Casting menawarkan kapasitas luar biasa untuk detail desain, seringkali menghilangkan kebutuhan untuk fabrikasi dan perakitan tambahan. Banyak material yang dapat dicor, termasuk beberapa jenis logam dan sintetis, tetapi besi dan baja khususnya memiliki sifat mekanik yang sangat baik untuk berbagai aplikasi.
Sementara besi tuang dan baja mungkin tampak serupa di permukaan, mereka masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan yang berbeda dari produksi hingga aplikasi. Memahami kelebihan dan kekurangan ini dan memilih dengan tepat dapat berarti perbedaan antara kekuatan dan daya tahan yang tak kenal ampun dan bagian yang retak atau cacat yang akan cepat kehilangan kilaunya.
Besi dan baja keduanya logam besi terdiri terutama dari atom besi. Namun, di bidang manufaktur, tidak sesederhana itu—ada banyak paduan dan kadar berbeda yang digunakan dalam produksi. Untuk memahaminya, penting untuk membedakan antara besi yang digunakan dalam produk sehari-hari, dan unsur ilmiah besi (Fe). Unsur besi adalah bahan yang ditemukan di alam, biasanya dalam bentuk teroksidasi yang memerlukan pemrosesan intensif yang disebut peleburan untuk mengekstraknya.
Besi unsur murni terlalu lunak untuk digunakan di sebagian besar aplikasi. Itu menjadi lebih keras, dan karena itu lebih berguna, ketika dicampur, atau dicampur, dengan karbon. Faktanya, komposisi karbon adalah perbedaan utama antara besi tuang dan baja. Besi tuang biasanya mengandung lebih dari 2 persen karbon, sedangkan baja tuang sering mengandung antara 0,1–0,5 persen karbon.
Tabel berikut memberikan gambaran umum tentang kualitas setiap bahan. Meskipun ada banyak jenis besi dan baja yang perlu dipertimbangkan, tabel ini berfokus pada besi abu-abu, besi tuang, dan baja karbon.
Besi Abu-abu
Besi Ulet
Baja
Kemampuan mesin
Castabilitas
Peredam Getaran
Ketahanan Korosi
Ketangguhan
Kerapuhan
Kekuatan Tekan
Kekuatan Tarik
Kekerasan
Aplikasi
Blok mesin, kepala silinder, manifold, pembakar gas, gear kosong, penutup, rumah, produk hardscape luar ruang, penggorengan, kotak listrik, coran dekoratif, suku cadang kompor, pemberat
Bollard, perabot lokasi, buku jari kemudi, poros engkol, roda gigi tugas berat, komponen suspensi otomotif dan truk, komponen hidraulik, engsel pintu mobil
Bollard, roda industri, roda gigi tuang, badan katup, mesin pertambangan, roda turbin pembangkit listrik tenaga air, penekan tempa, rangka gerbong, selubung pompa, peralatan kelautan, selubung mesin, truk berat, peralatan konstruksi
Besi Abu-abu
Kemampuan mesin
Castabilitas
Peredam Getaran
Ketahanan Korosi
Ketangguhan
Kerapuhan
Kekuatan Tekan
Kekuatan Tarik
Kekerasan
Aplikasi
Blok mesin, kepala silinder, manifold, pembakar gas, gear kosong, penutup, rumah, produk hardscape luar ruang, penggorengan, kotak listrik, coran dekoratif, suku cadang kompor, pemberat
Besi Ulet
Kemampuan mesin
Castabilitas
Peredam Getaran
Ketahanan Korosi
Ketangguhan
Kerapuhan
Kekuatan Tekan
Kekuatan Tarik
Kekerasan
Aplikasi
Bollard, perabot lokasi, buku jari kemudi, poros engkol, roda gigi tugas berat, komponen suspensi otomotif dan truk, komponen hidraulik, engsel pintu mobil
Baja
Kemampuan mesin
Castabilitas
Peredam Getaran
Ketahanan Korosi
Ketangguhan
Kerapuhan
Kekuatan Tekan
Kekuatan Tarik
Kekerasan
Aplikasi
Bollard, roda industri, roda gigi tuang, badan katup, mesin pertambangan, roda turbin pembangkit listrik tenaga air, penekan tempa, rangka gerbong, selubung pompa, peralatan kelautan, selubung mesin, truk berat, peralatan konstruksi
Kebanyakan orang belum pernah menemukan besi atau baja dalam keadaan cair—yang dapat dimengerti, karena besi meleleh pada suhu sekitar 2300˚F dan baja meleleh pada 2600˚F, dan keduanya dituangkan ke dalam cetakan pada suhu yang lebih panas. Orang yang bekerja dengan besi dan baja cair dengan cepat menemukan bahwa mereka berbeda secara dramatis dalam tingkat daya tuang dan penyusutan.
