fisik@net lihat situs sponsor
        ISSN 2086-5325 Jumat, 19 Agustus 2022  
 
LIPI

depan
database
database
artikel
fenomena
kegiatan
situs
info
kamus
publikasi
buku
prestasi
kontak
e-data

  » Penghargaan
  » Cara link
  » Mengenai kami
  Artikel-artikel populer :
» daftar artikel

Nano-Baja, Menanggulangi Krisis Perbajaan
Nurul Taufiqu Rochman (Pusat Penelitian Fisika LIPI)

DEWASA ini, kelangkaan bahan baku baja di dunia telah mengancam sejumlah industri dalam negeri kususnya industri otomotif. Penetapan China sebagai tuan rumah Olympiade tahun 2008 mendatang telah menjadi penyebab utama krisis bahan baku baja kali ini.

Pasalnya adalah China menyetop ekspor batu bara dan bahan baku baja ke luar negeri guna menutupi kebutuhannya membangun stadion-stadion raksasa yang memerlukan ribuan ton baja.

Ditambah lagi, China juga harus menguras seluruh persediaan bahan baku bajanya untuk memenuhi kebutuhan industri otomotif barunya dengan populasi konsumen yang sangat tinggi. Dalam kondisi seperti ini, China mau tak mau juga harus menyedot persediaan baja dalam jumlah yang cukup besar dari negara-negara sekutunya.

Persediaan baja di dunia menjadi langka, walhasil harga bahan baku baja melangit. Jika krisis ini berkepanjangan melebihi enam bulan maka dapat diramalkan bahwa stok bahan baku baja dalam negeri kita akan habis dan harga kendaraan bermotor dan komponennya akan melonjak.

Tidak hanya di Indonesia, beberapa perusahaan pengelolaan bahan baku baja di Jepang terpaksa harus gulung tikar jika tidak mencari pasokan batu bara dari negara lain, seperti Australia dan lain-lain, dikarenakan Pemerintah Jepang telah melarang eksploitasi batu bara dalam negeri sendiri. Beberapa tambang batu bara telah ditutup dengan alasan lingkungan dan lain sebagainya.

Jalan yang harus ditempuh

Mengantisipasi krisis seperti ini, Jepang sejak tahun 1997 telah membuat proyek raksasa ultra-baja dengan melibatkan puluhan pakar baja dari kalangan universitas, pusat riset dan industri perbajaan, untuk mengembangkan teknologi- teknologi konservasi baja dan sekaligus memperkuat sifat-sifat dan performannya.

Dalam laporan pertengahan (lima tahunan) pada tahun 2002 telah berhasil direkayasa super-baja dengan kekuatan dan umurnya menjadi dua kali lipat. Dengan demikian untuk mendapatkan baja dengan performan sekarang ini, hanya memerlukan setengah dari beratnya (Kompas, Rabu 10 Desember 2003, Baja dan Baja Super, Pilar Masyarakat Berbasis Industri). Penemuan ini masih harus ditingkatkan sehingga menemukan strategi yang tepat untuk proses industrialisasi berskala besar.

Stok bahan baku baja Indonesia, yang terus-menerus bergantung dari luar negeri, akan mengalami penyusutan drastis dan tak akan bertahan lama.

Jika tidak segera diambil tindakan untuk memulai eksploitasi dan pengelolaan baja dari bijih baja secara mandiri, Indonesia pasti akan menemui keruwetan dalam menyongsong era industrialisasi. Lebih dari 5 juta ton baja harus disediakan untuk menyangga industri dalam negeri setiap tahunnya.

Sementara harga-harga pellet besi, skrap, dan batu bara akan terus membubung tinggi. Kondisi ini akan semakin memperparah krisis ekonomi yang sedang "dinikmati" negara kita sekarang ini.

Beberapa agenda harus segera dipersiapkan, antara lain: 1) membuka dan menghidupkan tambang bijih besi kembali, seperti di Lampung dan tempat- tempat lainnya, 2) eksploitasi tambang batu bara mandiri, 3) mendesain tanur peleburan bijih besi yang sesuai dengan kandungan bijih besi Indonesia, 4) pengembangan dan pengolahan baja sesuai standar internasional, 5) melakukan riset terpadu nano-baja sebagai alternatif konservasi dan peningkatan performan baja. Agenda ke-4 ini merupakan pointer terpenting dalam kaitannya membangun basis industri yang berdaya saing dan berkompetisi di era global dewasa ini.

Berikut akan disajikan beberapa teknik rekayasa nano-baja.

Teknik rekayasa nano-baja

Telah lama diketahui oleh enginer bahwa sifat-sifat mekanik bahan dapat ditingkatkan dengan penghalusan butiran kristalnya. Umumnya hal itu dilakukan dengan penambahan unsur paduan (alloying elements) dan perlakuan panas (heat treatment).

Namun demikian, metode ini menghasilkan penghalusan butiran kristal hanya sampai level tertentu (10-15 mikrometer) dan performannya masih belum optimal. Di sisi lain, unsur paduan yang ditambahkan pada baja susah dipisahkan sehingga menimbulkan permasalahan pada proses daur ulang dan membutuhkan biaya yang cukup mahal.

Oleh karenanya, untuk mengoptimalkan performan baja, penghalusan butiran kristal harus dilakukan sampai berlevel nano. Dewasa ini hal itu dapat dilakukan:

Pertama, dengan teknik MA- PM (mechanical alloying-powder metallurgy), di mana bubuk besi dan grafit di-MA hingga halus, lalu disinter (bakar) pada suhu yang relatif rendah, sekitar 600 derajat Celsius.

