Abstrak — Studi tentang smart materials cukup menyita perhatian dalam beberapa tahun terakhir, salah satunya yaitu tentang Shape Memory Alloys (SMA). Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk mengembangkan SMA menggunakan paduan Ni- Ti, namun karena paduan tersebut memiliki beberapa kekurangan, maka muncullah untuk membuat alternatif paduan lain yaitu paduan Cu-Zn-Al. Untuk medapatkan SMA dapat dilakukan dengan cara pengecoran. Pada penelitian ini paduan Cu-21Zn-5Al diberikan proses perlakuan panas homogenizing, annealing, dan solution treatment dengan holding time 10, 30, dan 60 menit dengan masing-masing holding time dilakukan quenching dengan media pendingin brine solution dan dry ice untuk mengetahui pengaruhnya terhadap efek shape memory dan struktur mikro. Selanjutnya dilakukan pengujian, XRD, metalografi, efek shape memory dan hardness test. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, didapatkan bahwa efek shape memory dimiliki oleh semua spesimen, dimana recovery yang paling tinggi dimiliki oleh spesimen pada holding time 10 menit dengan media pendingin brine solution sebesar 36,67%. Selain itu pada semua spesimen terbentuk fasa α , β , γ , serta martensit akibat pendinginan cepat.
Kata Kunci — Cu-Zn-Al, Efek Shape Memory, Perlakuan Panas, Shape memory alloys, Hardness.

## I. PENDAHULUAN
tudi tentang smart materials ini cukup menyita perhatian dalam beberapa tahun terakhir. Penerapan smart materials dapat  dilihat  seperti  salah  satu  contohnya,  yaitu  sensor  dan aktuator. Salah satu contoh material yang memiliki kemampuan untuk digunakan sebagai sensor atau aktuator bahkan keduanya adalah Shape memory alloys. Shape memory alloys atau yang biasa disingkat dengan (SMA’s) memiliki sifat yang unik dan menarik  perhatian  yaitu Shape Memory Effect dan superelasticity .  Saat  ini  penelitian  sudah  banyak  dilakukan untuk  mengembangkan shape memory alloys. Salah  satu material paduan yang banyak digunakan secara komersial yaitu paduan  Ni-Ti.  Paduan  Ni-Ti  adalah  paduan  yang  memiliki kombinasi  sifat  material  terbaik  dalam  pengaplikasiannya. Namun  memiliki  beberapa  kekurangan  seperti  temperatur transformasinya  yang  kecil,  pemrosesan  yang  sulit  dan  juga harganya  yang  sangat  mahal  seratus  kali  lipat  dibandingkan dengan Shape memory alloys Cu-based [1].  Oleh  karena  itu, muncul untuk membuat alternatif lain seperti paduan Cu-Zn-Al
yang  memiliki  beberapa  sifat  seperti  ulet,  dapat  di cold- working ,  dan  jarak  transformasi  temperaturnya  lebih  tinggi dibandingkan dengan Ni-Ti. Paduan Cu-Zn-Al memiliki shape memory effect pada  komposisi  tertentu  yaitu  60%-80%  Cu  ; 15%-30% Zn ; dan 3%-10% Al dalam berbagai perbandingan.
Shape Memory Alloys (SMA) adalah material yang memiliki kemampuan  untuk  kembali  ke  bentuk  dan  ukuran  semula setelah  dideformasi  dan  diberikan  perlakuan  temperatur tertentu [2]. Aplikasi dari Shape memory alloys sendiri cukup beragam dalam berbagai bidang industri, misalnya saja seperti aeronautika,  automotif,  biomedik  maupun  sistem  mekanik. Proses  pembuatan shape memory alloys dapat  dilakukan melalui  dua  cara  yaitu  proses  pembentukan  dan  proses pelatihan. Shape memory alloys memiliki  struktur  kristal austenit dan martensit. Proses pembebanan dilakukan pada saat fasanya twinned martensit,  kemudian  karena  adanya pembebanan  maka  akan  terjadi  perubahan  dimensi  tetapi fasanya  masih  martensit  yaitu detwinned martensit.  Ketika pembebanan  dilepaskan,  fasanya  masih  tetap detwinned martensit. Proses Shape Memory Effect terjadi ketika detwinned martensit dipanaskan hingga temperatur austenit, maka fasanya akan berubah ke bentuk semula [3].
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh  Lai (1996), perlakuan panas dapat mempengaruhi sifat dari shape memory alloys Cu-based. Dimana spesimen dengan komposisi Cu-17.5at%Zn5at%Al  yang  digunakan  diberikan  empat perlakuan panas berbeda dengan dilakukan step-quenching , ice- water quenching , water quenching , dan glycol quenching pada tiga temperatur berbeda yaitu 800, 850, dan 900 o C. [4] Hasil yang didapatkan dari penelitian ini menunjukkan bahwa shape memory effect dipengaruhi oleh beberapa parameter perlakuan panas  seperti  temperatur betatizing ,  durasi betatizing ,  dan kecepatan  pendinginan.  Karena  minimnya  penelitian  yang meneliti  terkait  Cu-Zn-Al shape memory alloys dan  masih banyaknya peluang untuk mengembangkan penelitian dibidang terkait  sehingga  mendapatkan  sifat  material  Cu-Zn-Al shape memory alloys yang optimal, maka dari itu penelitian ini akan membahas  tentang  pengaruh holding time proses solution treatment dan media pendingin pada Cu-Zn-Al shape memory alloys terhadap efek shape memory dan struktur mikro.

