Perpustakaan Digital ITB

Paduan CoCrWNi atau Haynes 25 digunakan sebagai material stent jantung karena kekuatan dan modulus elastisitasnya memungkinkan strut dibuat tipis tanpa kehilangan kekuatan radial. Matriks face-centered cubic paduan ini metastabil dan dapat bertransformasi menjadi hexagonal close-packed selama deformasi plastis, serta kecenderungan tersebut dikendalikan oleh stacking fault energy yang bergantung pada komposisi unsur pemadu. Penelitian ini bertujuan memetakan pengaruh Cr, W, dan Ni terhadap ultimate tensile strength, modulus elastisitas, yield strength, dan stacking fault energy, menentukan model machine learning terbaik untuk memprediksi keempat sifat itu, serta mengusulkan kandidat komposisi untuk material stent jantung. Ruang lingkupnya mencakup 125 komposisi nonekuiatomik di sekitar komposisi acuan Co-24Cr-5W-11Ni (at.%). Simulasi molecular dynamics dijalankan dengan perangkat lunak LAMMPS memakai potensial modified embedded atom method sistem Co-Cr-Ni-W pada suhu tetap 300 K. Struktur larutan padat acak dibangun dengan Atomsk, lalu direlaksasi untuk memperoleh parameter kisi setimbang. Uji tarik uniaksial pada supercell berisi 28.800 atom menghasilkan kurva tegangan-regangan. Nilai stacking fault energy dihitung melalui geseran kaku pada bidang {111} dan dirata-ratakan dari lima realisasi penempatan atom, sedangkan kurva generalized stacking fault energy dipetakan pada 13 komposisi terpilih. Hasil simulasi menjadi masukan pemodelan machine learning yang membandingkan linear regression, ridge regression, random forest, dan support vector regression melalui nested cross-validation. Cr menaikkan ketiga sifat mekanik, W hanya menaikkan modulus elastisitas, sedangkan Ni menurunkan ketiganya dan paling menentukan. Seluruh komposisi menghasilkan stacking fault energy negatif pada rentang -83,29 hingga -35,76 mJ/m2 dengan nilai acuan -55,16 mJ/m2. Ni satu-satunya unsur yang efektif menaikkannya, sedangkan Cr tidak berpengaruh berarti pada rentang yang ditinjau. Support vector regression unggul untuk ultimate tensile strength dan modulus elastisitas, ridge regression untuk yield strength, dan linear regression untuk stacking fault energy, sehingga hubungan komposisi terhadap sifat hampir aditif. Rentang yang diusulkan adalah 24 hingga 27 at.% Cr, 0 hingga 3 at.% W, dan 7 hingga 9 at.% Ni, dengan Co-27Cr-3W-7Ni sebagai kandidat terkuat dan Co-27Cr- 3W-9Ni sebagai kandidat dengan stacking fault energy lebih terjaga.