Kehadiran besi dalam kehidupan sehari-hari dimulai sekitar 1200 SM, mencakup berbagai kegunaan mulai dari alat pertanian hingga senjata perang. Pandai besi menjadi profesi kritis, bekerja dengan besi untuk mengubah sifat-sifatnya dan membentuk material menjadi alat. Setiap desa dan kota akan memiliki toko pandai besi, tempat pembuatan arit, mata bajak, paku, pedang, tempat lilin, dan banyak lagi.
Penemuan nilai besi menyebabkan apa yang dikenal sebagai Zaman Besi, karena dominasi bahan ini dalam aplikasi sosial dan militer. Tonggak sejarah lain untuk logam akan menyusul—Revolusi Industri mengubah cara logam diproduksi dan diolah menjadi produk, termasuk besi.
Ada dua jenis utama besi yang diproduksi:besi tempa dan besi tuang. Di dalamnya, besi tuang termasuk keluarga logamnya sendiri.
Jenis besi pertama yang diproduksi dan dikerjakan oleh pandai besi adalah besi tempa. Ini hampir murni unsur besi (Fe) yang dipanaskan dalam tungku sebelum ditempa (dikerjakan) dengan palu di landasan. Memukul besi mengeluarkan sebagian besar terak dari material dan menyatukan partikel besi.
Selama revolusi industri dan percepatan terkait kegiatan konstruksi, penggunaan baru untuk besi tempa ditemukan. Kekuatan tariknya yang tinggi (tahan terhadap patah saat mengalami tegangan) membuatnya ideal untuk digunakan sebagai balok pada proyek konstruksi besar seperti jembatan dan gedung bertingkat. Namun, penggunaan besi tempa untuk tujuan ini sebagian besar ditinggalkan pada awal abad ke-20 ketika produk baja dikembangkan dengan kinerja yang lebih unggul daripada besi untuk aplikasi konstruksi.
Besi tempa telah menjadi terkenal dengan potongan dekoratif. Gereja-gereja abad ke-15 dan ke-16 berisi potongan-potongan besi tempa halus yang diproduksi oleh pengrajin terampil. Di dunia modern, pagar, pintu, dan bangku masih dibuat dari besi tempa sebagai bagian khusus.
Besi tuang diproduksi dengan melebur paduan besi-karbon yang memiliki kandungan karbon lebih dari 2%. Setelah peleburan, logam dituangkan ke dalam cetakan. Perbedaan utama dalam produksi antara besi tempa dan besi cor adalah bahwa besi cor tidak dikerjakan dengan palu dan perkakas. Ada juga perbedaan komposisi—besi cor mengandung 2–4% karbon dan paduan lainnya, dan 1-3% silikon, yang meningkatkan kinerja pengecoran logam cair. Sejumlah kecil mangan dan beberapa kotoran seperti belerang dan fosfor juga mungkin ada. Perbedaan antara besi tempa dan besi tuang juga dapat ditemukan pada detail struktur kimia dan sifat fisiknya.
Meskipun baja dan besi cor mengandung jejak karbon dan tampak serupa, ada perbedaan yang signifikan antara kedua logam tersebut. Baja mengandung karbon kurang dari 2%, yang memungkinkan produk akhir memadat dalam struktur mikrokristalin tunggal. Kandungan karbon yang lebih tinggi dari besi tuang berarti mengeras sebagai paduan heterogen, dan oleh karena itu memiliki lebih dari satu struktur mikrokristalin yang ada dalam material.
Ini adalah kombinasi dari kandungan karbon tinggi, dan kehadiran silikon, yang memberi besi cor kemampuan yang sangat baik. Berbagai jenis besi tuang diproduksi menggunakan perlakuan panas dan teknik pemrosesan yang berbeda, termasuk besi abu-abu, besi putih, besi lunak, besi ulet, dan besi grafit padat.
Besi abu-abu dicirikan oleh bentuk serpihan dari molekul grafit dalam logam. Ketika logam retak, patahan terjadi di sepanjang serpihan grafit, yang memberikan warna abu-abu pada permukaan logam yang retak. Nama besi abu-abu berasal dari karakteristik ini.
Dimungkinkan untuk mengontrol ukuran dan struktur matriks serpihan grafit selama produksi dengan menyesuaikan laju pendinginan dan komposisi. Besi abu-abu tidak ulet seperti bentuk besi cor lainnya dan kekuatan tariknya juga lebih rendah. Namun, ini adalah konduktor termal yang lebih baik dan memiliki tingkat redaman getaran yang lebih tinggi. Ini memiliki kapasitas redaman yang 20–25 kali lebih tinggi dari baja dan lebih unggul dari semua besi cor lainnya. Besi abu-abu juga lebih mudah dikerjakan daripada besi tuang lainnya, dan sifat ketahanan ausnya menjadikannya salah satu produk besi tuang dengan volume tertinggi.