## Pengaruh Holding Time Proses Solution
Treatment dan Variasi Media Pendingin pada Cu-Zn-Al Shape Memory Alloys terhadap Efek

## Shape Memory dan Struktur Mikro
Mavindra Ramadhani, Rochman Rochiem, Luckyta Rizkivany Departemen Teknik Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri dan Rekayasa Sistem, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : mavindra@its.ac.id
S

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Bahan Penelitian
Material yang digunakan pada penelitian ini adalah paduan Cu-Zn-Al  berbentuk  ingot  hasil  pengecoran  dengan  dimensi sesuai pada Gambar 1 dan juga komposisi sesuai dengan ASM Handbook Vol. 2 seperti yang tertera pada Tabel 1.

## B. Prosedur Perlakuan Panas

## 1) Homogenizing
Menyiapkan  spesimen.  Menyiapkan furnace untuk perlakuan  panas.  Memasukkan  spesimen  ke  dalam furnace , kemudian  dipanaskan  hingga  temperatur  850 o C  dan  ditahan selama  2  jam.  Mengeluarkan  spesimen  dari furnace dan dibiarkan dingin di udara.

## 2) Annealing
Menyiapkan  spesimen.  Menyiapkan furnace untuk perlakuan  panas.  Memasukkan  spesimen  ke  dalam furnace , kemudian  dipanaskan  hingga  temperatur  550 o C  dan  ditahan selama  4  jam.  Mengeluarkan  spesimen  dari furnace dan dibiarkan dingin di udara.
3) Solution Treatment
Menyiapkan  spesimen.  Menyiapkan furnace untuk perlakuan  panas.  Memasukkan  spesimen  ke  dalam furnace , kemudian  dipanaskan  hingga  temperatur  850 o C  dan  ditahan selama  10  menit.  Mengeluarkan  spesimen  dari furnace dan memasukkannya  ke  dalam  media  pendingin brine solution. Mengulangi  langkah  sesuai  urutan  yang  dijelaskan  namun ditahan selama 30 menit dan 60 menit.

## C. Pengujian X-Ray Diffraction (XRD)
Pengujian  XRD  ditujukan  untuk  mengetahui  fasa  yang terkandung  dalam  spesimen  yang  diuji.  Pengujian  XRD dilakukan  pada  spesimen  yang  belum  diberi  perlakuan  panas dan  juga  yang  sudah  diberikan  perlakuan  panas  untuk mengetahui perbandingan fasa yang terbentuk. Sampel material yang digunakan untuk pengujian XRD ini ukuran tebalnya tidak lebih dari 4 mm. Pengujian X-Ray Diffraction (XRD) dilakukan dengan menggunakan alat XRD PANalytical.

