Awidia Eswandari Juwita: Pendesainan Paduan Logam Untuk Perkembangan Generasi Baja TRIP Berkuatan Tinggi

Sabtu, 19 - Juli - 2014, 05:38:35

Oleh Teguh Yassi Akasyah

Editor Teguh Yassi Akasyah

BANDUNG, itb.ac.id - Perkembangan teknologi dunia saat ini dinilai sangat pesat dan cepat. Dampak perkembangan tersebut turut digandeng oleh industri otomotif dalam proses produksinya. Saat ini, industri kendaraan roda empat gencar bersaing untuk memproduksi mobil berbahan baja ringan, namun memiliki kekuatan dan ketahanan yang tinggi dengan harga yang relatif terjangkau oleh konsumen. Bermula dari permintaan pasar, industri baja berupaya memproduksi baja yang diinginkan tersebut. Saat ini, industri baja sedang mengembangkan Advanced High Strength Steel (AHSS), yaitu baja berkekuatan tinggi yang dikembangkan dan telah diaplikasikan untuk struktur kendaraan yang akan diproduksi dengan penurunan berat serta ketebalan kendaraan, tentu saja dengan biaya yang relatif murah. Namun, material jenis ini membutuhkan komponen pemadu dalam jumlah yang cukup banyak sehingga menyebabkan peningkatan biaya produksi yang berlebihan.

Beranjak dari permasalahan ini, Awidia Eswandari Juwita (Teknik Metalurgi 2010) melakukan sebuah penelitian di bidang Alloy Design (desain paduan logam) untuk memperoleh hasil paduan yang dapat digunakan untuk memperoleh baja AHSS dengan sifat mekanik yang unggul dan biaya produksi yang terjangkau. Mahasiswa yang telah diwisuda pada Wisuda Tahap III ITB untuk tahun ajar 2013/2014 ini, melakukan penelitian tersebut di Pohang University of Science and Technology (POSTECH) Korea, dan di Laboratorium Teknik Metalurgi ITB. Awidia memilih untuk meneliti di bidang desain paduan logam ini adalah karena ketertarikannya dalam merancang desain otomotif, tentu saja berkaitan dengan baja yang kerap dipelajarinya untuk bidang Metalurgi Fisik. Penelitian ini merupakan tugas akhirnya di ITB dengan judul "Alloy Design And The Selection of Intercritical Annealing Temperatures For The Development of Medium-Manganese TRIP Steel".

Penelitian Terhadap Perkembangan Medium-Manganese TRIP Steel

Saat ini, AHSS telah dikembangkan sebanyak tiga generasi dengan sifat mekanik yang berbeda. Untuk generasi pertama, beberapa diantaranya adalah baja dual phase (DP), transformation induced plasticity (TRIP), complex phase (CP), dan martensitic steels (MART) yang dinilai memiliki kuat tarik dan luluh yang terbatas. Setelah dikembangkannya AHSS generasi kedua, diperoleh hasil yang lebih matang. Namun, material jenis ini membutuhkan komponen pemadu dalam jumlah yang cukup banyak sehingga menyebabkan peningkatan biaya produksi yang berlebihan. Kondisi ini mendorong industri baja untuk meneliti lebih jauh dalam memproduksi AHSS generasi ketiga dengan berfokus kepada baja TRIP. Baja jenis ini dinilai mampu memberikan serapan energi yang lebih besar ketika terjadi kegagalan, sehingga dapat melindungi pengemudi kendaraan tersebut.

Dalam penelitian ini, Awidia mencoba melakukan pendesaianan baja TRIP dengan mengamati hasil dari penambahan kadar material pemadu, khususnya mangan (Mn). Studi ini dilakukan terhadap penambahan jenis paduan logam dengan komposisi kimianya adalah C, Mn, Al, dan Si dengan kadar yang berbeda setiap paduannya. Sampel tersebut kemudian diperlakukan tahapan annealing, yaitu pemanasan baja sampai suhu tertentu, kemudian menahannya selama waktu tertentu, dan didinginkan dengan lambat. Dalam percobaan, Awidia menggunakan teknologi thermo-mechanical controlled process (TMCP) dalam preparasi sampel. Kemudian, sampel dicanai pada temperatur tertentu sesuai dengan jumlah paduan yang terkandung di dalamnya.

Setelah proses annealing, dilakukan tahapan pendinginan cepat (quenching). Kemudian dilakukan pengamatan terhadap fasa yang terbentuk pada paduan tersebut. Pengamatan dilakukan dengan menggunakan alat bernama dilatometer dan magnetic saturation measurement. Hasil yang diharapkan adalah berupa fasa austenite yang relatif stabil. Selain fasa, juga dilakukan pengamatan terhadap kekuatan material yang dipadukan tersebut. Dalam hal ini, diharapkan bahwa paduan tersebut dapat menyerap energi sebesar 30 % GPa sebelum terjadi kegagalan.

Hasil yang diperoleh oleh Awidia adalah terdapatnya beberapa sampel yang sesuai harapan dan tidak sesuai. Pengaruh TRIP pada mikrostruktur material hanya dapat ditinjau pada material yang memiliki fraksi austenite minimal 30%. Energi terbesar yang dapat diserap sebelum gagal adalah 35,8 % GPa untuk paduan 1 Al - 1,5 Si - 6 Mn - 0,15 C % yang dicanai pada suhu 700 C, selain itu juga diperoleh hasil sebesar 34,2 % GPa untuk 1 Al - 1 Si - 5 Mn - 0,15 C % yang dicanai 700 C. Penakaran jumlah Mn juga mampu digunakan untuk mempertahankan keunggulan sifat mekanik. "Masih diperlukan penelitian lebih untuk memperoleh hasil yang lebih bagus," tutur Awidia.

Awidia Eswandari Juwita: Percaya Diri Untuk Meraih Impian

Sebagai mahasiswa, Awidia mempunyai tekad yang kuat untuk menjalankan pendidikannya di ITB. Dorongan semangat ini membuat Awidia terpilih sebagai Mahasiswa Berprestasi Perwakilan FTTM pada tahun 2013 mengalahkan tiga pesaing lainnya. Awidia meyakini bahwa setiap orang memiliki arahnya sendiri, dan inilah yang disebut proses. Mahasiswa yang sempat mengikuti kegiatan volunteer dalam program Summer Music and Performing Arts Festivals in Italy pada tahun 2012 itu mengaku sangat mempercayai mimpi. "Sebagai mahasiswa, kita harus kerap meyakini proses. Hal ini akan diraih dengan kepercayaan diri yang matang," tambah Awidia.