Besi tuang relatif mudah dicor, karena mudah dituang dan tidak menyusut sebanyak baja. Ini berarti akan dengan mudah mengisi rongga kompleks dalam cetakan dan membutuhkan lebih sedikit bahan cair untuk melakukannya. Kemampuan mengalir ini membuat besi cor menjadi logam yang ideal untuk arsitektur atau struktur besi berornamen seperti pagar dan bangku.
Menuangkan baja jauh lebih sulit. Ini kurang cair daripada besi cair, dan lebih reaktif terhadap bahan cetakan. Ini juga menyusut lebih banyak saat mendingin, yang berarti lebih banyak material cair yang perlu dituangkan—biasanya ke dalam reservoir berlebih, yang disebut riser, yang diambil dari casting saat mendingin.
Namun, coran biasanya tidak mendingin secara seragam di seluruh struktur internalnya. Area luar dan bagian yang lebih tipis akan mendingin dan menyusut pada tingkat yang berbeda dari area dalam dan bagian yang lebih besar—sering kali menciptakan ketegangan internal, atau stres, yang hanya dapat dikurangi melalui perlakuan panas. Baja jauh lebih rentan daripada besi untuk menyusutkan tegangan, dan dalam beberapa situasi, tegangan ini dapat menyebabkan rongga internal dan/atau eksternal yang signifikan, dan kemungkinan patah tulang.
Karena alasan ini, baja tuang memerlukan lebih banyak perhatian dan inspeksi selama proses pengecoran, membuat produksi menjadi lebih intensif sumber daya.
Tergantung pada aplikasi akhir, bagian cor mungkin perlu dikerjakan dengan mesin untuk mencapai toleransi tertentu, atau untuk membuat hasil akhir yang diinginkan. Minimal, objek seperti gerbang dan pelari harus dipotong dan diratakan.
Machinability adalah ukuran seberapa mudah material tertentu untuk dipotong atau digiling; beberapa bahan lebih sulit untuk dikerjakan daripada yang lain. Sebagai aturan praktis, logam dengan penambahan paduan tinggi untuk meningkatkan kinerja mekanis memiliki kemampuan mesin yang lebih rendah.
Besi tuang biasanya jauh lebih mudah dikerjakan daripada baja. Struktur grafit dalam besi tuang lebih mudah pecah, dan dengan cara yang lebih seragam. Setrika yang lebih keras, seperti besi putih, jauh lebih sulit untuk dikerjakan karena kerapuhannya.
Baja tidak mudah dipotong dengan konsistensi yang sama, dan ini menyebabkan lebih banyak keausan pahat, yang mengakibatkan biaya produksi lebih tinggi. Baja yang dikeraskan, atau yang memiliki kandungan karbon lebih tinggi, juga meningkatkan keausan pahat. Namun, baja yang lebih lunak belum tentu lebih baik—baja rendah karbon, meskipun lebih lunak, dapat menjadi lengket dan sulit untuk dikerjakan.
