Besi Cor – Properti, Jenis &Penggunaan

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 diasosiasikan bersama

(1 ) Sebagai senyawa sementit yaitu dalam keadaan kombinasi kimia dan besi tersebut dikenal sebagai besi cor putih , dan

(2 ) Sebagai karbon bebas , yaitu, dalam keadaan campuran mekanis. Karbon dalam bentuk pertama disebut “karbon gabungan “, dan yang terakhir disebut besi cor abu-abu .

Tahap peralihan antara dua jenis besi ini menunjukkan bercak abu-abu dalam struktur putih. Besi ini disebut besi berbintik-bintik .

Mottled cast iron (MCI) adalah material yang digunakan pada penggilingan penggilingan terutama pada dudukan penggilingan terakhir, karena kombinasinya yang tinggi:resistansi, konduktivitas termal, dan modulus elastisitas. Di MCI, area mikrostruktur besi tuang putih dan besi tuang abu-abu dihasilkan dari pemadatan.

Dengan demikian, kualitas besi tuang tidak hanya bergantung pada jumlah absolut karbon yang dikandungnya, tetapi juga pada kondisi di mana karbon itu ada. Varietas besi cor yang umum digunakan adalah :

Jenis Besi Cor

Varietas besi cor yang umum digunakan adalah:-

1. Besi cor abu-abu
2. Besi cor putih
3. Besi cor yang dapat ditempa
4. Besi cor nodular
5. Besi cor dingin
6. Besi cor paduan
7. Besi cor Meehanite

1. Besi Cor Abu-abu

Ini diperoleh dengan membiarkan logam cair menjadi dingin dan memadat secara perlahan. Pada pemadatan, besi mengandung sebagian besar karbon dalam bentuk serpihan grafit .

Besi cor kelabu mengandung karbon dalam jumlah besar dan unsur lain dalam jumlah yang relatif kecil, misalnya silikon fosfor, Sulfur, dan mangan.

Ini menyajikan kristal abu-abu kusam atau struktur granular dan cahaya yang kuat akan memberikan efek berkilau karena refleksi dari serpihan grafit bebas. Kehadiran grafit bebas ini juga terlihat saat pengarsipan atau pemesinan besi tuang karena membuat tangan menjadi hitam.

Besi cor rapuh dan mudah patah jika menggunakan palu yang berat. Kekuatan besi jauh lebih besar dalam kompresi daripada dalam ketegangan. Kekuatan tarik pamungkas besi cor bervariasi antara 12 hingga 13 kgf per mm2 (120 hingga 300 Newton per mm²) dan tergantung pada komposisi besi. Dalam kompresi, besi cor abu-abu akan menahan sekitar 60 hingga 75 kgf per mm? (600 hingga 750 Newton per mm2) sebelum patah, sedangkan dalam gaya geser kekuatannya sekitar 15 hingga 22 kgf per mm2 (150 hingga 225 Newton per mm2). Kekerasannya berkisar antara 150 hingga 240 BHN. keuntungan utama dalam mendukung penggunaannya adalah:(1) murahnya, (2)

Temperatur lelehnya yang rendah (1.150 ° C hingga 1.200 ° C), dan fluiditasnya dalam kondisi cair, dan (3) mudah dikerjakan. Properti bagus lainnya dari besi tuang adalah bahwa grafit bebas dalam strukturnya tampaknya bertindak sebagai pelumas , dan ketika slide mesin besar dibuat darinya, tindakan kerja yang sangat bebas diperoleh. Analisis fluiditas besi memungkinkannya digunakan secara luas untuk membuat pengecoran bagian-bagian yang memiliki bentuk rumit dan di hampir semua bentuk besi tuang.

2. Besi Cor Putih

Besi cor putih mengandung karbon secara eksklusif dalam bentuk sementit (besi karbida). Ini diperoleh dengan adanya mangan dalam jumlah yang relatif besar, jumlah silikon yang sangat kecil, dan dengan pendinginan yang cepat. Laju pendinginan biasa di pasir menghasilkan grafit bebas sementara pendinginan cepat membantu menghasilkan sementit. Selain itu, mangan mendorong pembentukan karbida. Komposisi kimia perkiraan besi cor putih diberikan pada Tabel 4.2.

Besi cor putih sangat keras (kekerasan berkisar antara 400 hingga 600 BHN) dan rapuh, dan permukaannya yang retak memiliki tampilan logam keperakan. Dari sudut pandang teknik, besi cor putih memiliki aplikasi yang terbatas. Hal ini disebabkan oleh kesulitan pemesinan dan secara umum memiliki kemampuan pemrosesan mekanis yang relatif buruk. Besi jenis ini banyak digunakan untuk pembuatan besi tempa. Besi cor putih juga dicor sebagai bahan perantara untuk membuat besi cor yang dapat ditempa. Besi cor putih tidak terlalu berkarat seperti besi abu-abu.

