PENGARUH TEMPERATUR DAN WAKTU HOMOGENISASI TERHADAP KARAKTERISTIK PELAT PADUAN AG3NE
Hadijaya, Siti Aidah,Masrukan Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir – BATAN Kawasan Puspiptek Serpong Gd.20 Tangerang Selatan, Banten 15314 e-mail: galihway@batan.go.id
(Naskah diterima: 01–06–2018, Naskah direvisi: 10–06–2018, Naskah disetujui: 30–06–2018)

## ABSTRAK
PENGARUH  TEMPERATUR  DAN  WAKTU  HOMOGENISASI  TERHADAP  KARAKTERISTIK PELAT PADUAN AG3NE . Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh temperatur dan waktu homogenisasi  terhadap  karakteristik  pelat  paduan  AG3NE.  Paduan  AG3NE  merupakan  paduan yang  dapat  digunakan  sebagai  kelongsong  elemen  bakar  reaktor  riset.  Ingot  hasil  peleburan AlMgFeSi dicuplik untuk dilakukan beberapa pengujian diantaranya komposisi kimia, kekerasan, mikrostruktur,  fasa,  densitas  dan  korosi.  Hasil  pengujian  komposisi  kimia  dipoeroleh  unsur Al= 96,110%; Fe= 0,188%; Mg= 2,333 dan Si= 0,355%. Kekerasan AG3NE yang dikenai proses pendinginan  cepat  diperoleh  sebesar  153,33  HV;  sedangkan  yang  mengalami  pendinginan lambat 72,70 HV, dan kekerasan paduan AlMgSi sebesar 79,30 HV. Hasil analisis mikrostruktur menggunakan  mikroskop  optik  menunjukkan  bahwa  paduan  AG3NE  tanpa  dihomogenisasi mempunyai bentuk butir pipih sebagian berbentuk dendrite dengan diameter butir rata-rata 0,02 mm  sedangkan  paduan  AG3NE  yang  dihomogenisasi  pada  temperatur  500°C  dengan  variasi waktu  selama  1  ;  2;  3  dan  4  jam  mempunyai  butir  dengan  diameter  rata-rata  berturut-turut sebesar 0,01 mm, 0,02 mm, 0,03 mm dan 0,04 mm. Hasil uji fasa menggunakan XRD diperoleh fasa  Al  (ά)  dan  fasa  kedua  FeSiAl 5 yang  terdapat  pada  sudut  2θ  sebesar  38,24°  dan  44,446° dengan hkl masing-masing (119) dan (209) serta mempunyai intensitas sinar sebesar 100% dan 76,6%.  Sementara  itu  dari  hasil  pengukuran  densitas  AG3NE  diperoleh  densitas  rerata  yang hampir  sama  dengan  paduan  AlMgSi  sebagai  pembanding.  Densitas  paduan  AG3NE  diperoleh sebesar 2,6893 ± 0,0013 g/cm 3 , sedangkan AlMgSi sebesar 2,6910 ± 0,0283 g/cm 3 . Sementara itu,  hasil  uji  korosi  menunjukkan  bahwa  laju  korosi  paduan  AG3NE  lebih  rendah  dibandingkan dengan  paduan  AlMgSi.  Hasil  karakterisasi  komposisi  kimia,  kekerasan  mikro,  mikrostruktur, densitas  dan  laju  korosi  dapat  disimpulkan  bahwa  paduan  AG3NE  dapat  digunakan  sebagai kandidat kelongsong bahan bakar nuklir untuk reaktor riset.
Kata kunci : Paduan AG3NE, AlMgSi, homogenisasi, karakterisasi, bahan struktur.

## ABSTRACT
EFFECTS OF HOMOGENIZATION TEMPERATURE AND TIME ON THE CHARACTERISTICS OF AG3NE ALLOY PLATE . Investigation on the effects of homogenization temperature and time on  AG3NE  alloy  plate  has  been  done.  AG3NE  alloy  is  used  as  cladding  material  of  research reactor  fuel.  Ingot  of  AlMgFeSi  melt  was  sampled  for  several  tests  and  examination  such  as chemical  composition,  hardness,  microstructure,  phase,  density  and  corrossion.  Composition analysis  shows  that  the  alloy  is  composed  of  Al=  96.110%,  Fe=  0.188%,  Mg=  2.333%  and Si= 0.355%.The hardness value for AG3NE is 153.33 HV for samples treated with rapid cooling and  72.70  HV  for  samples  treated  with  slow  cooling.  Microstructure  examination  with  optical microscope shows that AG3NE alloy without homogenization consists of flat grains with a fraction of  dendrite  of  0.02  mm  mean  diameter,  while  samples  homogenized  at  500 ° C  at  varied temperatures  of  1,  2,  3,  and  4  hours  consist  of  grains  with  0.01  mm,  0.02  mm,  0.03  mm  and 0.04 mm respectively.Phase analysis with X-Ray  Difractometer indicates the  existance of  Al (ά) and  FeSiAl 5 phases  at  2θ  of  38.24 ° -  hkl  (119)    and  44.446 ° -  hkl  (209)  with  100%  and  76.6% intensity respectively.The  measured density  of  AG3NE,  however, is similar to  that  of  AlMgSi as material  for  comparison,  the  values  of  which  are  2.6893  ±  0.0013  g/cm 3 for  AG3NE  and 2.6910  ±  0.0283  g/cm 3 for  AlMgSi.  Corrossion  rate  analysis  shows  that  the  corrossion  rate  for AG3NE  is  lower  than  that  for  AlMgSi.  Based  on  the  characterization  for  chemical  composition, microhardness, microstructure, density and corrossion rate, it is concluded that AG3NE alloy can be used as a candidate for cladding material for research reactor fuel.