## D. Pengujian Metalografi
Pengujian  metalografi  adalah  pengujian  yang  dilakukan untuk mengetahui struktur mikro dari spesimen yang akan diuji. Prinsip  pengujian  ini  adalah  dengan  mengamati  permukaan spesimen yang sebelumnya sudah dipreparasi, di polish , dan di etsa  menggunakan  etsa  dengan  komposisi  5  gr  FeCl 3 ,  10  ml HCl, dan 95 ml etanol. Dengan ukuran sampel yang digunakan yaitu  25  mm  x  20  mm  x  10  mm.  Kemudian  diamati  dengan menggunakan alat mikroskop optik Metallurgical Microscope OLYMPUS BX51M-RF.

## E. Pengujian Efek Shape Memory
Pengujian shape memory effect dilakukan  berdasarkan pada standar ASTM F2082-01. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui  persentase recovery dari  paduan shape memory yang telah dideformasi. Bentuk spesimen untuk pengujian ini dapat berupa wire , diameter 1 mm. Spesimen yang sudah diberi perlakuan  panas  pembentukan shape memory ditekuk, kemudian  dipanaskan  hingga  terjadi recovery shape .  Untuk mengetahui persentase recovery atau efek shape memory dapat dihitung dengan Persamaan (1) di bawah ini:
𝑆𝑀𝐸 𝑥 100% (1)
Dimana: θ 0 = Sudut awal θ t = Sudut akhir setelah pemanasan

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Pengujian XRD
Berdasarkan  pengujian  yang  telah  dilakukan  didapatkan bahwa peak XRD yang di dapat seperti Gambar 2 dan Gambar 3 di bawah ini.
Gambar 1. Spesimen ingot Cu-Zn-Al hasil pengecoran
Tabel 1.
Komposisi paduan shape memory alloys Keterangan Komposisi (%) Cu Zn Al ASM Handbook Vol. 2 Bab Shape Memory Alloys Balance 10-35 4-10 Komposisi Paduan Balance 21 5
Gambar 2. Hasil pengujian XRD Cu-21Zn-5Al shape memory alloys dengan media pendingin brine
Dapat  dilihat  bahwa    spesimen as cast terdapat peak yang menunjukkan  fasa  α- brass (Cu 0,64 Zn 0,36 )  yang  terletak  pada posisi 2θ 42,325 o pada bidang (1,1,1), posisi 2θ 49,275 o pada bidang (2,0,0), dan posisi 2θ 87,455 o pada bidang (3,1,1), serta fasa α- brass (Cu 0,64 Zn 0,36 ) memiliki struktur kristal kubik sesuai dengan kode referensi 00-050-1333. Berdasarkan Gambar 2 di atas  diketahui  bahwa  fasa  α- brass (Cu 0,64 Zn 0,36 )  juga  muncul pada  spesimen  lainnya  dengan  media  pendingin brine begitupun juga pada Gambar 3 dengan media pendingin dry ice , dimana  fasa  α- brass (Cu 0,64 Zn 0,36 )  memiliki  intensitas  yang cukup tinggi pada semua spesimen dibandingkan dengan fasa yang muncul lainnya.
Kemudian terdapat fasa β- brass (CuZn) yang terletak pada posisi 2θ 43,473 o pada bidang (1,1,0), posisi 2θ 79,631 o pada bidang  (2,2,1),  serta  fasa  β- brass (CuZn)  memiliki  struktur kristal  kubik  sesuai  dengan  kode  referensi  00-002-1231. Berdasarkan Gambar 2 dan Gambar 3 di atas diketahui bahwa fasa β- brass (CuZn) juga muncul pada spesimen lainnya baik media  pendingin brine maupun  media  pendingin dry ice . Namun  yang  membedakan  adalah  intensitas  pada  setiap spesimennya.
Selain fasa α- brass (Cu 0,7 Zn 0,3 ) dan fasa β- brass (CuZn), fasa terakhir  yang  muncul  adalah  fasa  γ- brass (Cu 5 Zn 8 )  yang terletak pada posisi 2θ 72,455 o pada bidang (6,3,1) dan fasa γ- brass (Cu 5 Zn 8 )  memiliki  struktur  kristal  kubik  sesuai  dengan kode  referensi  01-074-5803.  Berdasarkan  Gambar  2  dan Gambar 3 di atas diketahui bahwa fasa γ- brass (Cu 5 Zn 8 ) juga muncul  pada  spesimen  lainnya  baik  pada  media  pendingin brine maupun media pendingin dry ice . Intensitas fasa γ- brass (Cu 5 Zn 8 )  dibandingkan  dengan  fasa  α- brass (Cu 0,7 Zn 0,3 )  dan fasa  β- brass (CuZn)  memiliki  intensitas  yang  relatif  rendah pada semua spesimen.
Dari  fasa  yang  muncul  pada  hasil  pengujian  XRD  dapat diketahui bahwa hal tersebut sesuai dengan diagram fasa terner yang  menyebutkan  bahwa  ketika  Cu-21Zn-5Al  dipadukan maka  akan  terbentuk fasa  α,  fasa  β, dan juga fasa  γ. Dimana ketika diberi perlakuan panas solution treatment maka fasa α akan terlarut menjadi fasa β. Fasa β yang teridentifikasi pada hasil  XRD  spesimen as cast disebabkan  oleh  kondisi
pendinginan yang tidak ekuilibrium pada proses pengecoran.

