikrostruktur

ABSTRACT

MECHANICAL PROPERTIES AND MICRSTRUCTURE  CHARACTERISTICS OF UZrNb ALLOY POST HEAT TREATMENT. Experiments have been performed to characterize the mechanical properties and microstrucuture  that occurs in the UZrNb  fuel alloy heating results at temperatures of 325 ° C with a time of warming has 2, 4 and 6 hours. The addition of Nb element into the UZr alloy to be UZrNb alloy and  heat treatment  process will affect the mechanical characteristics and microstructure of alloys UZrNb. At first made UZrNb alloys using electric arc furnace smelting on the composition of Nb in a row at 1%, 4% and 7%. UZrNb alloy composition is varied the U-10% Zr-1% Nb, U10% Zr-4% Nb and U-1% Zr-10% Nb further heated at a temperature of 325 ° C by an arbitrary time 2, 4 and 6 hours respectively. UZrNb alloy that has been heated were then tested for mechanical properties and microstructure. Testing of mechanical properties is done by using a micro hardness test, while examination of the microstructure using optical microscope. Hardness testing results indicate that the content of Nb element has changed in the alloy is heated at a temperature UZrNb a fixed time and then the violence will decrease alloy UZrNb. On the addition of 1% Nb element into the UZr  alloy is heated at a temperature 325 oC for 2 hours UZrNb formed alloy has hardness of 814 HVN will fall to 845.9  HVN when the Nb content increased to 4%. Such from hardness testing of sample  that is heated at fixed temperature and fixed Nb content but heting time changed shown the decreasing of UZrNb alloy harness. As an example is UZrNb alloy with content of fixed 1% Nb that is heating at temperature 325 ^oC for 2 hours the UZrNb alloy have  the hardness of 814 VHN and will decrease to 845,9  HVN when  is heated for 4 hours. From microstruture observation of UZrNb alloy is result that at Nb element content  changed and is heated at fixed  temperature and time so is resulted the bigger of grain size.   At microstructure observation of UZrNb alloy that is  heated at fixed temperature 325 oC and time for 2 hours but the Nb element content change from 1 % to 4%   so the  grain size will changed from 10,9  µm to 13,1 µm. While, UZrNb alloy that have the Nb element content  and is heated temperature of at 325 oC for 2 hours will have grain size of 10,9 µm and wil increased to 13,1 µm  if  the Nb element contain is 4 %.

Key word : UZrNb alloy, heat treatment,  mechanical property  and microstructure characterictic.