Sifat redaman harus dipertimbangkan ketika memilih bahan pengecoran, karena kurangnya kemampuan redaman dapat menyebabkan getaran dan kebisingan yang berlebihan, seperti dering atau derit. Tergantung di mana material digunakan, redaman yang efektif dapat menghasilkan kinerja yang lebih kokoh dan andal.
Struktur grafit pada besi tuang, terutama formasi serpihan pada besi tuang kelabu, sangat baik untuk menyerap getaran. Hal ini membuat besi cor ideal untuk blok mesin, rumah silinder, dan alas mesin, dan aplikasi lain yang mengutamakan kekokohan dan presisi. Mengurangi getaran dapat meminimalkan stres dan mencegah keausan pada bagian yang bergerak.
Kuat tekan adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan gaya yang akan memperkecil ukuran benda. Ini berlawanan dengan gaya yang diarahkan untuk menarik material terpisah. Kekuatan tekan bermanfaat dalam aplikasi mekanis di mana tekanan dan penahanan merupakan faktor. Biasanya, besi cor memiliki kuat tekan yang lebih baik daripada baja.
Sejauh ini, tampaknya ada lebih banyak keuntungan menggunakan besi tuang daripada baja, tetapi baja memiliki satu keunggulan signifikan:tahan benturan. Baja sangat baik dalam menahan benturan mendadak tanpa menekuk, berubah bentuk, atau patah. Ini karena ketangguhannya:kemampuannya untuk menahan tekanan dan gaya regangan yang tinggi.
Kekuatan tanpa daktilitas menghasilkan bahan rapuh yang sangat rentan terhadap patah—dan besi tuang adalah anak poster untuk kekuatan tanpa daktilitas. Karena kerapuhannya, besi cor memiliki jangkauan aplikasi yang terbatas.
Pada saat yang sama, keuletan tinggi, atau kemampuan untuk berubah bentuk tanpa kegagalan, tidak banyak berguna tanpa kekuatan untuk menahan dampak yang signifikan. Sebuah karet gelang, misalnya, dapat mengalami deformasi yang signifikan tanpa putus, tetapi jumlah gaya yang dapat digunakan sangat terbatas.
Sementara besi mungkin lebih mudah untuk dikerjakan di sebagian besar aplikasi pengecoran, baja memiliki perpaduan yang optimal antara kekuatan dan keuletan untuk banyak aplikasi, dan baja cor sangat tangguh. Kualitas tahan benturan dan sifat penahan beban menyeluruh dari baja membuatnya diinginkan untuk banyak aplikasi mekanis dan struktural—itulah sebabnya baja adalah logam yang paling banyak digunakan di dunia.
Besi memiliki ketahanan korosi yang lebih baik daripada baja. Kedua logam mengoksidasi dengan adanya uap air, tetapi besi mengembangkan patina untuk mencegah korosi yang dalam pada integritas logam.
Cara lain untuk mencegah korosi adalah dengan cat atau powder coating, atau IronArmor untuk perlindungan tambahan. Setiap serpihan atau retakan yang mengekspos logam di bawahnya dapat menyebabkan korosi, jadi perawatan rutin penting untuk logam yang dilapisi.
Jika ketahanan korosi sambil mempertahankan tampilan logam mentah berwarna perak merupakan faktor penting, baja paduan kemungkinan merupakan pilihan yang lebih baik—khususnya baja tahan karat, yang memiliki kromium dan paduan lain yang ditambahkan untuk mencegah oksidasi.
Besi cor biasanya memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap keausan mekanis daripada baja, terutama dalam situasi aus gesekan. Kandungan grafit dalam jumlah tertentu dalam matriks besi cor menciptakan pelumas kering grafit yang memungkinkan permukaan padat saling bergesekan tanpa menurunkan kualitas permukaan, sehingga lebih sulit untuk dipakai.