## B. Hasil Pengujian Metalografi
Berdasarkan  pengujian  yang  telah  dilakukan  didapatkan hasil persentase fasa yang telah dihitung menggunakan aplikasi FIJI sesuai Tabel 2 di bawah ini:
Gambar 4 di atas menunjukkan hasil pengujian metalografi pada  spesimen as cast Cu-21Zn-5Al shape memory alloys dengan perebesaran 100x. Sesuai dengan gambar yang tertera bahwa fasa yang muncul dari spesimen as cast adalah fasa α, β, dan  γ.  Hal  ini  sesuai  dengan  diagram  fasa  terner  Cu-Zn-Al. Fasa  α  memiliki  karakteristik  berwarna  terang,  untuk  fasa  β berwarna gelap, dan fasa γ berbentuk seperti butiran presipitat berwarna  gelap  [4].  Dari  hasil  metalografi  tersebut  dapat diketahui  bahwa  fasa  α  merupakan  fasa  yang  lebih  dominan dibandingkan dengan fasa β dan fasa γ. Hal ini dapat dibuktikan dengan  persentase  area  yang  telah  dihitung  menggunakan aplikasi  fiji  menunjukkan  bahwa  berdasarkan  Tabel  2  untuk persentase area fasa α sebesar 65,974%, untuk fasa β sebesar 32,889%, dan untuk fasa γ sebesar 1,137%. Dengan adanya fasa α  dan  fasa  β  yang  muncul  dalam  hasil  metalografi,  dapat mengindikasikan  bahwa  paduan  Cu-21Zn-5Al  memiliki  efek shape memory [5].
Gambar 3. Hasil pengujian XRD Cu-21Zn-5Al shape memory alloys dengan media pendingin dry ice
Gambar 4. Hasil pengujian metalografi spesimen as cast Cu-21Zn-5Al shape memory alloys perbesaran 100x
Tabel 2.
Hasil analisis perbandingan jumlah fasa Cu-21Zn-5Al shape memory alloys menggunakan aplikasi fiji Spesimen % Area
α β γ β‘
As Cast 65,974 32,889 1,137 -
B10 31,226 26,546 1,330 40,898
B30 47,372 24,328 0,395 27,905
B60 32,646 28,608 4,399 34,347
DI10 63,838 14,374 2,454 19,334 DI30 57,378 27,227
1,904 13,491
DI60 45,13 24,937 2,089 27,844
Pada Gambar 5 (a) menunjukkan hasil pengujian metalografi pada spesimen B10 Cu-21Zn-5Al shape memory alloys dengan perbesaran 100x dimana dapa terlihat fasa yang muncul adalah fasa α, fasa β, fasa γ, dan juga martensit. Pada spesimen ini fasa martensit muncul paling dominan diantara fasa-fasa yang lain, hal ini dibuktikan dengan besar persentase yang telah dianalisis menggunakan  aplikasi  fiji.  Untuk  fasa  α  sebesar  31,226%, untuk fasa β sebesar 26,546%, untuk fasa γ sebesar 1,330%, dan untuk  martensit  sebesar  40,898%.  Dengan  adanya  fasa martensit  maka  akan  berpotensi  untuk  terjadi  transformasi martensit  dimana  akan  mengakibatkan  adanya  efek shape memory . Semakin banyak martensit yang terbentuk maka efek shape memory yang dihasilkan akan lebih baik [6].
Kemudian pada Gambar 5 (b) menunjukkan hasil pengujian metalografi  pada  spesimen  B30  Cu-21Zn-5Al shape memory alloys pada perbesaran 500x, dimana dapat terlihat bahwa fasa yang  terbentuk  adalah  α,  fasa  β,  fasa  γ,  dan  juga  martensit. Namun  pada  spesimen  ini,  ukuran  butir  relatif  lebih  kecil dibandingkan  dengan  spesimen-spesimen  yang  lain,  sehingga struktur  baru  dapat  dilihat  dengan  jelas  saat  menggunakan perbesaran  mikroskop  yang  lebih  besar.  Hal  ini  dikarenakan bahwa  semakin  lama  waktu  yang  digunakan  pada  proses solution treatment maka akan menyebabkan pertumbuhan butir [6]. Besar persentase fasa yang terbentuk juga telah dianalisis menggunakan aplikasi fiji sehingga didapatkan hasil untuk fasa α yaitu sebesar 47,372%, untuk fasa β sebesar 24,328%, untuk fasa γ sebesar 0,395%, dan untuk martensit sebesar 27,905%. Dengan adanya struktur martensit yang muncul maka spesimen B30 berpotensi untuk memiliki efek shape memory.