3. Besi Cor Lunak

Besi cor biasa keras dan rapuh. Oleh karena itu, tidak cocok untuk barang yang tipis, ringan dan mengalami guncangan dan getaran atau untuk coran kecil yang digunakan dalam berbagai komponen mesin.

Penerapan istilah 'dapat ditempa ' untuk coran agak keliru karena mereka tidak terlalu mudah dibentuk jika dibandingkan dengan standar kelenturan. Namun, jika dibandingkan dengan coran besi abu-abu, yang cukup rapuh, coran yang dapat ditempa memiliki tingkat ketangguhan, dan inilah mungkin mengapa mereka dinamai demikian.

Cetakan yang dapat ditempa pertama-tama dibuat dari besi yang memiliki semua karbonnya dalam bentuk gabungan, yaitu dari besi tuang putih. Dua metode kemudian digunakan untuk melenturkan coran:(1) Hati putih , dan (2) Hati hitam . Nama-nama tersebut mengacu pada warna retakan yang diberikan oleh coran yang dihasilkan oleh masing-masing metode. Komposisi kimia perkiraan untuk kedua varietas diberikan Tabel 4.3.

4. Besi Ulet

Besi grafit bulat , juga disebut besi cor nodular , adalah kelas yang lebih tinggi karena grafit diendapkan tidak dalam bentuk serpihan tetapi dalam bentuk sferoid. Hal ini dapat dicapai dengan berbagai metode, misalnya dengan penambahan salah satu elemen berikut:magnesium, serium, kalsium, bismut, seng, kadmium, titanium atau boron.

Ferro-silikon juga digunakan sebagai inokulan. Besi cor bulat dapat diproduksi dalam potongan yang lebih tebal daripada yang diproduksi oleh besi cor lunak. Karakteristik luar biasa dari besi cor spheroidal adalah fluiditas tinggi, yang memungkinkan pengecoran bentuk rumit, dan kombinasi kekuatan dan keuletan yang sangat baik. Kekuatan tarik besi ini adalah sekitar 33 kgf per mm2 (330 Newton pet mm). Bahan ini juga dikenal sebagai besi ulet .

Besi cor spheroidal banyak digunakan di bagian cor di mana kerapatan dan kekencangan tekanan adalah kualitas yang sangat diinginkan. Mereka termasuk silinder hidrolik, katup, pipa dan alat kelengkapan pipa, kepala silinder untuk kompresor dan mesin diesel. Gulungan untuk pabrik penggulung dan berbagai jenis suku cadang yang dicor secara sentrifugal juga terbuat dari besi tuang bulat.

5. Besi Cor Dingin

Pendinginan cepat disebut “dingin ” dan besi yang dihasilkan adalah “besi dingin ”. Semua coran didinginkan di permukaan luarnya dengan bersentuhan dengan pasir dingin di cetakan. Karena besi cor memiliki konduktivitas termal yang lebih tinggi daripada pasir, bagian yang didinginkan dari coran mengalami pemadatan dan pendinginan yang cepat dan, dengan demikian menghasilkan permukaan kawanan. Namun kekerasan ini hanya menembus kedalaman sekitar 1 sampai 2 mm.

Terkadang casting didinginkan dengan sengaja dan terkadang menjadi dingin secara tidak sengaja hingga kedalaman yang kecil. Pendinginan yang disengaja dilakukan dengan menggunakan besi tuang sebagai pengganti pasir untuk bagian cetakan yang membutuhkan permukaan keras. Dimana ini disentuh oleh logam cair, permukaannya tiba-tiba didinginkan dan diubah menjadi besi cor putih. Dengan pengecoran dingin cetakan permanen yang dibuat dengan baja tahan panas atau besi cor dengan grafit serpihan digunakan.

Dingin digunakan pada coran di mana beberapa bagian diharuskan memiliki kekerasan besi tuang putih, sementara yang lain diharuskan memiliki inti besi tuang abu-abu yang relatif lunak dan tangguh.

6. Besi Cor Paduan

Besi cor paduan telah dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir untuk mengatasi kekurangan tertentu yang melekat pada besi tuang biasa dan untuk memberikan kualitas yang lebih cocok untuk tujuan khusus. Penambahan nikel, kromium, molibdenum, titanium, silikon, tembaga dan elemen paduan lainnya memberikan sifat khusus pada besi cor ini.

Penggunaan 1 atau 2 persen nikel cocok besi berkualitas baik menawarkan cara yang sederhana dan efektif untuk meningkatkan sifat besi cor ini.

Penggunaan 1 sampai 2 persen nikel sesuai besi berkualitas baik menawarkan cara yang sederhana dan efektif untuk meningkatkan sifat dan layanan yang diberikan oleh besi tuang. Ini memastikan kemampuan mesin dan keseragaman struktur besi cor. Dengan penggunaan nikel dalam urutan 25 persen, masa pakai yang lebih baik juga dapat diperoleh pada bagian yang mengalami keausan abrasif.