Keywords : AG3NE, AlMgSi, homogenization, characterization, structural material.

## PENDAHULUAN
Bahan  bakar  yang  digunakan pertama  kali  untuk  pengoperasian  reaktor RSG-GAS  adalah  jenis  U 3 O 8 /Al  kemudian diganti  dengan  jenis  U 3 Si 2 /Al  karena mempunyai  densitas  lebih  tinggi  dari  pada U 3 O 8 /Al  (8,41  gU/cm 3 ).  Kelongsong  yang digunakan  sebagai  pembungkus  bahan bakartersebut  adalah  paduan  AlMg2.Upaya untuk  mendapatkan  karakter  kelongsong yang  kompatibel  dengan  U 3 Si 2 /Al  sebagai bahan bakar perlu dikembangkan kelongsong  yang  sesuai  dengan  bahan bakar  yang  digunakan.  Pengembangan kelongsong  diarahkan  dari  paduan  AlMg2 menjadi paduan
AlMgFeSi dengan
pertimbangan  bahwa  paduan  AlMgFeSi mempunyai ketahanan korosi dan kekerasan  lebih  baik  dibandingkan  paduan AlMg2  yang  saat  ini  digunakan[1].  Paduan AlMgFeSi  atau  dikenal  sebagai  AG3NE merupakan  alternatif  bahan  struktur  yang dapat  digunakan  sebagai  kelongsong. Pemanfaatan  paduan  AG3NE  sebagai kelongsong hampir sama dengan penggunaan  kelongsong  AlMg2  maupun AlMgSi.
Dalam  pengembangan  penggunaan paduan  AlMgFeSi  sebagai  kelongsong bahan  bakar  nuklir  perlu  diketahui  sifat ketahanan  korosi,  kekerasan,mekanik,  fisik maupun  termal  dari  paduan  tersebut[2]. Oleh  sebab  itu  dalam  mendesain  suatu paduan  menjadi  kelongsong  bahan  bakar perlu  dipertimbangkan  jenis  unsur  yang akan  ditambahkan.  Di  dalam  paduan aluminium unsur-unsur yang penting ditambahkan  untuk  memperbaiki  sifat mekaniknya  antaralainadalah  unsur  Mg,  Si, dan  Fe.  Unsur  Mg  didalam  paduan aluminium  memperbaiki  kekuatan  dan keuletan  hasil  pengerjaan  dingin,  bahkan dapat  memperbaiki  ketahanan  terhadap korosi  dan  mampu  las.  Unsur  Fe  akan mempertahankan  butir  pada  temperatur tinggi  karena  terbentuknya  fasa  kedua. Pengerasan dispersi merupakan
pengerasan  melalui  proses  memasukkan partikel-partikel  dispersi  dalam  bentuk serbuk  yang  tercampur  secara  homogen. Partikel  dispersi  merupakan  partikel  yang tidak larut dalam matriknya. Partikel dispersi menjadi penghalang bagi  gerakan dislokasi. Dislokasi  semakin  banyak  mengakibatkan celah  semakin  rapat  sehingga  bahan  akan menjadi  keras.  Orientasi  setiap  butir berbeda  dengan  yang  lain,  sehingga orientasi  bidang  slip  pada  butir-butir  juga akan  berbeda-beda.  Oleh  sebab  itu pergerakan  dislokasi  akan  terhambat. Gerakan dislokasi yang melintasi batas butir membutuhkan  tegangan  yang  lebih  besar sehingga  batas  butir  menjadi  penghalang dan menghambat gerakan dislokasi.
Penguatan  tekstur  merupakan  peningkatan kekuatan  atau  kekerasan  melalui  orientasi kristal. Jika logam paduan ingin ditingkatkan kekuatannya maka kristalnya harus memiliki orientasi  tertentu.  Terbentuknya  fasa  kedua akan  memperlambat  proses  rekristalisasi sehingga  mencegah  butir  tidak  semakin membesar  dan  akhirnya  menurunkan kekuatan paduan.
Sementara  itu,  temperatur  lebur suatu  bahan  akan  menentukan  mudah tidaknya  bahan  tersebut  melebur  bila terkena panas. Aluminium dengan kemurnian  tinggi  mempunyai  temperatur lebur  lebih  tinggi  dibandingkan  yang kemurniannya  lebih  rendah.  Demikian  pula dibandingkan  dalam  bentuk  paduan,  titik lebur  paduan  menurun  sejalan  dengan naiknya  kandungan  unsur  pemadunya sampai mencapai titik eutektiknya. Penggunaan  untuk  bahan  kelongsong bahan  bakar  diharapkan  mempunyai  titik lebur  yang  tinggi  agar  selama  digunakan  di reaktor  tidak  mudah  meleleh.  Logam aluminium  mempunyai  titik  lebur  relatif sekitar  660°C  masih  memungkinkan  karena reaktor  riset  beroperasi  pada  temperatur yang relatif rendah yakni sekitar 120°C.