Pada Gambar 5 (c) menunjukkan hasil pengujian metalografi pada spesimen B60 Cu-21Zn-5Al shape memory alloys dengan perbesaran 100x. Dimana fasa yang terbentuk pada spesimen dapat dilihat pada gambar yaitu fasa α, fasa β, fasa γ, dan juga martensit.  Dengan  besar  persentase  fasa  γ  sebesar  32,646%, fasa β sebesar 28,608%, fasa γ sebesar 4,399%, dan martensit sebesar  34,347%.  Dengan  adanya  struktur  martensit  pada seluruh media pendingin brine solution maka spesimen tersebut memiliki potensi adanya efek shape memory.
Kemudian  pada  Gambar  6  (a)  merupakan  hasil  pengujian metalografi pada spesimen DI10 Cu-21Zn-5Al shape memory
alloys dengan  perbesaran  100x.  Dari  gambar  tersebut  dapat diketahui bahwa fasa yang terbentuk adalah fasa α, fasa β, fasa γ,  dan  juga  martensit.  Persentase  fasa  juga  telah  dihitung dengan menggunakan aplikasi fiji untuk mengetahui besar tiap fasanya.  Untuk  fasa  α  adalah  sebesar  63,838%,  untuk  fasa  β sebesar  14,374%,  untuk  fasa  γ  sebesar  2,454%,  dan  untuk martensit  sebesar  19,334%.  Pada  spesimen dry ice ini persentase  martensit  yang  terbentuk  lebih  sedikit  daripada martensit yang terbentuk pada spesimen brine solution . [7] Pada Gambar 6 (b) merupakan hasil pengujian metalografi pada  spesimen  DI30  Cu-21Zn-5Al shape memory alloys dengan perbesaran 100x dimana dapat dilihat bahwa fasa yang terbentuk masih sama dengan spesimen sebelumnya yaitu fasa α, fasa β, fasa γ, dan juga martensit. Kemudian besar persentase fasa  juga  telah  dianalisis  untuk  setiap  fasa  yang  terbentuk. Untuk  fasa  α  persentasenya  sebesar  57,378%,  untuk  fasa  β sebesar 27,227%, untuk fasa γ sebesar 1,904%, dan martensit sebesar 13,491%.
Pada Gambar 6 (c) merupakan hasil pengujian metalografi untuk  spesimen  DI60  Cu-21Zn-5Al shape memory alloys dengan perbesaran 100x, dimana menurut gambar tersebut fasa yang terbentuk terdapat beberapa fasa yaitu fasa α, fasa β, fasa γ, dan juga martensit. Setelah dilakukan analisis menggunakan aplikasi fiji, maka didapatkan besar persentase tiap fasa yang terbentuk.  Untuk  fasa  α  yaitu  sebesar  45,13%,  untuk  fasa  β sebesar  24,937%,  untuk  fasa  γ  sebesar  2,089%  dan  untuk martensit sebesar 27,844%.
Pada semua spesimen dry ice muncul fasa yang sama yaitu fasa  α,  fasa  β,  fasa  γ,  dan  juga  martensit  namun  yang membedakan hanyalah persentasenya saja dimana dari semua spesimen fasa yang paling dominan adalah fasa α. Hal ini juga sesuai dengan hasil pengujian XRD yang menunjukkan bahwa intensitas  fasa  α  memiliki  intensitas  yang  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  dengan  fasa  lain  yang  terbentuk. Kemudian  untuk  spesimen  dengan  media  pendingin dry ice memiliki persentase martensit yang lebih sedikit dibandingkan dengan  media  pendingin brine ,  hal  ini  dikarenakan  media pendingin dry ice berbentuk  padat  sehingga  ketika  proses quenching pendinginan  tidak  merata  di  seluruh  bagian spesimen.
Gambar 5. Hasil pengujian metalografi spesimen brine Cu-21Zn-5Al shape memory alloys dengan holding time (a) 10 menit (b) 30 menit, dan (c) 60 menit Gambar 6. Hasil pengujian metalografi spesimen dry ice Cu-21Zn-5Al shape memory alloys dengan holding time (a) 10 menit (b) 30 menit, dan (c) 60 menit

