PENGARUH UNSUR KE-EMPAT TERHADAP TRANSFORMASI FASA DAN EFEK INGAT BENTUK (SHAPE MEMORY EFECT) PADUAN Ti- Ni-Cu[The Influence of Fourth Element on Phase Transformation and Shape Memory Effect (SME) of Ti-Ni-Cu Alloys]

Abstract

PENGARUH UNSUR KE-EMPAT TERHADAP TRANSFORMASI FASA DAN EFEK INGAT
BENTUK (SHAPE MEMORY EFFECT) PADUAN Ti-Ni-Cu. Di antara paduan ingat bentuk (shape
memory alloys), Ti-Ni-Cu merupakan paduan yang paling menarik untuk aplikasi aktuator karena memiliki
respon aktuasi yang cepat akibat histeresis suhu transformasinya yang sempit. Tulisan ini memaparkan pengaruh
penambahan unsur ke empat (Fe, Sn, Cr, Nb, Co, Mo) pada paduan Ti-Ni-Cu terhadap transformasi fasa yang
terjadi. Kemudian dibahas efek ingat bentuk (Shape Memory Effect/SME) pada paduan Ti-Ni-Cu dan Ti-Ni-Cu-
Fe pada kondisi pengerjaan dingin dan kondisi anil. Hasil percobaan menunjukkan bahwa unsur ke empat dalam
paduan Ti-Ni-Cu memodifikasi fasa dengan cara-cara yang berbeda, yaitu dengan menekan fasa B19’(TiNi) dan
fasa B19’(TiNi0.8Cu0.2) untuk Fe, Co, Nb; dengan memunculkan fasa presipitat untuk Sn, Cr; dan dengan
menekan fasa B19’ (TiNi0.8Cu0.2) untuk Mo. Terkait kondisi paduan, ditunjukkan bahwa paduan dalam kondisi
anil memiliki SME yang lebih besar dibandingkan pada paduan dalam kondisi pengerjaan dingin. Lebih jauh
dapat diketahui paduan Ti-Ni-Cu-Fe memiliki SME yang lebih rendah dari pada paduan Ti-Ni-Cu. Pengamatan
struktur mikro menunjukkan bahwa fasa martensit pada paduan Ti-Ni-Cu-Fe memiliki fraksi volume yang lebih
kecil dan ukuran lath yang lebih besar dibandingkan pada paduan Ti-Ni-Cu.

Abstract

Among the existing shape memory alloys, Ti-Ni-Cu is the most atractive alloy for actuator application
because it shows quick actuation response due to its narrow transformation temperature hysteresis. This
paper reports the effect of the fourth element Fe, Sn, Cr, Nb, Co, Mo on the phase transformation of Ti-Ni-Cu
alloys. In addition, the shape memory effect (SME) of the Ti-Ni-Cu and Ti-Ni-Cu-Fe alloys in both cold
worked and annealed conditions is discussed. The experimental results showed that the fourth element added
into the Ti-Ni-Cu alloys modified the phases presented in the alloys by different ways, i.e. by deppressing
both B19’(NiTi) and B19’(TiNi0.8Cu0.2) phases for Fe, Co, Nb; by revealing precipitate phases for Sn and Cr;
and by deppressing B19’ (TiNi0.8Cu0.2) phase for Mo. With respect to the alloys condition, it was showed
that the SME exhibited by the annealed alloys was larger than that exhibited by the cold worked alloy.
Furthermore, it was found that the SME of Ti-Ni-Cu-Fe alloy was lower than that of Ti-Ni-Cu alloy.
Microstructure observation showed that the martensite phase of Ti-Ni-Cu-Fe alloy was characterized by
lower volume fraction and larger lath size compared to those of the Ti-Ni-Cu alloy.