Panas  jenis  adalah  banyaknya panas  yang  dibutuhkan  untuk  menaikkan temperatur  tiap  gram  tiap  derajat  Celsius
atau  Kelvin.  Bahan  kelongsong  diharapkan mempunyai  harga  panas  jenis  rendah  agar secara cepat dapat memindahkan panas ke sekeliling[3].  Panas  jenis  (Cp)  merupakan sifat  termal  yang  juga  berperan  penting dalam  operasi  metalurgi  pengecoran  atau perlakuan panas karena menentukan jumlah panas  yang  dibutuhkan  dalam  proses.  Hal ini  berarti  panas  jenis  mengendalikan kenaikan  temperatur  yang  disebabkan penambahan  sejumlah  panas  terhadap setiap gram logam[4]. Ketika logam dipasok dengan energi panas, sebagian panas akan diserap oleh kisi untuk menaikkan amplitudo getaran  ion,  tetapi  sebagian  kecil  akan diserap  oleh  elektron-elektron  pada  puncak lingkaran energi.
Paduan AG3NE merupakan paduan aluminium  dalam  kelompok  seri  6xxx  yang dapat  digunakan  untuk  bahan  struktur, bahan  konstruksi,  automotif  dan  jembatan. Logam paduan AG3NE mempunyai komposisi  unsur  utama  sama  dengan paduan  AlMg2  atau  AlMgSi  yaitu  Al  dan sejumlah unsur pemadu seperti Fe, Mg dan Si yang berfungsi untuk mengendalikan sifat mekanik paduan tersebut. Paduan aluminium  secara  umum  dipilih  untuk kelongsong bahan bakar disebabkan antara lain  sifatnya  yang  ringan,  ketahanan  korosi baik,  konduktivitas  panas  baik,  mudah difabrikasi dan kekerasan mendekati kekerasan  bahan  bakar[5].  Selain  itu, paduan aluminium dengan kandungan unsur pemadunya  mempunyai  sifat  fisik,  mekanik, termal  dan  neutronik  yang  baik  untuk kelongsong bahan bakar.
Di dalam reaktor, kelongsong bahan bakar  akan  menjadi  panas  karena  terjadi reaksi  fisi  antara  bahan  bakar  U 3 Si 2 /Al dengan  neutron.  Panas  yang  disebabkan oleh  reaksi  fisi  tersebut  harus  segera dipindahkan  ke  air  pendingin  agar  tidak terjadi akumulasi panas yang menyebabkan swelling bahan  bakar.  Pemindahan  panas tersebut sangat dipengaruhi oleh sifat termal dari  bahan  kelongsong  tersebut  yakni konduktivitas panasnya dan panas
jenisnya[6].  Oleh  sebab  itu  pada  penelitian ini dipelajari mengenai pengaruh temperatur dan waktu
homogenisasi terhadap karakteristik pelat paduan AG3NE.

## METODOLOG I
Bahan baku ingot Al ditambah unsur pemadu  Mg  dan  Si  (dalam  bentuk  Al-Si) dimasukkan ke dalam tungku lebur. Ingot Al dan Si dimasukkan terlebih dahulu kemudian  setelah  kedua  unsur  tersebut melebur  pada  800°C  dimasukkan  Al  dan ditambahkan degasser untuk  mengusir  gas dan flux untuk menghilangkan kotoran.Hasil peleburan diperoleh ingot AlMgFeSi, kemudian  dilakukan  pencuplikkan  untuk dianalisis  komposisi  menggunakan  alat Spektrometer Serapan Atom (AAS). Apabila dari  uji  komposisi  kimia  telah  memenuhi persyaratan kelongsong bahan bakar reaktor  risetmaka  dilanjutkandengan  proses homogenisasi,  namun  bila  tidak  memenuhi persyaratan  sebagai  kelongsong  bahan bakar  maka  dilakukan  peleburan  ulang. Penelitian diawali dengan penyediaan bahan base  alloy yaitu  aluminium granule dan serbuk  Si,  Mg,  Fe  kemudian  dilebur  pada temperatur  800°C  selama  120  menit  sambil dilakukan pengadukan, kemudian dituang ke dalam  cetakan.  Setelah  itu  ketiga master- alloy di remelting bersama base-alloy hingga diperoleh  paduan  AG3NE.  Paduan  AG3NE selanjutnya  diroll  panas  pada  500°C  dan dihomogenisasi
dengan melakukan
pemanasan  pada  temperatur  400,  500  dan 600°C. Paduan hasil
pengerolan dikarakterisasi  meliputi  mikrostruktur  ( grain size ), kekerasan ( microhardness ), komposisi kimia  (OES),  fasa  (XRD),  laju  korosi (potensiostat) serta
densitas ( ultra pycnometer ).  Hasil  karakterisasi  paduan
AG3NE akan
dibandingkan dengan karakteristik paduan AlMgSi yang selama ini digunakan  sebagai  bahan  kelongsong elemen bakar reaktor riset. Secara menyeluruh  langkah  penelitian  dilakukan seperti  diagram  alir  yang  ditunjukkan  pada Gambar 1.
