Apa itu Pengecoran CI?

Komponen paduan mempengaruhi warnanya saat retak:besi tuang putih mengandung kotoran karbida yang menciptakan cara bagi paduan untuk retak dan mengalir. Dan besi cor abu-abu mungkin memiliki serpihan grafit yang mensimulasikan retakan. Ini memulai retakan baru yang tak terhitung jumlahnya ketika material pecah, dan besi ulet adalah "nodul" grafit bulat yang menghambat perkembangan fraktur lebih lanjut.

Karbon (C) dalam jumlah 1,8 sampai 4 wt.%. Dan silikon (Si) 1-3 wt.% Ini adalah bahan paduan utama dari besi tuang. Hanya paduan Besi tertentu dan jumlah karbon minimal yang didefinisikan sebagai baja. Besi tuang bersifat getas, kecuali besi tuang yang dapat ditempa. Karena titik leleh yang relatif rendah, ini berhubungan dengan fluiditas yang baik. Dan ini terkait dengan kemampuan mesin yang sangat baik, ketahanan deformasi, dan ketahanan aus.

Besi cor telah menjadi bahan rekayasa dengan berbagai aplikasi dan digunakan dalam pipa, mesin, dan suku cadang otomotif. Aplikasi yang umum adalah kepala silinder, blok mesin, dan kotak roda gigi. Ini juga tahan terhadap kerusakan oksidasi sehingga menambah kegunaannya.

Sejarah Casting CI

Artefak besi cor paling awal berasal dari abad ke-5 SM dan ditemukan oleh para arkeolog di tempat yang sekarang disebut Jiangsu, Cina. Para peneliti berpikir penggunaan besi cor sudah dimulai sejak lama di Cina daratan awal. Mereka percaya itu digunakan untuk membuat produk untuk pertanian, rumah, dan pertempuran.

Pada abad ke-15, besi cor digunakan untuk meriam di Burgundy, Prancis, dan Inggris selama Reformasi. Jumlah besi cor yang digunakan untuk senjata membutuhkan produksi skala besar.

Jembatan besi cor pertama dibangun pada tahun 1770 oleh Abraham Darby III dan dikenal sebagai The Iron Bridge di Shropshire, Inggris. Besi cor juga digunakan untuk pendirian banyak bangunan. Penggunaannya secara luas dalam lingkungan arsitektur mulai menjadi sangat umum.

Penggunaan CI dalam Produksi Massal di Industri

Besi tuang dibuat terutama dari besi tuang cair atau dengan melelehkan besi kasar kembali. Ini sering, juga dengan sejumlah besar besi, baja, batu kapur, karbon (kokas), dan mengambil berbagai langkah untuk menghilangkan kontaminan yang tidak diinginkan. Ketika aplikasi dipertimbangkan, kandungan karbon dan silikon disesuaikan ke tingkat yang diinginkan, yang mungkin berkisar antara 2-3,5% dan 1-3%, masing-masing.

Besi tuang terbuat dari besi kasar, dan ini adalah produk sampingan dari peleburan bijih besi dari tanur tinggi.

Fosfor dan belerang dapat memuaskan dengan dibakar dari besi cair, tetapi ini juga menghilangkan karbon, yang harus diganti. Jika diinginkan, elemen lain kemudian dipasok ke lelehan sebelum bentuk akhir diproduksi dengan pengecoran. Besi tuang terkadang dilebur dalam jenis tanur sembur yang unik dan disebut kubah.

Namun, dalam aplikasi modern, lebih sering meleleh di tungku induksi listrik atau tungku busur listrik. Ketika lelehan selesai, besi tuang cair dituangkan ke dalam tungku atau sendok penampung.

Sifat Besi Cor

Sifat-sifat besi cor diubah dengan menambahkan berbagai elemen paduan atau paduan. Selain karbon, silikon adalah paduan yang paling penting karena menggantikan karbon dari larutan. Persentase silikon yang rendah memungkinkan karbon tetap berada dalam larutan, membentuk besi karbida dan menghasilkan besi tuang putih.

Persentase silikon yang tinggi menggantikan karbon dari larutan, menciptakan grafit dan memproduksi besi cor kelabu. Elemen paduan lainnya, mangan, kromium, molibdenum, titanium dan vanadium, melawan silikon dan meningkatkan retensi karbon dan pembentukan karbida ini. Nikel dan tembaga meningkatkan kekuatan dan kemampuan mesin, tetapi tidak mengubah jumlah grafit yang dihasilkan.

