Studi Fasa Dan Mikrostruktur High Temperature Resistant Ceramic Metal Superalloy Setelah Pemanasan Berulang Pada 900°C Menggunakan Oxygen Acytelene

Rahman, Abdur (2026) Studi Fasa Dan Mikrostruktur High Temperature Resistant Ceramic Metal Superalloy Setelah Pemanasan Berulang Pada 900°C Menggunakan Oxygen Acytelene. Other thesis, lnstitut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2706100002_Undergraduate-Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (16MB) | Request a copy

Abstract

Turbin gas merupakan bagian dari pembangkit tenaga listrik, dalam operasinya sering kali menemui kendala-kendala yang disebabkan adanya beberapa komponen dari turbin gas yang mengalami kerusakan akibat temperatur kerja yang tinggi (850-1070°C), sehingga kinerjanya menjadi berkurang. Untuk menunjang kinerja turbin gas, maka material tersebut harus memiliki kekuatan dan stabilitas yang baik, konduktivitas thermal yang tinggi dan ekspansi thermal yang rendah, mengingat komponen tersebut bekerja pada temperatur tinggi sehingga material yang digunakan pada komponen tersebut Adalah material yang memiliki ketahanan pada temperatur tinggi yaitu jenis paduan dasar nikel (nickel/Cobalt based superalloys). Pada penelitian ini akan dilakukan analisa studi fasa dan mikrostruktur spesimen Nickel-Cobalt base superalloy yang sudah mengalami proses Thermal Barrier Coating (TBC). Lapisan TBC terdiri dari dua, pertama lapisan dalam (metalic bond coat) kemudian lapisan luar (top coat). Metode pelapisan dengan TBC (Thermal Barier Coating) menggunakan teknik APS (Atmosphere Plasma Spraying). Bond coat yang digunakan pada specimen penelitian ini adalah NiCoCrAIY, Kemudian lapisan luar (top coat) menggunakan material yttria stabilized zirconia (YSZ). Pada proses pengujian, dilakukan pemanasan spray secara cyclic menggunakan oxygen acytelene, dengan cara menaikkan dan menurunkan temperatur sampai terjadi pengelupasan pada spesimen. Spesimen dipanaskan dengan temperatur maksimum 900°C selama 60 menit kemudian temperatur diturunkan sampai tempera fur kamar selama 15 menit. Proses thermal cyclic di lakukan terus menerus sampai terjadi pengelupasan atau kerusakan pada spesimen.Dalam penelitian ini, pengujian fasa dan mikrostruktur diuji dengan XRD(X-Ray Difraction) dan SEMIEDS (Scanning Electron Microscopic)I(Energy Dispersi Spectrometry). Dari hasil penelitian didapatkan bahwa spesimen mengalami kegagalan pada cycle ke 21. Diketahui bahwa thermal cyclic berpengaruh terhadap pembentukan fasa dan mikrostruktur. Mikrostruktur yang terbentuk pada lapisan keramik Zr02 sebelum pengujian thermal cyclic terdiri dari terdiri dari butiran yang mencair sempurna, mencair Sebagian dan tidak mencair. Pada interface top coat BYSZ dan bond coat NiCoCrAIY terbentuk berbagai macam fasa pada lapisan TGO ( Thermal Grown Oxide ). Pembentukan TGO berpengaruh terhadap penurunan ikatan yang terjadi dengan membentuk adanya mikroporosity dan microcrack. Pada bond coat oksida yang terbentuk lebih ban.yak sedangkan tingkat porositas semakin berkurang setelah dilakukan thermal fatigue. Pada interface bond coat dan subsrat terjadi perubahan struktur mikro pada spesimen berupa pengurangan porosity dan penambahan oksida dan fasa gelap (Ni3AI). Perubahan fasa yang terjadi berupa peningkatan senyawa AI20 3 dan CoO dimana, senyawa AI203 4,36 % naik menjadi 6,36 % dan CoO 19,04% naik menjadi 34,73% selain itu terjadi Penurunan fasa Cr203 dan NiO dimana Crz()3 23,31% turun menjadi 20,37 % dan NiO sebesar 38,07% turun menjadi 37,96%.
====================================================================================================================================
Gas turbine is the part of power plant, in operation often has many problems that is caused there are many components of gas turbine which is damaged because of the high working temperature (850-1070 ° C), so those performances will be decrease. To Support the performance of gas turbines,the materials must have strength and good stability, high thermal conductivity and low themral expansion, since these components working at high temperatures so the material that is used in these components is a material with the high temperature resistance types, nickel base alloys (Nickel / cobalt based superalloys). In this research will be conducted phase analysis and microstructure of the specimen Nickel-Cobalt base superalloys after giving Thermal Barrier Coating (I'BC) process. TBC layer consists of two layers, the first layer (metallic bond coat) and the outer layer (top coat). Coating method with TBC (thermal barrier coating} use the APS (Atmosphere Plasma Spraying} technique. Bond coat specimens that is used in this study is NiCoCrAIY, then the outer layer (top coat) using material yttria Stabilized zirconia (YSZ). This testing process is, conducted in a cyclic heating spray using oxygen acytelene, by increase and decrease the temperature until there is spoiling on the specimen. Specimen is heated with a maximum temperature of90rfC for 60 minutes then the temperature decreased to room temperature for 15 minutes. Cyclic thermal process will be given continuously until there is spoiling or damaging of spesimen.Jn this study, the phase analisis and the microstructure are examined by XRD (X-Ray Difraction) and SEM I EDS (Scanning Electron microscopic) I (Energy Dispersion Spectrometry). From the research, it was found that the specimen failure at cycle 2 jnd_ Its mean that the thermal cyclic give efftct on the phase formation and microstructure. Microstructure is formed on Zr02 ceramic layers before thermal cyclic testing that consist of grains that melt. At the interface BYSZ top coat and bond coat found NiCoCrAIY various phases in the TGO layer (J'hermal Oxide Grown). TGO formation affect on bond reduction that occurs because of the fanning a mikroporosity and microcrack In the bond coat found more oxide, however the level of porosity is decrease after thermal fatigue. In the bond coat interface and subsrat there are same micra structural changes an the specimen as the reduced porosity and the addition of oxides and dark phase (Ni3AI). Phase changes that occur are the increased compound AI2O3 and CoO where it is found that there are 4,36% AI203 increase to be 6,36% and CoO increased from 19,04% to 34,73% beside that there is reduction phase where Cr2O3 and NiO, Cr203 decrease from 23,31% to 20,37% and 38,07% of NiO decreased to 37,96%.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Thermal cycUc, Fasa,Mikrostruktur, Interface, Thermal cyclic, Phase, Microstructure, Interface
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.16 Materials--Testing.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	ansi aflacha
Date Deposited:	17 Sep 2026 06:03
Last Modified:	17 Sep 2026 06:03
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/144491

Actions (login required)

View Item