(Hadijaya, Siti Aidah, Masrukan)
Gambar 1. Diagram alir penelitian pembuatan paduan AG3NE.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## a.  Analisis komposisi kimia
Hasil analisis komposisi unsur kimia terhadap  paduan  AG3NE  dan  unsur pengotor  menggunakan Optical  Emission Spektrometer (OES)  ditunjukkan  pada Tabel  1.  Tabel  1  menunjukkan  bahwa komposisi  unsur  yang  digunakan  dalam pembuatan  paduan  AG3NE  (direncanakan) terdiri  dari  kandungan  unsur  Mg  2,78%,  Fe 0,26%,  Si  0,15%  dan  Al  96,81%. Berdasarkan  hasil  pengujian  komposisi paduan  AG3NE  menggunakan  emission spektrometer diperoleh hasil yang tidak jauh berbeda.  Kandungan  Fe  pada  awalnya sebesar  0,26%,  tetapi  dalam  paduan AG3NE  hanya  0,0081%.  Hal  ini  terjadi kemungkinan  karena  hilang  atau  terbuang
pada  saat  proses  pengadukan.  Sementara itu,  kandungan  Mg  pada  awalnya  sebesar 2,78%  namun  setelah  proses  peleburan yang  dihasilkan  hanya  0,0057%.  Hal  ini disebabkan  karena  sifat  Mg  yang  mudah teroksidasi    dan  ketika  kontak  dengan temperatur tinggi pada 800°C sangat sedikit yang  mengalami  ikatan  intermetalik  dengan unsur  aluminium,  sedangkan  kandungan  Si pada  awalnya  sebesar  0,15%  dan  hasil analisis  yang  diperoleh  sekitar  0,1196%. Hasil analisis ini tidak mempunyai perbedaan  yang  signifikan.  Sementara  itu, adanya unsur pengotor kemungkinan disebabkan  karenahasil  peleburan  AG3NE berkontak  langsung  dengan  cetakan  yang terbuat  dari  batu  tahan  api,  alat  pengaduk dan adanya debu dalam chamber pada saat furnace digunakan.
Tabel 1. Komposisi unsur pemadu dalam paduan AG3NE Unsur Kandungan awal yang ditambahkan dalam paduan (%) Hasil analisis (%) Persyaratan kelongsong[5] Al 96,81 96,110 base Fe 0,26 0,188 0,30 Mg 2,78 2,333 1,7-2,4 Si 0,15 0,355 0,30 Pengotor - 1,014 -

## b.  Kekerasan mikro
Hasil  analisis  kekerasan  mikro AG3NE  yang  dianalisis  ditampilkan  pada Tabel 2.
Tabel 2. Data kekerasan mikro AG3NE KodeSampel Kekerasan HVN AG-Q 153,33 AG-A 72,70 AlMgSi (pembanding) 79,30 Keterangan : 1.  AG-Q  adalah  sampel  AG3NE  hasil pendinginan cepat ( quenching )
2.  AG-A  adalah  sampel  AG3NE  hasil pendinginan lambat (aniling)
Tabel 2 menunjukkan bahwa paduan  AG3NE  setelah  mengalami  proses peleburan  dan  dikenai  dengan  proses pendinginan  cepat  mempunyai  kekerasan yang  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan paduan  AG3NE  yang  dibuat  melalui pendinginan  lambat.  Paduan  AG3NE  yang diperoleh melalui pendinginan cepat
mempunyai
kekerasan
153,33 HV
sedangkan  paduan  AG3NE  yang  diperoleh melalui  pendinginan  lambat  mempunyai kekerasan  72,22  HV.  Sementara  itu, kekerasan  paduan  AlMgSi  sebagai  sampel pembanding mempunyai kekerasan sebesar 79,30  HV.  Perbedaan  kekerasan  ini disebabkan  karena  paduan  AG3NE  yang didinginkan  secara  cepat  menyebabkan terjadi inti-inti yang lebih banyak dan dengan meningkatnya  temperatur  inti-inti  tersebut tumbuh  menjadi  butir  sehingga  terbentuk butir  yang  lebih  banyak.  Terbentuknya  butir yang lebih banyak juga terjadi pertumbuhan butir  yang  mengarah  ke  arah  pusat pengintian  sehingga  membentuk  butir dengan  struktur dendrite. Oleh  karena paduan AG3NE yang mengalami pendinginan  cepat  mempunyai  butir  yang lebih  banyak  sehingga  kekerasan  paduan tersebut  menjadi  lebih  tinggi.  Semakin banyak  butir  yang  terbentuk  menyebabkan semakin  sulit  dislokasi  bergerak  sehingga
kekerasan  paduan  menjadi  meningkat. Apabila  diamati  dari  tingkat  kekerasannya, paduan AlMgSi yang mempunyai kekerasan sebesar 79,30 HV merupakan paduan  yang diperoleh  melalui  proses  peleburan  dengan pendinginan  lambat.  Kekerasan  suatu paduan  ditentukan  oleh  unsur  pemadu  dan perlakuan  terhadap  paduan  tersebut.  Unsur pemadu yang ditambahkan membentuk fasa kedua  atau  presipitat  sedangkan  perlakuan (panas,  mekanik  atau  termomekanik)  akan menentukan  besar  butir  yang  terbentuk pada paduan tersebut. Semakin banyak fasa dan  butir  yang  terbentuk    semakin  keras paduan  logam  yang  terjadi,  demikian sebaliknya[7].