Produk hardscape kami terbuat dari besi abu-abu. Peredam getaran dan ketahanan aus adalah sifat yang menjadikannya bahan yang tepat untuk banyak aplikasi jalanan. Besi abu-abu mentah juga menghasilkan patina yang membuatnya aman dari korosi yang merusak bahkan di luar ruangan.
Dengan kandungan karbon yang tepat dan laju pendinginan yang tinggi, atom karbon bergabung dengan besi untuk membentuk besi karbida. Ini berarti bahwa ada sedikit atau tidak ada molekul grafit bebas dalam bahan yang dipadatkan. Ketika besi putih dicukur, permukaan yang retak tampak putih karena tidak adanya grafit. Struktur mikrokristalin sementit keras dan rapuh dengan kuat tekan tinggi dan ketahanan aus yang baik. Dalam aplikasi khusus tertentu, diinginkan untuk memiliki besi putih pada permukaan produk. Ini dapat dicapai dengan menggunakan konduktor panas yang baik untuk membuat bagian dari cetakan. Ini akan menarik panas keluar dari logam cair dengan cepat dari area tertentu, sementara sisa pengecoran mendingin pada kecepatan yang lebih lambat.
Salah satu nilai besi putih yang paling populer adalah Ni-Hard Iron. Penambahan paduan kromium dan nikel memberikan produk ini sifat yang sangat baik untuk aplikasi abrasi geser berdampak rendah.
Besi putih dan besi ni-keras termasuk dalam klasifikasi paduan yang disebut sebagai ASTM A532; “Spesifikasi Standar untuk Besi Cor Tahan Abrasi”.
Besi putih dapat diolah lebih lanjut menjadi besi lunak melalui proses perlakuan panas. Program pemanasan dan pendinginan yang diperpanjang, menghasilkan pemecahan molekul besi karbida, melepaskan molekul grafit bebas ke dalam besi. Tingkat pendinginan yang berbeda, dan penambahan paduan, menghasilkan besi lunak dengan struktur mikrokristalin.
Besi ulet, atau besi nodular, memperoleh sifat khusus melalui penambahan magnesium ke dalam paduan. Kehadiran magnesium menyebabkan grafit terbentuk dalam bentuk spheroid yang bertentangan dengan serpihan besi abu-abu. Kontrol komposisi sangat penting dalam proses manufaktur. Sejumlah kecil pengotor seperti belerang dan oksigen bereaksi dengan magnesium, mempengaruhi bentuk molekul grafit. Nilai yang berbeda dari besi ulet dibentuk dengan memanipulasi struktur mikrokristalin di sekitar spheroid grafit. Ini dicapai melalui proses pengecoran, atau melalui perlakuan panas, sebagai langkah pemrosesan hilir.
Karena besi ulet berubah bentuk saat terkena benturan, alih-alih pecah menjadi pecahan, kami menggunakan bahan tersebut untuk membuat bollard besi cor kami. Profil benturan besi ulet membuatnya menjadi besi tuang yang baik untuk bollard di dekat lalu lintas kendaraan.
Besi grafit yang dipadatkan memiliki struktur grafit dan sifat terkait yang merupakan campuran besi abu-abu dan putih. Struktur mikrokristalin terbentuk di sekitar serpihan grafit tumpul yang saling berhubungan. Paduan, seperti titanium, digunakan untuk menekan pembentukan grafit bulat. Besi grafit yang dipadatkan memiliki kekuatan tarik yang lebih tinggi dan keuletan yang lebih baik dibandingkan dengan besi abu-abu. Struktur dan sifat mikrokristalin dapat disesuaikan melalui perlakuan panas atau penambahan paduan lainnya.
