Perpustakaan Digital ITB

CoCrMoW merupakan paduan yang umum digunakan untuk aplikasi biomedis, cutting tools, dan brake disc. Brake disc atau rem cakram digunakan untuk sistem pengereman melalui mekanisme gesekan. Paduan CoCrMoW untuk aplikasi brake disc harus memiliki sifat mekanik yang baik hingga pada suhu tinggi untuk mencegah keausan dan kelelahan termal. Material berbasis kobalt, spesifiknya CoCrMoW, dijadikan subjek penelitian karena memiliki ketahanan aus yang tinggi, ketahanan pada kelelahan termal, laju perambatan retakan fatigue yang rendah, dan ketahanan korosi pada temperatur tinggi. Unsur pemadu (Ni, Fe, dan Mn) pada paduan CoCrMoW divariasikan untuk memperoleh metode pengaturan nilai stacking fault energy (SFE) yang optimal sehingga diperoleh sifat mekanik yang diinginkan. Serangkaian simulasi perhitungan SFE paduan CoCrMoW telah dilakukan untuk mempelajari pengaruh temperatur dan konsentrasi unsur pemadu terhadap nilai SFE paduan. Perhitungan pengaruh temperatur terhadap nilai SFE dilakukan dengan perhitungan termodinamika pada rentang temperatur 0-700 °C. Pengaruh konsentrasi unsur pemadu terhadap nilai SFE melalui perhitungan termodinamika dilakukan pada konsentrasi unsur pemadu 0-10 wt.%. Pada metode first-principles dilakukan perhitungan untuk menentukan parameter kisi kesetimbangan dari paduan CoCrMoW yang digunakan untuk menghitung nilai SFE pada variasi unsur pemadu. Pengaruh konsentrasi unsur pemadu dan struktur supercell terhadap struktur elektronik (charge density dan density of states) paduan CoCrMoW juga disimulasikan pada temperatur 0 K dengan menggunakan metode first-principles. Penambahan unsur pemadu Ni, Fe, dan Mn pada paduan CoCrMoW akan meningkatkan nilai SFE paduan dari -0,09 J/m2 hingga -0,04 J/m2 melalui metode perhitungan termodinamika dan dari 0,07 J/m2 hingga 0,16 J/m2 melalui simulasi first-principles. Selisih nilai SFE metode perhitungan termodinamika dan simulasi first-principles berada pada rentang 0,15-0,26 J/m2 karena nilai SFE simulasi FP-DFT bergantung pada posisi unsur pemadu. Pada paduan CoCrMoW, penambahan unsur pemadu Ni, Fe, dan Mn menguatkan ikatan antar-atom dalam paduan CoCrMoW yang kemudian memengaruhi struktur elektronik (meningkatkan charge density dan DOS) sehingga nilai SFE meningkat. Berdasarkan analisis perhitungan SFE dan pengaruh penambahan unsur pemadu terhadap paduan CoCrMoW, saran untuk desain paduan CoCrMoW adalah dengan penambahan unsur pemadu Fe untuk pengaturan nilai SFE yang lebih efektif hingga 5 wt.% agar ductility paduan meningkat dengan tetap mempertahankan ketahanan fatigue paduan.