Analisis Laju Korosi, Kekerasan, dan Mikrostruktur Aluminum Bronze dengan Perlakuan Annealing dan Deep Cryogenic Treatment pada Material Propeler

Arie Wibowo Kurniyawan, Dr. Ir. Lilik Dwi Setyana, S.T., M.T., IPM.

2026 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI REKAYASA MESIN

Propeler yang merupakan komponen pada kapal laut yang berperan dalam mengubah energi mekanik menjadi daya dorong di dalam air. Penggunaan propeler jangka panjang di dalam air laut akan meningkatkan potensi propeler terkena korosi, oleh karena itu dibutuhkan material yang mempunyai ketahanan terhadap korosi yang tinggi. Nickel-Aluminum Bronze menjadi salah satu material pilihan utama untuk propeler karena gabungan kekuatan mekanik, ketahanan terhadap korosi air laut, dan kemampuan manufaktur yang baik. Material aluminum bronze yang pada dasarnya telah memiliki ketahanan korosi yang tinggi masih dapat ditingkatkan melalui beberapa perlakuan panas. Penelitian ini menguji keefektivan perlakuan pada peningkatan kekerasan material dan ketahanan terhadap korosi.

Pengujian dilakukan dengan membagi material menjadi beberapa kategori berdasarkan perlakuannya, yaitu logam aluminum bronze tanpa perlakuan,  Annealing, Deep Cryogenic Treatment (DCT), dan kombinasi DCT dan Annealing. Perlakuan dilakukan dalam variasi waktu 16 jam dan 36 jam untuk DCT saja, dan untuk Annealing selama 2 jam dan 4 jam. Perlakuan kombinasi sendiri menggunakan variasi waktu annealing 2 jam dan 4 jam lalu dilanjut DCT selama 16 jam, dengan proses yang diawali Annealing pada suhu 675°C lalu didinginkan pada suhu raungan dilanjutkan pendinginan pada frezer selama ±1 jam setelah itu di lakukan DCT dengan nitrogen cair. Uji korosi dilakukan pada larutan NaCl ±3,5% menggunakan metode weight loss.

Pengujian yang dilakukan berpotensi menunjukan peningkatan kekerasan dan ketahanan korosi secara signifikan pada perlakuan DCT dan perlakuan Annealing saja menunjukkan penurunan fasa ? yang sensitif akan korosi dan peningkatan pada fasa ? yang membantu lapisan oksida pelindung, sedangkan untuk kombinasi dari DCT dan Annealing menghasilkan material dengan sifat mekanis yang paling optimal.

A propeller is a component of a ship that functions to convert mechanical energy into thrust in water. Long-term operation of propellers in seawater increases the risk of corrosion; therefore, materials with high corrosion resistance are required. Nickel-Aluminum Bronze (NAB) is one of the primary materials used for marine propellers due to its excellent mechanical strength, corrosion resistance in seawater, and good manufacturability. Although NAB inherently possesses high corrosion resistance, its properties can be further improved through heat treatment processes. This study evaluates the effectiveness of Annealing Treatment and Deep Cryogenic Treatment (DCT) in improving the hardness and corrosion resistance of NAB material.

The research was conducted by dividing the material into several treatment groups, namely untreated NAB, Annealing Treatment, Deep Cryogenic Treatment (DCT), and a combination of Annealing Treatment and DCT. The DCT process was carried out for 16 hours and 36 hours, while Annealing Treatment was performed for 2 hours and 4 hours. The combined treatment consisted of annealing for 2 hours and 4 hours followed by DCT for 16 hours. The annealing process was conducted at a temperature of 675°C, followed by cooling to room temperature. The specimens were then pre-cooled in a freezer for approximately one hour before undergoing DCT using liquid nitrogen. Corrosion testing was performed in a ±3.5% NaCl solution using the weight loss method.

The results of the study provide a comparison of the hardness and corrosion resistance of NAB under different treatment conditions. DCT contributes to improvements in hardness and corrosion resistance, while Annealing Treatment reduces the amount of the corrosion-sensitive beta (?) phase and promotes the formation of the kappa (?) phase, which supports the development of a protective oxide layer. The combination of Annealing Treatment and DCT produces the most favorable mechanical properties among the investigated treatment conditions.

Kata Kunci : Aluminum bronze, Deep Cryogenic Treatment (DCT), Annealing, laju korosi, kekerasan, propeler