Hasil  kekerasan  mikro  paduan AG3NE  setelah  mengalami  perlakukan panas yaitu
dihomogenisasi
pada temperature  500°C  dan  dirol  pada  tingkat reduksi  yang  bervariasi  ditampilkan  pada Gambar 2.
Gambar 2. Kekerasan  mikro  pelat  AG3NE hasil dihomogenisasi pada 500°C
Gambar  2  menunjukkan  bahwa  pada reduksi  pengerolan  yang  semakin  besar tidakmenyebabkan  perubahan  kekerasan paduan  AG3NE  secara  signifikan.  Pada pengerolan  dengan  reduksi  sebesar  7,22% paduan  AG3NE  mempunyai  kekerasan sebesar  84,73  HV  kemudian  setelah  dirol dengan  tingkat  reduksi  sebesar  36,97% paduan  AG3NE  mempunyai  kekerasan sebeasr  80,4  HV.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  deformasi  yang  diberikan  pada paduan  AG3NE  pada  proses  pengerolan
panas  meskipun  semakin  tinggi  ternyata tidak    mempengaruhi  tingkat  kekerasannya. Keadaan  ini  disebabkan  karena  aluminium merupakan  logam  yang  mempunyai  energi salah  tumpuk/ stacking  false  energy (SFE) tinggi,  sehingga deformasi pada temperatur tinggi tidak banyak memberi pengaruh.
Sementara  itu,  hasil  pengamatan kekerasan  mikro  paduan  AG3NE  yang dihomogenisasi  pada  temperatur  400°C, 500°C dan 600°C ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Kekerasan  mikro  AG3NE  variasi temperatur homogenisasi.
Gambar 3 menunjukkan bahwa bahwa pada temperatur  homogenisasi  yang  semakin tinggi  diperoleh  kekerasan  mikro  paduan AG3NE
semakin rendah.
Apabila
dibandingkan dengan sampel AG3NE tanpa proses homogenisasi dapat diketahui bahwa paduan  AG3NE  yang  dihomogenisasi mempunyai  kekerasan  mikro  lebih  rendah. Hal  ini  disebabkan  paduan  AG3NE  yang dihomogenisasi telah
mengalami perbesaran  butir  akibat  dari proses homogenisasi tersebut. Apabila ukuran butir suatu  paduan  logam  semakin  besar  maka dislokasi  yang  ada  akan  semakin  mudah bergerak sehingga kekerasan paduan logam menjadi semakin rendah.
c.  Analisis mikrostruktur
Hasil  analisis  mikrostruktur  paduan AG3NE menggunakan mikroskop optik yang dilengkapi dengan software untuk menghitung  butir  ditampilkan  pada  Gambar 4  hingga  9.  Hasil  analisis  menunjukkan
bahwa
paduan AG3NE
tanpa dihomogenisasi  mempunyai  bentuk  butir pipih  sebagian  berbentuk dendrite dengan diameter butir rata-rata 0,02 mm, sedangkan untuk  paduan  AG3NE  yang  dihomogenisasi pada  temperatur  500 o C  dengan  variasi waktu selama 1 jam, 2 jam, 3 jam dan 4 jam mempunyai  butir  yang  semakin  besar dengan  diameter  rata-rata  berturut-turut sebesar  0,01  mm,  0,02  mm,  0,03  mm  dan 0,04  mm.  Ukuran  diameter  butir  paduan AG3NE  dan  paduan  AlMgSi  sebagai pembanding ditampilkan pada Tabel 3.
Tabel 3.  Diameter  butir    paduan  AG3NE
setelah dihomogenisasi No. Kode sampel d rerata (mm) 1. AlMgSi 0,010 2. AG3NE tanpa perlakuan 0,010 3. AG3NE- 1 jam 0,010 4. AG3NE- 2 jam 0,020 5. AG3NE- 3 jam 0,030 6. AG3NE- 4 jam 0,040
Sementara itu, paduan AlMgSi yang digunakan sebagai pembanding mempunyai bentuk butir pipih dengan diameter rata-rata sebesar  0,01  mm  seperti  yang  ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Paduan AlMgSi pembanding dengan  diameter  rata-rata  0,01 mm.
Paduan  AG3NE  yang  dihomogenisasi  pada temperature 500°C terjadi perubahan bentuk butir  yang  semula  pipih  menjadi  melebar seperti  yang  terlihat  pada  Gambar  5.
Gambar 5 dan 6 merupakan paduan AG3NE tanpa  dihomogenisasi  dan  dihomogenisasi pada  temperature  500°C  selama  1jam mempunyai  bentuk  butir  yang  hampir  sama dan diameter rata-rata yang sama pula yaitu sebesar  0,01  mm.  Hal  ini  berarti  bahwa proses  homogenisasi  selama  1  jam  belum mampu  mengubah  besar  dan  bentuk  butir secara signifikan.