Tabel yang dikembangkan oleh Engineer's Handbook menunjukkan rentang komposisi yang berbeda untuk berbagai jenis besi tuang:
JENIS BESI
KARBON
SILIKON
MANGAN
SULFUR
PHOSPHORUS
Abu-abu
2.5 – 4.0
1.0 – 3.0
0,2 – 1,0
0,02 – 0,25
0,02 – 1,0
ulet
3.0 – 4.0
1,8 – 2,8
0,1 – 1,0
0,01 – 0,03
0,01 – 0,1
Grafit yang Dipadatkan
2.5 – 4.0
1.0 – 3.0
0,2 – 1,0
0,01 – 0,03
0,01 – 0,1
Mableable (Cast White)
2.0 – 2.9
0,9 – 1,9
0,15 – 1,2
0,02 – 0,2
0,02 – 0,2
Putih
1,8 – 3,6
0,5 – 1,9
0,25 – 0,8
0,06 – 0,2
0,06 – 0,2
JENIS BESI
KARBON
Abu-abu
2.5 – 4.0
ulet
3.0 – 4.0
Grafit yang Dipadatkan
2.5 – 4.0
Mableable (Cast White)
2.0 – 2.9
Putih
1,8 – 3,6
JENIS BESI
SILIKON
Abu-abu
1.0 – 3.0
ulet
1,8 – 2,8
Grafit yang Dipadatkan
1.0 – 3.0
Mableable (Cast White)
0,9 – 1,9
Putih
0,5 – 1,9
JENIS BESI
MANGAN
Abu-abu
0,2 – 1,0
ulet
0,1 – 1,0
Grafit yang Dipadatkan
0,2 – 1,0
Mableable (Cast White)
0,15 – 1,2
Putih
0,25 – 0,8
JENIS BESI
SULFUR
Abu-abu
0,02 – 0,25
ulet
0,01 – 0,03
Grafit yang Dipadatkan
0,01 – 0,03
Mableable (Cast White)
0,02 – 0,2
Putih
0,06 – 0,2
JENIS BESI
PHOSPHORUS
Abu-abu
0,02 – 1,0
ulet
0,01 – 0,1
Grafit yang Dipadatkan
0,01 – 0,1
Mableable (Cast White)
0,02 – 0,2
Putih
0,06 – 0,2
Sifat mekanik suatu material menunjukkan bagaimana ia merespons di bawah tekanan tertentu, yang membantu menentukan kesesuaiannya untuk aplikasi yang berbeda. Spesifikasi ditetapkan oleh organisasi seperti American Society for Testing and Materials (ASTM) sehingga pengguna dapat membeli bahan dengan keyakinan bahwa mereka memenuhi persyaratan untuk aplikasi mereka. Spesifikasi besi cor abu-abu yang paling umum digunakan adalah ASTM A48.
Untuk memenuhi syarat produk cor sesuai dengan spesifikasinya, praktik standar adalah melemparkan batang uji bersama dengan coran yang direkayasa. Tes ASTM kemudian diterapkan ke bilah tes ini dan hasilnya digunakan untuk memenuhi syarat seluruh batch coran.
Spesifikasi juga penting saat mengelas bagian-bagian besi cor bersama-sama. Lasan harus memenuhi atau melampaui sifat mekanik material yang dilas bersama—jika tidak, patah dan kegagalan dapat terjadi.
Beberapa sifat mekanik umum untuk besi cor meliputi:
Tabel ini merangkum beberapa sifat mekanik utama untuk berbagai tingkatan besi tuang. Untuk informasi lebih lanjut, lihat “Iron Alloys”, sebuah dokumen referensi yang bagus dari American Foundry Society.
KERAS BRINELL
Kekuatan Tarik
MODULUS ELASTISITAS
% ELONGASI (DALAM 50 MM)
Besi abu-abu kelas 25
187
29,9 ksi
16.1 Msi
–
Besi abu-abu kelas 40
235
41,9 ksi
18.2 Msi
–
Besi ulet kelas 60-40-18
130 – 170
60 ksi
24.5 Msi
–
Besi ulet kelas 129-90-02
240 – 300
120ksi
25.5 Msi
–
CGI kelas 250
179 maks
36,2 ksi min
3
CGI kelas 450
207 – 269
65,2 ksi min
1
KERAS BRINELL
Besi abu-abu kelas 25
187
Besi abu-abu kelas 40
235
Besi ulet kelas 60-40-18
130 – 170
Besi ulet kelas 129-90-02
240 – 300
CGI kelas 250
179 maks
CGI kelas 450
207 – 269
Kekuatan Tarik
Besi abu-abu kelas 25
29,9 ksi
Besi abu-abu kelas 40
41,9 ksi
Besi ulet kelas 60-40-18
60 ksi
Besi ulet kelas 129-90-02
120ksi
CGI kelas 250
36,2 ksi min
CGI kelas 450
65,2 ksi min
MODULUS ELASTISITAS
Besi abu-abu kelas 25
16.1 Msi
Besi abu-abu kelas 40
18.2 Msi
Besi ulet kelas 60-40-18
24.5 Msi
Besi ulet kelas 129-90-02
25.5 Msi
CGI kelas 250
CGI kelas 450
% ELONGASI (DALAM 50 MM)
Besi abu-abu kelas 25
–
Besi abu-abu kelas 40
–
Besi ulet kelas 60-40-18
–
Besi ulet kelas 129-90-02
–
CGI kelas 250
3
CGI kelas 450
1
Berbagai sifat dari berbagai jenis besi cor menghasilkan masing-masing jenis yang cocok untuk aplikasi tertentu.
