Baja Tahan Karat Entropi Tinggi: Inovasi Logam Alternatif untuk Era Baru Pabrik Kelapa Sawit

Fadlin Qisthi Nasution

Abstract

Baja tahan karat ferritik berpotensi menggantikan penggunaan mild steel di pabrik kelapa sawit. Namun, kandungan kromium yang tinggi dapat memicu pembentukan fasa sigma yang bersifat getas, yang dapat menurunkan sifat mekanik. Telah ditemukan high entropy alloy yang stabil dengan struktur tunggal body-centered cubic dalam sistem paduan Fe-Cr-X-Y yang bebas dari fasa sigma. Studi ini bertujuan untuk menelaah lebih lanjut sifat mekanik dari sistem paduan tesebut. Penelitian ini dirancang dengan tujuan untuk menyelidiki dampak unsur X-Y dalam sistem paduan Fe-Cr-X-Y. Analisis kekuatan mekanik dilakukan pada tiga jenis paduan, yaitu paduan 1, 2, dan 3, yang memiliki komposisi dalam satuan atomic percentage dengan komposisi sebagai berikut: (Fe65Cr25X5Y5)90Ti5Nb5; (Fe65Cr20X10Y5)90Ti5Nb5; dan (Fe65Cr15X15Y5)90Ti5Nb5 secara berurutan. Hasil studi menujukkan bahwa Paduan 3 mengungguli dalam hal kekuatan tarik, kekerasan, dan persen elongasi, diikuti oleh Paduan 2 pada peringkat kedua, dan Paduan 1 pada peringkat ketiga. Berdasarkan data, dapat dlihat bahwa kadar unsur X berbanding lurus dengan sifat mekanik pada paduan. Dibandingkan dengan sifat mekanik ASTM A36 (mild steel), semua paduan yang dihasilkan dari penelitian ini menunjukkan hasil yang menjanjikan karena sifat mekaniknya mirip dengan baja ASTM A36. Secara keseluruhan, pengembangan baja tahan karat ferritik dalam kajian ini mengindikasikan potensi penggantian mild steel dalam konteks industri pabrik kelapa sawit. Meski demikian, perlu dilakukan studi lebih lanjut terkait ketahanan terhadap korosi dan aus pada paduan tersebut guna memperdalam pemahaman terhadap karakteristik material yang baru dikembangkan.

References

O. S. I. Fayomi and A. P. I. Popoola, “Corrosion propagation challenges of mild steel in industrial operations and response to problem definition,” in Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1378, no. 2, p. 22006.

O. S. I. Fayomi, I. G. Akande, and S. Odigie, “Economic impact of corrosion in oil sectors and prevention: An overview,” in Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1378, no. 2, p. 22037.

A. Outokumpu Stainless, “Handbook of stainless steel,” Avesta Resarch Centre, Avesta, Sweden, 2013.

M. Cortie and M. du Toit, “Stainless Steels, Ferritic,” Ref. Modul. Mater. Sci. Mater. Eng., no. June 2015, pp. 1–4, 2016, doi: 10.1016/b978-0-12-803581-8.02501-7.

International Stainless Steel Forum, “The Ferritic Solution,” p. 67, 2007, [Online]. Available: http://www.worldstainless.org/publications/brochures_and_posters.

J. Ki, L. Lai, K. H. Lo, and C. H. Shek, “Ferritic Stainless Steels,” in Stainless Steels: An Introduction and Their Recent Developments, 2012, pp. 8–22.

M. L. Martin, M. J. Connolly, F. W. DelRio, and A. J. Slifka, “Hydrogen embrittlement in ferritic steels,” Appl. Phys. Rev., vol. 7, no. 4, 2020.

F. Q. Nasution, “ANALISIS MIKROSTRUKTUR DAN SIFAT MEKANIK DARI BAJA TAHAN KARAT BEBAS NIKEL,” J. Teknol. Bahan dan Barang Tek., vol. 12, no. 1, pp. 15–20, 2023.

O. N. Senkov, J. M. Scott, S. V Senkova, D. B. Miracle, and C. F. Woodward, “Microstructure and room temperature properties of a high-entropy TaNbHfZrTi alloy,” J. Alloys Compd., vol. 509, no. 20, pp. 6043–6048, 2011.

X. Yang and Y. Zhang, “Prediction of high-entropy stabilized solid-solution in multi-component alloys,” Mater. Chem. Phys., vol. 132, no. 2–3, pp. 233–238, 2012.

D. Raabe, C. C. Tasan, H. Springer, and M. Bausch, “From high-entropy alloys to high-entropy steels,” steel Res. Int., vol. 86, no. 10, pp. 1127–1138, 2015.

C. C. Tasan, Y. Deng, K. G. Pradeep, M. J. Yao, H. Springer, and D. Raabe, “Composition dependence of phase stability, deformation mechanisms, and mechanical properties of the CoCrFeMnNi high-entropy alloy system,” Jom, vol. 66, no. 10, pp. 1993–2001, 2014.

A. Takeuchi and A. Inoue, “Calculations of mixing enthalpy and mismatch entropy for ternary amorphous alloys,” Mater. Trans. JIM, vol. 41, no. 11, pp. 1372–1378, 2000.

Y. Zhang, Y. J. Zhou, J. P. Lin, G. L. Chen, and P. K. Liaw, “Solid-solution phase formation rules for multi-component alloys,” Adv. Eng. Mater., vol. 10, no. 6, pp. 534–538, 2008.

G. U. O. Sheng and C. T. Liu, “Phase stability in high entropy alloys: Formation of solid-solution phase or amorphous phase,” Prog. Nat. Sci. Mater. Int., vol. 21, no. 6, pp. 433–446, 2011.

E. P. George, D. Raabe, and R. O. Ritchie, “High-entropy alloys,” Nat. Rev. Mater., vol. 4, no. 8, pp. 515–534, 2019.

ASTM Standard A36/A36M, “Standard Specification for Carbon Structural Steel.” ASTM International, West Conshohocken, PA, 2003, doi: DOI:10.1520/A0036_A0036M-19.

Refbacks

  • There are currently no refbacks.