## C. Hasil Pengujian Efek Shape Memory
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan didapatkan hasil sesuai  dengan  Gambar  7  di  bawah  ini  dan  setelah  dilakukan pengujian  maka  nilai recovery dari  semua  spesimen  yang didapatkan dirangkum pada Tabel 3 yang tertera di bawah ini.
Menurut  Kumar  (2008),  suatu Shape Memory Alloys memiliki Shape Memory Effect (SME)  ketika  dideformasi dalam fasa twinned martensit dan ketika beban dilepaskan pada saat  temperatur  di  bawah  A s .  Selanjutnya  ketika  dipanaskan diatas A f , shape memory alloys akan kembali kebentuk aslinya dengan  berubah  menjadi  fasa  induknya  yaitu  fasa  austenitik. Untuk itu proses pengujian efek shape memory diawali dengan proses penekukan berupa pemberian tegangan untuk  mengubah fasa twinned martensit  menjadi detwinned martensit. Kemudian  dipanaskan  sehingga  fasanya  berubah  kembali  ke fasa induk yaitu austenit sehingga bentuk akan kembali seperti semula. Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan, nilai recovery yang paling besar terletak pada spesimen B10 dengan nilai recovery sebesar  36,67%,  untuk  spesimen  B30  sebesar 21,67%,  untuk  spesimen  B60  sebesar  25%,  untuk  spesimen DI10  sebesar 16,67%, untuk  spesimen  DI30  sebesar 13,33%, dan untuk spesimen DI60 sebesar 20%. Hal ini membuktikan adanya  kesesuaian  dengan  hasil  pengujian  metalografi  yang menunjukkan bahwa martensit yang terbentuk pada spesimen B10  paling  banyak.  Jika  semakin  banyak  martensit  yang terbentuk maka efek shape memory akan meningkat pula [7]. Pada  hasil  metalografi  juga  dapat  diketahui  bahwa  pada spesimen dry ice fasa yang lebih dominan diantara fasa yang lain adalah fasa α. Dimana dengan adanya banyak fasa α akan menyebabkan  berkurangnya  kemampuan  efek shape memory pada shape memory alloys [5].