Salah satu karakteristik utama dari besi abu-abu adalah kemampuannya untuk menahan keausan bahkan ketika pasokan pelumasan terbatas (misalnya, dinding silinder atas di blok mesin). Besi abu-abu digunakan untuk membuat blok mesin dan kepala silinder, manifold, pembakar gas, blanko roda gigi, penutup, dan rumahan.
Proses chilling yang digunakan untuk membuat besi putih menghasilkan material yang rapuh sehingga sangat tahan terhadap keausan dan abrasi. Untuk alasan ini, digunakan untuk membuat pelapis pabrik, nozel peledakan tembakan, sepatu rem kereta api, rumah pompa lumpur, gulungan pabrik penggulung, dan penghancur.
Ni-Hard Iron secara khusus digunakan untuk dayung mixer, auger dan die, pelat liner untuk ball mill, peluncuran batubara, dan pemandu kawat untuk menggambar kabel.
Besi ulet itu sendiri dapat dipecah menjadi kelas yang berbeda, masing-masing dengan spesifikasi propertinya sendiri dan aplikasi yang paling sesuai. Mudah dikerjakan, memiliki kelelahan yang baik dan kekuatan luluh, sekaligus tahan aus. Namun, fiturnya yang paling terkenal adalah keuletan. Besi ulet dapat digunakan untuk membuat buku jari kemudi, bagian bajak, poros engkol, roda gigi tugas berat, komponen suspensi otomotif dan truk, komponen hidraulik, dan engsel pintu mobil.
Nilai yang berbeda dari besi lunak sesuai dengan struktur mikrokristalin yang berbeda. Atribut khusus yang membuat besi yang dapat ditempa menarik adalah kemampuannya untuk menahan dan menyimpan pelumas, partikel aus non-abrasif, dan permukaan berpori yang menjebak serpihan abrasif lainnya. Besi lunak digunakan untuk permukaan bantalan tugas berat, rantai, sproket, batang penghubung, komponen penggerak dan poros, gerbong kereta api, serta mesin pertanian dan konstruksi.
Besi grafit yang dipadatkan mulai dikenal dalam aplikasi komersial. Kombinasi sifat besi abu-abu dan besi putih menciptakan produk dengan kekuatan tinggi dan konduktivitas termal yang tinggi—cocok untuk blok dan rangka mesin diesel, liner silinder, cakram rem untuk kereta api, manifold buang, dan pelat roda gigi di pompa bertekanan tinggi.
Sifat kekerasan besi cor menuntut pemilihan bahan perkakas mesin yang cermat. Karbida berlapis efektif dalam lingkungan pemesinan produksi, tetapi material yang lebih baru terus dikembangkan seiring dengan peningkatan teknologi.
Finishing permukaan produk besi cor sangat bervariasi sesuai dengan penggunaannya. Beberapa aplikasi umum:
From its early use over 3,000 years ago, iron has remained an integral part of human society. Iron production has come a long way since the centuries of working iron by blacksmiths to the invention of cast iron in the industrial age.
Since then, wrought iron has become largely obsolete except for decorative uses. Contrastingly, cast iron is still progressing in terms of composition, microstructure, and mechanical properties—continuing to make its mark in the modern world.
For more information on metal castings, or to request a quote for a custom metal project, please contact us.
Logam
Apa itu Besi Cor ? Besi tuang adalah paduan besi yang mengandung 2 hingga 4% karbon , serta berbagai jumlah silikon dan mangan dan jejak kotoran seperti belerang dan fosfor. Bijih besi direduksi dalam tanur tinggi untuk memproduksinya. Karbon dalam besi tuang biasanya ada dalam dua bentuk yang di
Pengujian dan inspeksi di pengecoran Baja tuang adalah paduan besi dengan kandungan karbon maksimum sekitar 0,75%. Baja tuang adalah benda logam padat yang dihasilkan dengan mengisi kekosongan dalam cetakan dengan baja cair. Mereka tersedia di banyak baja karbon dan paduan yang sama yang dapat dipr
Bagaimana memilih jenis aluminium yang tepat untuk aplikasi pengecoran yang berbeda? Di sini kami menentukan klasifikasi aluminium, propertinya, dan panduan untuk memilih aluminium untuk berbagai penggunaan pengecoran. Aluminium adalah salah satu elemen yang paling melimpah di Bumi dan banyak di
Anda mungkin sedang mengerjakan proyek yang mengharuskan Anda mengetahui tentang memblokir osilator. Apakah Anda memiliki kekhawatiran bahwa itu mungkin membanjiri Anda? Sirkuit pemblokiran atau osilator pulsa sederhana dan menarik untuk dikerjakan namun memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan ki