Karbon dalam bentuk grafit membuat besi lebih lunak, mengurangi susut, menurunkan kekuatan dan mengurangi kepadatan. Sulfur, jika sebagian besar hadir sebagai pengotor membentuk besi sulfida yang mencegah pembentukan grafit dan meningkatkan kekerasan.

Masalah dengan belerang adalah membuat besi tuang cair lengket, yang menyebabkan cacat. Untuk mengatasi efek belerang, mangan ditambahkan karena keduanya membentuk mangan sulfida, bukan besi sulfida. Mangan sulfida lebih ringan dari lelehan, sehingga cenderung mengalir dari lelehan ke terak.

Jumlah mangan yang dibutuhkan untuk netralisasi belerang adalah 1,7 x kandungan belerang + 0,3%. Jika lebih banyak mangan yang ditambahkan, mangan karbida terbentuk yang meningkatkan kekerasan dan pendinginan, kecuali untuk besi cor kelabu di mana mangan hingga 1% meningkatkan kekuatan dan kepadatan.

Bahan Halus untuk Casting

Nikel adalah salah satu elemen paduan yang paling umum karena memperhalus struktur perlit dan grafit, meningkatkan keuletan dan menyamakan perbedaan kekerasan antara ketebalan bagian.

Kromium ditambahkan dalam jumlah kecil untuk mengurangi grafit bebas, membuatnya dingin, dan karena merupakan penstabil karbida yang kuat; nikel sering ditambahkan bersama-sama. Sedikit bahan dapat ditambahkan sebagai pengganti 0,5% kromium.

Tembaga ditambahkan di sendok atau di tungku dalam jumlah 0,5-2,5% untuk mengurangi dingin, menghaluskan grafit dan meningkatkan fluiditas.

Molibdenum ditambahkan dalam jumlah 0,3 sampai 1% untuk meningkatkan kesejukan dan untuk memperbaiki struktur grafit dan perlit; sering ditambahkan dalam kombinasi dengan nikel, tembaga, dan kromium untuk menghasilkan besi berkekuatan tinggi.

Titanium ketika diperkenalkan sebagai degasser dan deoxidizer, tetapi juga meningkatkan fluiditas. 0,15-0,5% vanadium ditambahkan ke besi tuang untuk menstabilkan sementit, meningkatkan kekerasan, dan meningkatkan ketahanan aus dan panas. 0,1–0,3% zirkonium membantu membentuk grafit, mendeoksigenasi, dan meningkatkan fluiditas.

Dalam peleburan besi yang dapat ditempa, bismut ditambahkan pada skala 0,002-0,01% untuk meningkatkan jumlah silikon yang ditambahkan. Boron ditambahkan ke besi putih untuk membantu produksi besi cor lunak; itu juga mengurangi efek kasar dari bismut.

Jenis Yang Paling Umum Adalah Besi Cor Abu-Abu

Besi cor kelabu dicirikan oleh struktur mikro grafit yang menyebabkan retakan pada material tampak abu-abu. Ini adalah besi cor yang paling banyak digunakan dan bahan pengecoran yang paling banyak digunakan berdasarkan beratnya. Sebagian besar besi tuang memiliki komposisi kimia 2,5–4,0% karbon, 1-3% silikon dan sisanya adalah besi.

Besi cor kelabu memiliki kekuatan tarik dan ketahanan benturan yang lebih rendah daripada baja, tetapi kekuatan tekannya sebanding dengan baja karbon rendah dan menengah. Sifat mekanik ini dikendalikan oleh ukuran dan bentuk serpihan grafit yang ada dalam struktur mikro dan dapat dikarakterisasi sesuai dengan pedoman yang diberikan oleh ASTM.

Jadi secara keseluruhan, pengecoran CI benar-benar hanya besi tuang. Besi cor ini hanyalah bagian dari kelompok khusus besi dan paduan karbon. Hanya memperhatikan kandungan karbon jika lebih dari 2%. Dan ingat apa artinya itu hanya memiliki titik leleh yang sangat rendah.

Bahan paduan membuat perubahan warna saat retak:besi tuang putih mengandung kotoran karbida yang memungkinkan retakan bergerak menembus. Besi cor kelabu memiliki serpihan grafit dan ini membuatnya hanya memantulkan retakan dan memulai banyak retakan baru saat material pecah, dan besi ulet adalah "nodul" grafit bulat yang menghambat perkembangan retakan lebih lanjut. Ini semua tentang pengecoran CI!