Gambar 5. Paduan
AG3NE tanpa
homogenisasi  dengan  diameter butir  rata-rata  0,010 mm.
Gambar 6. Paduan  AG3NE  dihomogenisasi pada  500°C  selama  1  jam dengan  diameter  butir    rata-rata sebesar  0,010 mm.
Gambar 7. Paduan AG3NE  dihomogenisasi 500°C  selama  2  jam  dengan diameter  butir  rata-rata  sebesar 0,020 mm.
Gambar 8. Paduan  AG3NE  dihomogenisasi 500 o C selama 3 jam dengandiameter  butir  rata-rata 0,030 mm.
Gambar 9. Paduan  AG3NE  dihomogenisasi 500°C  selama  4  jam  dengan diameter  butir  rata-rata  sebesar 0,040 mm.
Gambar 7 hingga 9 memperlihatkan paduan  AG3NE  yang  dihomogenisasi berturut-turut selama 2 jam, 3 jam dan 4 jam mengalami  perubahan  bentuk  dan  ukuran butir.  Semakin  lama  waktu  homogenisasi menghasilkan  bentuk  butir  yang  semakin bulat dan semakin besar. Hal ini disebabkan proses  homogenisasi  pada  temperatur 500°C  dengan  waktu  yang  semakin  lama meningkatkan  jumlah  panas  yang  diberikan kepada paduan dan mengubah  bentuk butir yang  semula  pipih  menjadi  bulat  dan  antar butir saling bertemu sehingga menghasilkan butir yang semakin besar. Apabila
dibandingkan  dengan  butir  pada  paduan AlMgSi  terlihat  bahwa  paduan  AlMgSi mempunyai  bentuk  butir  pipih  dengan ukuran  butir  0,001  mm.  Hal  ini  berarti paduan  AlMgSi  merupakan  paduan  yang diperoleh  dari  peleburan  yang  telah  dirol
tanpa  dihomogenisasi.  Selain  itu,  dari analisis  mikrostruktur  diperoleh  fasa  yang terbentuk  pada  paduan  AG3NE  terdiri  dari unsur  Al,  Mg,  Fe  dan  Si.  Dengan memperhatikan  hasil  uji  XRD    dan  diagram fasa quartener Al-Mg-Fe-Si dapat diperkirakan  paduan  AG3NE  tersebut  terdiri dari  dua  fasa  yaitu  fasa  Al  (ά)  sebagai matriks  dan  fasa    kedua  FeSiAl 5 [8]. Sementara  itu,  paduan  AlMgSi  yang  terdiri dari  unsur  Al,  Mg  dan  Si  terdiri  dari  fasa  Al (ά)  sebagai  matriks  dan  fasa  kedua  Mg 2 Si, dimana  fasa-fasa  di  dalam  paduan  AlMgSi tersebut  bersesuaian  dengan  diagram  fasa quasi binary Al-Mg 2 Si[9].
d.  Analisis fasa
Hasil  pengujian  fasa  menggunakan teknik difraksi sinar-X (XRD) dengan metode kontinyu  dan  sudut  pengukuran  pada rentang 20–80 derajat, beda potensial 40 kV dan  kuat  arus  30  mA  ditampilkan  pada
Gambar 10. Gambar 10 menunjukkanfasa Al (ά)  yang  muncul  pada  sudut  2θ  berturut- turut sebesar 38,24°; 44,446°; 64,7335° dan 77,8086° dengan hkl masing-masing adalah (111), (200), (220) dan (311) serta intensitas sinar masing-masing sebesar 100%, 76,6%, 20,35%  dan  23,62  %.  Fasa  Al  (ά) merupakan  fasa  yang  terbentuk  karena adanya unsur-unsur pemadu Fe, Si dan Mg yang  larut  padat.  Tidak  terdeteksi  adanya fasa  kedua  yang  mengandung  Mg  bisa disebabkan  oleh  karena  unsur  Mg  mudah menguap  karena  titik  leburnya  rendah sehingga  pada  saat  peleburan,  unsur  Mg banyak  yang  telah  menguap  sehingga  tidak membentuk fasa kedua tetapi sebagian larut padat.  Selain  fasa  Al  (ά),    fasa  kedua  yang muncul adalah  FeSiAl 5 yang terdapat pada sudut  2θ  sebesar  38,24°  dan  44,446° dengan  hkl  masing-masing  (119)  dan  (209) serta  mempunyai    intensitas  sinar  sebesar 100% dan 76,6%[10].
