Studi Pengaruh Temperatur pada Oksidasi Titanium di Udara terhadap Kinetika Oksidasi, Fase Oksida, dan Kekerasan dengan Waktu Pemanasan Konstan

Abyan, Muhammad Wildan (2023) Studi Pengaruh Temperatur pada Oksidasi Titanium di Udara terhadap Kinetika Oksidasi, Fase Oksida, dan Kekerasan dengan Waktu Pemanasan Konstan. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02511940000033-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (13MB) | Request a copy

Abstract

Paduan titanium merupakan salah satu material yang sering diaplikasikan pada temperatur tinggi. Namun titanium memiliki afinitas yang tinggi terhadap oksigen sehingga seringkali aplikasinya terbatas pada temperatur tinggi karena ketahanan oksidasi titanium akan menurun seiring naiknya temperatur. Logam yang teroksidasi akan mempengaruhi sifat, permukaan, dan umur dari komponen terkait dikarenakan base metal akan berkurang akibat membentuk lapisan oksida. Paparan temperatur tinggi terhadap titanium juga menyebabkan timbulnya struktur titanium yang kaya akan oksigen yang dikenal dengan istilah α-case yang memiliki sifat keras dan getas. Penelitian dilakukan dengan tujuan menganalisis pengaruh temperatur terhadap kinetika oksidasi, pembentukan fase oksida, dan kekerasan pada paduan titanium di temperatur 450, 575, 700, dan 825 °C dengan waktu pemanasan 120 menit. Dengan beberapa analisis yang dilakukan adalah penimbangan guna mendapatkan grafik kinetika dan pengujian karakterisasi seperti pengujian XRF, SEM, XRD, kekerasan serta pengamatan metalografi dan pengamatan visual. Didapatkan bahwa laju oksidasi semakin meningkat seiring naiknya temperatur dan cenderung parabolik di semua variasi temperatur. Namun pada temperatur 700 °C dan 825 °C terjadi korosi breakaway yang menyebabkan naiknya laju oksidasi kembali. Dari pengujian XRD didapatkan bahwa fase oksida yang terbentuk pada setiap temperatur bervariasi. Seiring naiknya temperatur, laju pembentukan fase oksida stabil akan semakin tinggi sehingga pada temperatur 450 °C belum terdeteksi oksida dan pada 575 °C terdeteksi adanya Ti₃O. Pada temperatur 700 °C, fase oksida didominasi oleh rutil dan pada 825 °C terdapat Ti₆O yang cukup mendominasi dikarenakan terjadinya spalling. Pada temperatur 450 dan 575 °C terjadi kenaikan kekerasan yang tidak signifikan yakni 257,03 dan 257,4 VHN dari kekerasan sebelum oksidasi di angka 252,9 VHN. Sedangkan pada temperatur 700 °C dan 825 °C peningkatan kekerasan mencapai 317,63 dan 454,23 VHN.
================================================================================================================================
Titanium alloys are commonly used materials in high-temperature applications. However, titanium exhibits a high affinity for oxygen, limiting its applications at elevated temperatures due to the degradation of titanium's oxidation resistance with increasing temperature. Oxidized metals affect the properties, surface, and lifespan of related components as the base metal diminishes by forming oxide layers. Exposure to high temperatures also leads to the emergence of oxygen-rich titanium structures known as α-case, which possess hard and brittle properties. This research aims to analyze the influence of temperature on the oxidation kinetics, oxide phase formation, and hardness in titanium alloy at temperatures of 450, 575, 700, and 825°C with a heating duration of 120 minutes. The analysis includes weight measurements to obtain oxidation kinetics graphs and characterization tests such as XRF, SEM, XRD, hardness, metallography, and visual observation. The results revealed that the oxidation rate increased with rising temperature and exhibited a parabolic trend at all temperature variations. However, at 700 °C and 825 °C, corrosion breakaway occurred, leading to a subsequent increase in the oxidation rate. XRD analysis demonstrated varying oxide phases formed at each temperature. As the temperature increased, the rate of stable oxide phase formation also increased, with no oxide detected at 450 °C and Ti₃O detected at 575 °C. At 700 °C, the dominant oxide phase was rutile, while at 825°C, Ti₆O significantly dominated due to spalling. The hardness showed a non-significant increase at 450 °C and 575 °C, with values of 257,03 and 257,4 VHN compared to the pre-oxidation hardness of 252,9 VHN. However, at 700 °C and 825 °C, hardness increased to 317,63 and 454,23 VHN, respectively.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Kekerasan, Korosi Temperatur Tinggi, Oksidasi, Titanium, Hardness, High Temperature Corrosion, Oxidation
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.16 Materials--Testing. T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.42 Hardness properties and tests. Hardness--Testing. T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.75 Corrosion-resistant materials
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Wildan Abyan
Date Deposited:	24 Jul 2023 07:24
Last Modified:	24 Jul 2023 07:24
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/99130

Actions (login required)

View Item