Kedua, dengan teknik pengrolling-an seperti yang dilakukan oleh Prof Y Akihara, di mana super-baja yang dihasilkan hanya berkomposisi sederhana (0,15 persen C-Si-Mn) tetapi memiliki kekuatan 800 MPa, mudah dilas (welding) dan didaur-ulang.

Ketiga, dengan teknik rekayasa aus-form, di mana dilakukan pengerjaan panas pada suhu 800 derajat menjadi 50 persen kemudian diteruskan dengan tempering pada suhu 540 derajat Celsius.

Dengan metode ini bisa dibuat baja berstruktur nano dengan kekuatan yang sangat besar 1.500 MPa. Ultra-baja ini akan diaplikasikan untuk mur-baut superkuat dan spare part mobil sehingga mengurangi beratnya sampai 30 persen dan menaikkan efisiensinya sekitar 20 persen.

Keempat, dengan teknik rekayasa struktur martensite di mana proses perlakuan panas (quenching-tempering) dikombinasikan dengan penambahan unsur paduan Mo, sehingga nano-baja yang dihasilkan berkekuatan 1.800 MPa. Keistimewaan dari nano-baja itu, di samping memiliki kekuatan yang tangguh juga tahan terhadap korosi bahkan pada larutan yang mengandung ion Cl sekalipun, seperti air laut dan sebagainya. Sehingga aplikasi pemakaian nano-baja untuk bahan struktur akan semakin meluas.

Kelima, selain teknik di atas, untuk meminimalkan beban lingkungan dan pengekonomiskan proses daur ulang, akhir- akhir ini dikembangkan juga metode solidifikasi cepat dari skrap baja yang mengandung unsur P. P adalah unsur yang selalu muncul pada proses daur ulang baja. Jumlah konsentrasi P yang berlebihan pada baja dapat menyebabkan penurunan keuletan dan kemampuan lasnya.

Namun, dengan pengontrolan struktur mikro melalui solidifikasi cepat, penambahan P dapat menghaluskan butiran kristal baja sampai berlevel nano. Sementara itu, kekuatan dan perpanjangan baja meningkat sesuai penambahan konsentrasi P. Teknik-teknik merekayasa struktur mikro baja masih terus dikembangkan untuk mendapatkan nano-baja yang memiliki karakteristik sesuai dengan yang diinginkan.

Mengentaskan krisis

Dengan keunikan dan kelebihannya, nano-baja bakal menempati urutan teratas bahan penunjang industri di masa mendatang. Produksi nano-baja secara besar-besaran dengan metode apa pun bakal dilakukan di berbagai bidang untuk meningkatkan kinerja industri dan menggantikan fungsi baja tradisional yang sudah tidak efisien lagi dan merusak lingkungan.

Konsumsi baja dalam jumlah yang berlebihan dapat diminimalkan. Krisis perbajaan akan berakhir seiring dengan penerapan teknologi nano-baja di berbagai bidang, seperti berikut:

1) Di bidang konstruksi bangunan, nano-baja dengan kekuatan dan daya tahan korosi maksimal, dapat diaplikasikan untuk tiang jembatan raksasa di atas laut. Sementara itu mur-baut nano-baja dengan kekuatan dobel dapat digunakan sebagai penyambung batangan jembatan raksasa yang tidak bisa dilas. Rangka nano-baja dari bangunan pencakar langit dapat menghemat pemakaian bahan baku baja dalam jumlah yang signifikan.

2) Di bidang otomotif, mobil dapat didesain ringan dengan kapasitas angkut yang maksimal. Bagi Jepang, aplikasi nano-baja pada bidang otomotif diperkirakan dapat menurunkan total emisi gas CO2 sampai 2-3 persen. Bahkan Jepang memprediksikan bahwa di tahun 2050, kebutuhan baja dalam negeri dapat dipenuhi dari daur ulang skrap baja dalam negeri dengan teknologi nano-baja tersebut.

Dengan teknologi nano yang dikembangkan, skrap baja bisa diolah sedemikian rupa tanpa proses pemurnian yang rumit. Nano baja yang dihasilkan memiliki kekuatan dan daya tahan korosi yang andal. Penerapan nano-baja di Indonesia adalah sangat cocok, mengingat banyaknya hujan asam dan kelembaban yang tinggi.

3) nano-baja tahan proses bertemperatur tinggi dengan umur dua kali lipat dapat diterapkan pada generator pembangkit listrik tenaga minyak bumi dan dapat meningkatkan efisiensinya sekitar 5 persen dan diprediksi dapat menurunkan potensi panas bumi (emisi gas CO2) sekitar 3 persen. Aplikasi nano-baja yang ringan dan tahan panas dapat didesain untuk pesawat ulang alik, roket, kapal selam, dan sebagainya.

Sebelum memenuhi kebangkrutan, pemerintah harus mengambil langkah strategis mendorong lembaga dan industri terkait untuk segera membuka katup-katup eksploitasi bijih besi, batu bara, dan mengembangkan teknologi nano-baja.

Proyek raksasa dari pemerintah harus dapat diprioritaskan untuk tujuan itu. Dengan nano-baja, Indonesia akan mampu mengentaskan krisis perbajaan dan menjadi negara maju berwawasan lingkungan.

Sumber : Kompas (24 Juli 2004)

» kirim ke teman
» versi cetak
» berbagi ke Facebook
» berbagi ke Twitter
» markah halaman ini
revisi terakhir : 26 Juli 2004

 

PERHATIAN : fisik@net berusaha memberikan informasi seakurat mungkin, namun tidak bisa menjamin tidak terjadi kesalahan baik disengaja maupun tidak. Segala akibat dari pemakaian sarana ini merupakan tanggung-jawab pemakai !
- sejak 17 Agustus 2000 -
  Dikelola oleh TGJ LIPI Hak Cipta © 2000-2022 LIPI