Gambar 10. Pola difraksi sinar-X paduan AG3NE

## e.  Densitas
Hasil  pengukuran  densitas  paduan AG3NE  ditampilkan  pada  Tabel  4.  Tabel  4 menunjukkan  bahwa  paduan  AG3NE  hasil peleburan  mempunyai  densitas  rerata  yang hampir  sama  dengan  paduan  AlMgSi sebagai  pembanding.  Densitas  paduan AG3NE  diperoleh  sebesar  2,6893  ±  0,0013
g/cm 3 ,  sedangkan  AlMgSi  2,6910  ±  0,0283 g/cm 3 . Hal ini menunjukkan bahwa penambahan  unsur  pemadu  Mg,  Fe  dan  Si dalam  paduan  AG3NE  maupun  unsur  Mg dan  Si  di  dalam  paduan  AlMgSi  tidak memberi  pengaruh  terhadap  densitas  akhir. Unsur  Mg,  Fe  dan  Si  di  dalam  paduan AG3NE  sebagian  terlarut  di  dalam  Al  dan
sebagian  membentuk  senyawa/fasa  kedua. Demikian  pula  unsur  Mg  dan  Si  di  dalam paduan AlMgSi juga sebagian larut di dalam Al  dan  sebagian  membentuk  senyawa/fasa kedua.  Oleh  karena  unsur-unsur  pemadu tersebut  sebagian  larut  dan  sebagian
membentuk  fasa  kedua  sehingga  pada pengukuran  densitas  yang  terukur  adalah densitas matrik Al. Selain itu, unsur pemadu yang  ditambahkan  keduanya  adalah  sama yaitu Mg dan Si dan hanya berbeda Fe pada AG3NE dengan jumlah kecil.
Tabel 4. Densitas paduan AG3NE Nama sampel Berat sampel(g) Rerata volume(cc) Rerata densitas(g/cc) Paduan AG3NE 2,5315 (0,9413 ± 0,0005) (2,6893 ± 0,0013) Paduan AlMgSi 4,8238 (1,7926 ± 0,0005) (2,6910 ± 0,0283)

## f. Laju korosi
Hasil  uji  korosi  menggunakan  alat potensiostat  dan  pencacahan  dengan metode polarization  resistance  (Polres) dan Tafel scan diperoleh data laju korosi seperti pada  Tabel  5  dan  Gambar  11  hingga  13. Tabel  5  dan  Gambar  11  hingga  13 menunjukkan  bahwa  ketahanan  korosi paduan  AG3NE  sebesar  0,2102  mpy dengan  metode  Polres  sedangkan  dengan menggunakan  metode  Tafel  ketahanan korosi  sebesar  0,1577  mpy.  Hasil  yang diperoleh  dari  kedua  metoda  hampir  sama. Apabila  dibandingkan  dengan  paduan AlMgSi  yang  mempunyai  ketahanan  korosi
sebesar  0,1076  mpy,  terlihat  bahwa ketahanan korosi paduan AG3NE lebih baik.
Hal  ini  disebabkan  karena  pada  paduan AG3NE
terdapat
senyawa FeSiAl 5 sedangkan AlMgSi terdapat senyawa Mg 2 Si[11].  Kedua  senyawa  FeSiAl 5 dan Mg 2 Si  mempunyai  perbedaan  potensial dengan  matriks  Al  masing-masing  sebesar -0,04  dan  -2,38[12].  Dari  perbedaan potensialnya  dengan  matriks  Al  maka FeSiAl 5 mempunyai  perbedaan  potensial yang lebih rendah sehingga paduan AG3NE mempunyai  ketahanan  korosi  yang  lebih baik.
Tabel 5. Data uji laju korosi paduan AG3NE
Media Metode Polres Metode Tafel Rp (kOhms) Icorr (Ampere) CR (mpy)  a (V/decade)  c (V/decade) Icorr (Ampere) CR (mpy) Air 66,55 7,054 x10 -7 0,1202 0,2102 0,02226 9,26 x10 -7 0,1577
(Hadijaya, Siti Aidah, Masrukan)
Gambar 12. Polarization resistance paduan AG3NE
Gambar 13. Tafel scan paduan AG3NE

## SIMPULAN
Paduan AG3NE mempunyai
komposisi kimia
yang terdiri dari Al= 96,110%; Fe= 0,188%; Mg= 2,333% dan Si= 0,355%. Paduan AG3NE yang diperoleh melalui  pendinginan  cepat  mempunyai kekerasan  153,33  HV,  dimana  kekerasan tersebut  lebih  tinggi  dibandingkan  AG3NE yang diperoleh melalui pendinginan lambat dengan kekerasan sebesar 72,22  HV.  Kekerasan  paduan  AG3NE  yang dihomogenisasi pada temperatur 500°C dan dirol  pada  tingkat  reduksi  yang  bervariasi menunjukkan bahwa pada reduksi pengerolan  yang  semakin  tinggi  kekerasan paduan  hanya  meturun  sedikit.  Hasil pemeriksaan  mikrostruktur    paduan  AG3NE tanpa  dihomogenisasi  mempunyai  bentuk butir  pipih  dengan  diameter  butir  rata-rata 0,02  mm  sedangkan  untuk  paduan  AG3NE