## D. Hasil Pengujian Kekerasan
Dari  pengujian  kekerasan  yang  dilakukan  pada  tiga  titik, maka didapatkan nilai kekerasan hardness vickers seperti yang tertera pada Tabel 4
Gambar 8. Grafik nilai kekerasan Cu-21Zn-5Al shape memory alloys
Gambar 8 menunjukkan hasil nilai pengujian kekerasan dan didapatkan bahwa kekerasan untuk spesimen as cast memiliki nilai 134,33 ± 2,89 HV, untuk spesimen B10 149,67 ± 1,53 HV, untuk spesimen B30 175 ± 0 HV, untuk spesimen B60 memiliki nilai  140,67  ±  0,57  HV.  Dari  hasil  tersebut  dapat  diketahui bahwa  nilai  kekerasan  meningkat  setelah  diberi  perlakuan panas. Sifat keras pada Cu-Zn-Al shape memory alloys berasal dari adanya fasa β, karena fasa β memiliki sifat yang keras dan rapuh pada paduan Cu-Zn. Unsur Al dapat meningkatkan fasa β sehingga  dapat  meningkatkan  kekerasan.  Ketika  dilakukan pendinginan  cepat,  maka  terbentuk  fasa  martensit.  Semakin cepat  laju  pendinginan,  maka  fasa  martensit  yang  terbentuk semakin  cepat  dan  banyak.  Pada  baja,  sifat  martensit  adalah keras. Namun, pada shape memory alloys , sifat martensit adalah lunak.
Pada spesimen brine solution dapat dilihat pada grafik terjadi kekerasan  optimum  pada  spesimen  dengan holding time 30 menit. Semakin lama waktu yang digunakan untuk perlakuan panas solution treatment maka  akan  menyebabkan  terjadinya pertumbuhan  butir,  dimana  pertumbuhan  butir  tersebut  akan meningkatkan  kekerasan  pada  spesimen.  Namun,  setelah dilakukan proses quenching struktur atau fasanya masih berupa larutan  padat  lewat  jenuh  ( super saturated solid solution ). Seiring  dengan  penambahan  waktu holding ,  maka  mulai terbentuk zona presipitat dan paduan aluminium menjadi agak kuat dan keras. Ketika waktu holding ditambah lagi maka akan masuk  dalam  daerah peak aged .  Pada  daerah peak aged presipitat mengumpul dan terbentuk fasa yang halus (fasa β). Jika fasa-fasa tersebut mulai terbentuk maka akan didapatkan tingkat kekerasan dan kekuatan logam paduan alumunium yang optimal. Apabila setelah mencapai peak aged (puncak penuaan) waktu holding masih  ditambah  lagi  maka  akan  masuk  dalam daerah over aged . Pada daerah over aged ini akan didapatkan fasa  α,  jika  fasa  α ini  terbentuk  maka  akan  menyebabkan paduan  alumunium  menjadi  lunak  kembali  dan  berkurang kekerasannya.  Penurunan  nilai  kekerasan  juga  disebabkan
Gambar 7. Spesimen uji efek shape memory berbagai variabel (a) Sebelum diuji (b) Setelah diuji
Tabel 3.
Hasil pengujian efek shape memory pada Cu-21Zn-5Al shape memory alloys Spesimen Recovery (%) B10 36,67 ± 12,58 B30 21,67 ± 5,77 B60 25 ± 0 DI10 16,67 ± 7,64 DI30 13,33 ± 7,64 DI60 20 ± 0
Tabel 4. Hasil pengujian kekerasan Spesimen Nilai Kekerasan (HV) As Cast 134,33 ± 2,89 B10 149,67 ± 1,53
B30 175 ± 0 B60 140, 67 ± 0,57 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 200.00 0 10 30 60 Nilai Kekerasan (HV) Waktu Tahan (Menit ) As Cast Brine
karena  adanya  fasa  α,  dimana  dalam  paduan  Cu-Zn  fasa  α memiliki karakteristik yaitu struktur kristal FCC yang bersifat ulet,  nilai  kekerasan  yang  rendah  dan  mudah  dilakukan pengerjaan dingin.

