Published: 27 January 2009 12:10 PM
Source: The Engineer
Bahan pelindung yang sangat kuat akan memiliki proses manufaktur yang lebih mudah dan lebih murah dengan penemuan proses baru dalam pembuatan baja yang dikembangkan oleh MoD research facility.
Sebuah tim yang terdiri dari ilmuwan di Defence Science Technology Laboratory (DSTL) bekerja sama dengan Corus, telah mengembangkan jenis baja pelindung yang baru dan canggih yang disebut sebagai Bainit Super. Material ini dibuat melalui suatu proses yang disebut sebagai pengerasan isothermal. Melalui metode ini sebuah baja dipanaskan hingga mencapai temperatur 1.000oC, didinginkan dengan media air hingga mencapai temperature 250oC, kemudian ditahan pada temperatur tersebut selama enam jam sebelum didinginkan hingga mencapai tempertur kamar. Hasil akhir dari proses perlakuan ini adalah material baja dengan kekerasan yang sangat tinggi dan bebas retak.
“Baja dengan kekerasan yang sangat tinggi lainnya perlu didinginkan secara cepat (quenched) dan ditemper serta cnderung membutuhkan elemen – elemen tambahan tertentu untuk menghindari terjadinya retak selama proses.” Peter Brown, kepala tim peneliti DSTL, mengatakan. “proses konvensuional ini cukup efektif, namun lebih mahal, rumit dan membutuhkan lebih banyak energi daripada proses pembuatan bainit super yang kami kembangkan.”
Baja, sebuah larutan padat antara unsur besi dan karbon, telah menjadi tulang punggung perkembangan industri di masa modern selama ini. Brown mengatakan bahwa ilmuwan, pada awal pertengahan abad yang lalu, menemukan bahwa pemanasan, pendinginan, dan penambahan elemen – elemen lain seperti silicon dan mangan, akan mengubah konfigurasi atom besi pada baja. Pada bainit, konfigurasi atom – atom besi tersusun secara lebih longgar atau terbuka anatara satu dengan yang lain, yang bebeda dengan pada fase austenit dimana atom – atom besi tersusun secara labih rapat atau tertutup antara satu dengan yang lain,” Brown menambahakan. ”Baja bainit super sebagian besar akan terdiri dari fase bainit, tetapi juga mengandung sejumlah fase austenit.”
Beliau menjelaskan bahwa kadar karbon yang tinggi pada bainit super, dan proses perlakuan temperature rendah yang tidak biasa, akan mengakibatkan performa mikrosturkturnya sangat halus. “konsekuensinya, material ini akan sangat keras, yang mana menjadikannya sebagai salah satu pilihan baja pelindung,” dia menambahkan.
Brown menyatkan bahwa baja bainit super, saat ini, masih berada pada level eksperimental. “Jika dan ketika material ini telah tersedia secara komersial, maka material tersebut dapat dimanfaatkan sebagai bahan pelindung pada berbagai jenis peralatan pertahanan militer.” Dia menambahakan.
Sejumlah aplikasi sipil, mulai dari limusin hingga furnitur anti peluru, juga dapat memnafaatkan material ini. Material pelindung terhadap balistik juga harus memberikan kemudahan baik dari sisi biaya maupun proses pembuatannya. “bahan pelindung yang mahal dan sulit proses pembuatannya akan tidak berguna bagi siapapun,” Brown menyatakan. “Bainit super akan memiliki harga jual yang lebih murah, namun dengan kemampuan yang lebih baik.”
Beliau menambahkan bahwa banyak dari biaya dan kerumitan proses pembuatan baja bainit super berkurang dengan pemanfaatan software dari Universitas Cambridge. Produksi skala besar sementara dengan menggunakan simulasi software Corus, saat ini menunjukkan bahwa industri baja bainit super ini dapat mulai dibangun di Inggris. Apabila dilihat dari perspektif kebutuhan sistem pertahanan dan ketersediaan suplai material yang aman, Inggris sangat startegis untuk pengembangan industri pelindung baja berkekuatan tinggi.
Selama mengisi seminar di Universitas Cambridge, Brown mendiskusikan tentang penambahan “lubang – lubang’ pada pelindung baja. Keberadaan lubang – lubang ini ia yakini mampu memberikan manfaat yang lebih pada pelindung baja dalam mengantisipasi serangan balistik. Dia menyatakan bahwa triknya adalah dengan menganggap lubang – lubang ini lebih sebagai mata pisau melingkar. Ketika sebuah peluru menghantam mata pisau ini, peluru tersebut akan dipantulkan dan akan berubah bentuk dari sebuah proyektil yang tajam menjadi sebuah fragmen yang tumpul. Penggunaan lubang – lubang ini juga dapat mengurangi berat dan mencegah penyebaran retak. Hasilnya, pelindung baja dari bahan bainit super yang mengandung lubang – lubang tersebut akan lebih efisien.
Brown dan timnya di sisi lain juga sedang mengembangkan studi proses manufaktur terhadap material – material berperforma tinggi lainnya. Kolsterising, memiliki keistimewaan, merupakan proses baru yang dikembangkan oleh perusahaan Bodycote untuk meningkatkan kekerasan permukaan dari baja tahan karat (Stainless steel).
Ini merupakan cara baru dimana kadar karbon pada permukaan baja austenit ditingkatkan untuk mencaai kekerasan permukaan yang lebih tinggi. Material yang dihasilkan, walaupun lebih tipis dari kertas tisu, akan memiliki kekerasan dua kali lipat dibandingkan baja bainit super pada ketebalan yang sama.
Brown menyebutkan bahwa kolsterising masih berada dalam proses eksperimental, dimana membutuhkan penelitian – penelitian yang lebih lanjut mengenai kecocokanannya untuk aplikasi bahan pelindung.