yang  dihomogenisasi  pada  temperatur 500°C selama 1 jam, 2 jam, 3 jam dan 4 jam mempunyai  butir  yang  semakin  besar dengan  diameter  butir  rata-rata  sebesar 0,01 mm, 0,02 mm, 0,03 mm dan 0,04 mm. Hasil  pengujian  fasa  menggunakan  metode difraksi sinar-X (XRD) menunjukkan paduan AG3NE  terdiri  dari  fasa  Al  (ά)  dan  FeSiAl 5 . Hasil pengujian densitas AG3NE menunjukkan  bahwa  nilai  densitas  AG3NE hampir sama dengan densitas AlMgSi yakni masing-maisng  sebesar  2,6893  g/cm 3 dan 2,6910 g/cm 3 . Sementara itu, hasil pengujian  ketahanan  korosi  menunjukkan bahwa  ketahanan  korosi  AG3NE  sebesar sebesar  0,2102  mpy.  Hasil  tersebut  lebih baik  bila  dibandingkan  dengan  ketahanan korosi  paduan  AlMgSi  yang  mempunyai ketahanan  korosi  sebesar  0,107579  mpy. Dari  hasil  karakterisasi  paduan  AG3NE
diketahui  bahwa  temperatur  dan  waktu homogenisasi berpengaruh
terhadap kekerasan mikro, mikrostruktur, fasa, densitas  dan  korosi,  namun  perubahan karakter tersebut tidak berpengaruh terhadap  fungsi  paduan  AG3NE  sebagai kelongsong bahan bakar reaktor riset.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  penulis sampaikan  pada  Kepala  Pusat  Teknologi Bahan  Bakar  Nuklir  dan  Kepala  Bidang Fabrikasi  Bahan  Bakar  Nuklir  yang  telah memfasilitasi penelitian ini serta teman-teman BFBBN  terutama  Bapak  Yatno  DAS,  Bapak Slamet Pribadi, Ibu Mujinem dan Ibu Asminar yang  telah  banyak  membantu  sehingga penelitian  dan  penulisan  makalah  bisa terlaksana dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  M.H  Al  Hasa,  “Karakterisasi  sifat mekanik  dan  mikrostruktur  paduan intermetalik  AlFeNi  sebagai  bahan kelongsong  bahan  bakar,” Jurnal Teknologi  Bahan  Bakar  Nuklir ,  vol.  3 no. 2, 2007.
[2]  E.  Nurlia,  S.  Purwadaria,  E.A.  Basuki, “Evaluasi  pengaruh  perlakuan  panas RRA  terhadap  kekuatan  mekanik  dan peningkatan  ketahanan  SCC  paduan Aluminium  7075,” Prosiding  Seminar Material Metalurgi , 2012, LIPI.
[3] A.B.Ginting ,  “ Analisis  termal  paduan
AlMgSi  untuk  kelongsong  bahan  bakar U 3 Si 2 -Al  densitas  tinggi,” Jurnal  Ilmiah Daur  Bahan  Bakar  Nuklir  Urania ,  vol. 16, no 2, 2010.
[4] S.  Menargues,  E.  Martín,  M.T.  Baile, J.A.  Picas,  “New  short  T6  heat treatments  for  aluminium  silicon  alloy obtained  by  semisolid  forming. Journal of Materials Science & Engineering , vol. 621, pp.236-242, 2015.
[5]  M.H.  Al  Hasa,  “Formasi  fasa  dan mikrostruktur  bahan  struktur  paduan aluminium feronikel hasil proses
sintesis,”
Prosiding PPI–PDIPTN 2007, PT APB, Yo g yak ar ta. [6]  A.B.Ginting,  Supardjo,  Yanlinastuti,  D. Anggraini, Boybul, “Karakterisasi paduan  AlMgSi    untuk    kelongsong bahan bakar U 3 Si 2 /Al   dengan densitas uranium 5,2 gU/cm 3 ,” Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Urania , vol. 24, no.
1, hal. 27−38, 2018.
[7]  S.C.  Ram,  K.  Chattopadhyay,  I. Chakrabarty, “High temperature Tensile properties  of  centrifugally  cast  in-situ AlMg 2 Si functionally graded composites for  automotive  cylinder  block  liners,” Journal  of  Alloys  and  Compounds ,  vol.
724, pp. 84−97, 2017.
[8]  M.F. Ibrahim, S.A. Alkahtani, K.A. Abuhasel,  F.H.Samuel,  “Microstructural characterization  of  beryllium  treated AlSi Alloys,” Proceeding of Advances in Materials  Science  and  Engineering , 2015, pp.1-0.
[9] M. Syahid, B.T. Sofyan, S.G. Basuki, B. Adam,  “Characterization  of  Al-7Si-Mg-
Cu  turbine  impeller  produced  by investment  casting,” Proceeding  of Advanced  Materials  Research ,  2013, vol. 789, pp. 324-329.
[10]  L.  Sweet,  S.M.  Zhu,  S.X.  Gao,  J.A. Taylor, M.A. Easton, “The effect of iron content on the iron containing intermetallic  phases  in  a  cast  6060 aluminium  alloy,” Mettalurgical  and Materials Transaction, vol. 42 A, 2011.
[11]  A.  Dobkowska,  B.  Adamczyk–Cieślak, J.  Mizera,  K.J.  Kurzydłowski,  A. Kiełbus,  “The  comparison  of  the microstructure and corrosion resistance of sand cast aluminum alloys.
Proceeding of Arch.  Metall. Mater ., vol.
61, no 1,  pp. 209–212.
[12]  A. Kruglova,“Influence of Microstructure on  Mechanical  Properties  and  Damage Characteristics of Al-Si Alloys,”
Disertation  of  Doctor  at    Saarlandes University, 2017.