Baja lebih mudah aus daripada besi tetapi mungkin masih tahan terhadap jenis abrasi tertentu. Penambahan paduan tertentu juga dapat meningkatkan kualitas abrasi baja.
Besi tuang seringkali lebih murah daripada baja tuang karena biaya bahan, energi, dan tenaga kerja yang lebih rendah yang dibutuhkan untuk menghasilkan produk akhir. Baja mentah lebih mahal untuk dibeli, dan membutuhkan lebih banyak waktu dan perhatian untuk dicor. Namun, saat merancang produk cor, ada baiknya mempertimbangkan penggunaan jangka panjang dan biaya penggantian. Suku cadang yang lebih mahal untuk diproduksi dapat berakhir dengan biaya yang lebih rendah dalam jangka panjang.
Baja juga tersedia dalam berbagai bentuk prefabrikasi—seperti lembaran, batang, batangan, tabung, dan balok—dan seringkali dapat dikerjakan dengan mesin atau dirakit agar sesuai dengan aplikasi tertentu. Tergantung pada produk, dan kuantitas yang dibutuhkan, fabrikasi produk baja yang ada mungkin merupakan pilihan yang hemat biaya.
Kami telah membandingkan kualitas bentuk paling dasar dari besi tuang (besi abu-abu) dan baja tuang (baja ringan atau baja karbon), tetapi komposisi spesifik dan struktur fasa besi dan baja dapat sangat mempengaruhi sifat mekanik. Misalnya, karbon dalam besi abu-abu standar berbentuk serpihan grafit tajam, sedangkan besi ulet memiliki struktur grafit yang lebih bulat. Grafit serpihan inilah yang membuat besi abu-abu rapuh, sedangkan partikel grafit bulat dalam besi ulet meningkatkan ketangguhan—sehingga lebih cocok untuk aplikasi tahan benturan.
Paduan dapat ditambahkan ke besi dan baja untuk merekayasa sifat yang diinginkan. Mangan, misalnya, meningkatkan ketangguhan, sementara kromium meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Kandungan karbon yang bervariasi juga membedakan antara baja karbon rendah, standar, dan tinggi—jumlah yang lebih tinggi menghasilkan material yang jauh lebih keras.
Pada akhirnya, pilihan antara besi tuang dan baja tuang akan bergantung pada jenis dan aplikasi instalasi akhir.
Untuk informasi lebih lanjut tentang besi atau baja, atau untuk meminta penawaran untuk proyek khusus, silakan hubungi kami.
Logam
Bagaimana para insinyur memilih paduan untuk pengecoran logam Saat memilih paduan besi untuk pengecoran, ahli metalurgi mempertimbangkan anggaran, sifat mekanik yang diperlukan, dan langkah pasca pengecoran seperti pemesinan dan perlakuan panas. Persyaratan ini memutuskan paduan apa yang akan digu
Pengantar produksi dan sifat paduan baja Menurut Asosiasi Baja Dunia, 1869,9 juta ton baja diproduksi pada tahun 2019. Ini mewakili peningkatan 3,4% dalam output dari 2018 dan lebih dari dua kali lipat output pada 1999. Dunia memiliki kebutuhan baja yang terus meningkat. Ini digunakan dalam konstr
Pengecoran besi ulet memiliki banyak keunggulan Besi ulet — juga disebut sebagai besi bulat atau nodular — sebenarnya adalah sekelompok besi yang menunjukkan kekuatan, fleksibilitas, daya tahan, dan elastisitas tinggi karena struktur mikronya yang unik. Besi cor ulet biasanya mengandung lebih dar
Logam memainkan peran besar dalam manufaktur. Selain itu, banyak produsen menggunakan logam seperti besi dan baja karena kualitasnya, mulai dari kekuatan, daya tahan, dan kemampuan untuk mempertahankan kilau dalam waktu lama. Namun, sementara logam seperti besi cor dan baja memiliki penampilan yang