7. Besi Cor Meehanite

Silinder atau liner silinder dari semua ukuran dari yang terkecil hingga terbesar memberikan contoh yang luar biasa. Besi cor nikel juga digunakan untuk menahan korosi kaustik. Untuk alasan ini, ini banyak digunakan untuk membuat pot kaustik, pipa dan coran lainnya yang bersentuhan dengan cairan kaustik.

Penambahan hanya 1 persen nikel memberikan manfaat menyeluruh untuk tujuan ini. Faktor yang paling menonjol dalam penggunaan nikel dalam besi tuang adalah untuk mendapatkan kerapatan dan kekencangan tekanan pada coran dengan penampang yang besar dan bervariasi. Hal ini menyebabkan penerapan cor nikel untuk banyak bagian mesin uap dan hidrolik, kompresor dan mesin pembakaran internal.

Dimana peningkatan kualitas keausan adalah penting, penambahan kromium dengan nikel sering berguna. Paduan besi cor dengan cara ini menemukan aplikasi yang luas untuk pompa dari semua jenis di mana gesekan, serta erosi, keausan harus dipertimbangkan. Besi cor paduan yang mengandung 10 hingga 30 persen kromium dan 1 hingga 3 persen karbon total, juga menunjukkan tingkat ketahanan panas yang tinggi yang dikombinasikan dengan kekuatan pada suhu tinggi.

Besi tuang yang dicampur dengan 10 persen nikel dan 6 persen mangan menjadi non-magnetik. Besi cor khusus non-magnetik yang dipatenkan dikenal dengan nama “Nomag ”.

BESI COR MEEHANIT

Besi tuang, di mana logam telah diolah dengan kalsium silisida, dikenal dengan nama dagang meehanite. Kalsium silisida bertindak sebagai pembuat grafit dan menghasilkan struktur grafit halus yang memberikan sifat mekanik yang sangat baik pada besi tuang. Kualitas tinggi besi mekanit, bagaimanapun, tidak semata-mata karena penggunaan kalsium silisida tetapi juga karena kontrol yang cermat dari semua faktor yang terlibat dalam pelelehan besi di kopula atau tungku listrik dan dalam pencetakan coran. Sangat sedikit kalsium silisida yang tersisa dalam besi setelah pemadatan.

Logam yang digunakan rendah silikon, cukup rendah karbon yang terbatas, sekitar 2,5 hingga 3 persen. Ini biasanya akan berwarna putih jika dicetak, tetapi pembuatan grafit dengan sistem kontrol meehanite menyediakan berbagai bahan untuk memenuhi persyaratan luas industri teknik.

Ada lebih dari dua puluh enam jenis logam meehanite yang tersedia saat ini di bawah lima klasifikasi besar:(a) teknik umum , (b) tahan panas , (c) ketahanan aus , (d) tahan korosi , (e) tipe 'S' nodular.

Semua besi meehanite memiliki ketangguhan kekuatan tinggi, keuletan dan kemampuan mesin yang mudah. Oleh karena itu mereka mengklaim untuk menjembatani kesenjangan antara besi cor biasa dan baja. Bentuk coran beratnya 500 hingga 6.000 kg. Logam ini berbutir rapat dan menunjukkan bilangan Brinell 200 hingga 210. a

Besi meehanite merespons perlakuan panas tidak seperti besi cor abu-abu biasa dan mengeras seluruhnya atau di permukaan. Itu juga dapat dikeraskan dengan perawatan yang sesuai untuk digunakan pada pengecoran perkakas mesin.

Produksi Besi Cor

Besi tuang terbuat dari besi kasar, yang merupakan produk sampingan dari peleburan bijih besi dalam tanur tinggi. Besi tuang dapat dibuat langsung dari besi kasar cair atau dengan melebur ulang besi kasar, seringkali dengan sejumlah besar besi, baja, batu kapur, karbon (kokas), dan berbagai langkah untuk menghilangkan kontaminan yang tidak diinginkan. Fosfor dan belerang dapat dibakar dari besi cair, tetapi ini juga membakar karbon, yang harus diganti. Kandungan karbon dan silikon disesuaikan dengan tingkat yang diinginkan, yang masing-masing dapat berkisar antara 2-3,5% dan 1-3%, tergantung pada aplikasinya. Elemen lain kemudian dapat ditambahkan ke lelehan jika diinginkan sebelum pengecoran bentuk akhir.

Besi tuang kadang-kadang dilebur dalam jenis khusus tanur sembur yang dikenal sebagai kubah, tetapi lebih sering dilebur dalam tanur induksi listrik atau tanur busur listrik dalam aplikasi modern. Besi tuang cair dituangkan ke dalam tungku penahan atau sendok setelah proses peleburan selesai.