## IV. KESIMPULAN
Adapun  kesimpulan  yang  diperoleh  dari  penelitian  ini adalah:
1. Pengaruh holding time proses solution treatment dan variasi  media  pendingin  pada  paduan  Cu-21Zn-5Al menghasilkan efek shape memory pada semua spesimen uji dengan nilai recovery yang bervariasi. Nilai recovery terbaik yang didapatkan adalah spesimen brine solution dengan holding time 10  menit  dengan  nilai recovery sebesar 36,67%.
2. Pengaruh holding time pada  proses solution treatment menghasilkan  butir  struktur  mikro  yang  lebih  kecil  pada holding time 30  menit  sehingga  didapatkan  kekerasan maksimum.  Serta,  variasi  media  pendingin  mempengaruhi pembentukan  martensit  pada  paduan  Cu-21Zn-5Al,  dimana martensit terbentuk paling banyak pada spesimen dengan media pendingin brine solution.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat melakukan penelitian ini hingga selesai. Kedua orang tua penulis  yang  selalu  memberi  motivasi  dan  semangat.  Serta berbagai piak yang telah mendukung penelitian ini dan dapat berjalan lancar sebagaimana mestinya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Bagherpour,  M.  2017. Effect of Severe Plastic Deformation on Shape
Memory and Mechanical Properties of Nanostructured Cu-Zn-Al Alloy.
Journal of Nano and Electronic Physics Vol. 9 No 1, 01008 (6pp) Sumy State University.
[2] ASM.  1992. ASM Handbook Volume 2 : Properties and Selection : Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials .  ASM  International Handbook Committee
[3] Kumar, P.K. dan D.C. Lagoudas. 2008. Shape memory alloys : Modeling and Engineering Applications. Springer : US.
[4] ASM.  2004.  ASM  Handbook  Volume  9  :  Metallography  and Microstructure. ASM International Handbook Committee.
[5] Dasgupta, Rupa, A. K. Jain, P. Kumar, S. Hussein, A. Pandey. July 2014. “Effect of Alloying Constituents on the Martensitic Phase Formation in Some Cu-Based SMAs”. Journal of Materials Research and Technology 3:264-273.
[6] __ . 1991. ASM Handbook Volume 4 : Heat Treating. ASM International Handbook Committee.
[7] Panjaitan,  Elman,  S.G.  Sukarjo.  2016.  “Pengaruh  Waktu  Penuaan Terhadap Sifat Superelastisitas PaduanShape Memory Ti-50,85% at Ni”. Pusat Penelitian dan Pengembangan Ilmu Pengetahuan Teknologi Bahan- BATAN 01:75 – 84.
[8] Asanovic,  V.,  Delijic,  K.  2007.The  Mechanical  Behavior  And  Shape Memory  Recovery  of  Cu-Zn-Al  Alloys. Metlurgija: Journal of Metallurgy.13 :57-65
[9] Newey,  C.,  Weaver,  G.  1990. Materials Principles and Practice .
Butterworth-Heinemann: Britania Raya .
[10] Balfas,  Aminah.  2012  . Analisis Termal Bionanokomposit Filler Serat Kulit Rotan. Bogor: Institut Pertanian Bogor .
[11] Stosic,  Zoric,  D.  Manasijevic,  L.  Balanovic,  T.H.  Grguiric,  U. Stamenkovic,  M.  Premovic,  D.  Minic,  M.  Gorgievski,  R.  Todorovic  . 2017. Effects of Composition and Thermal Treatment of Cu-Al-Zn Alloys