Jika aliran yang keluar dari pipa menumbuk suatu aliran yang tegak lurus dengan sumbu pipa dengan kecepatan v, laju aliran Q, dan berat jenis
γ maka gaya tumbuk yang terjadi adalah :
g v
Q F
p
. .
γ =
Gambar 2.4. kecepatan aliran yang keluar dari bejana Sumber : Prof.Ir.Tata surdia M.S Met E, Prof.Dr. kenji Chijwa, Teknik Pengecoran
logam Penerbit PT. Pradya Paramita, Jakarta 1986
2.4. Pembentukan Logam
2.4.1. Pembekuan Coran
Pembekuan logam coran pada rongga cetakan dimulai dari bagian cairan logam yang bersentuhan langsung dengan dinding cetakan yaitu ketika panas dari logam cair
diserap oleh cetakan sehingga bagian yang bersentuhan dengan cetakan menjadi dingin hingga titik beku dimana pada saat ini inti kristal mulai terbentuk. Coran bagian dalam
dingin lebih lambat disbanding bagian luar, sehingga kristal-kristal tumbuh dari asal mengarah kebagian dalam.
Pada coran yang mempunyai inti, panas dari coran akan diserap oleh inti sehinggga menyebabkan pembekuan terjadi lebih cepat pada dinding inti disbanding ditengah coran.
Cepat lambatnya pembekuan pada kulit inti tergantung pada ukuran inti Coran tidak hanya terdiri dari logam murni, tetai coran dapat berupa paduan antara
dua logam atau lebih. Diargram pendinginan logam paduan ini menunjukkan ketergantungan perubahan fase terhadap perubahan temperature dan
komposisiperbandingan antara mikrostruktur penyusun. Diagram ini disebut diagram keseimbangan. Paduan antara 2 unsur disebut dengan paduan biner, paduan antara tiga
unsure disebut paduan ternier.
Universitas Sumatera Utara
Besi cor atau baja cor merupakan paduan antara besi dan karbon, walaupun sesungguhnya masih ada unsure-unsur lain, tetapi unsure-unsur tersebut tidak memberikan
pengaruh besar terhadap sifat-sifat utamanya , sehingga paduan ini dianggap paduan biner. Perubahan fase sangat tergantung pada macam paduan, sehingga tiap paduannya
mempunyai diagram keseimbangan sendiri.
2.4.2 Diagram keseimbangan karbida besi Komposisi besi dan karbon pada system paduan digambarkan pada diagram berikut:
Gambar. 2.5. Diagram keseimbangan karbida besi Sumber : Prof.Ir.Tata surdia M.S Met E, Prof.Dr. kenji Chijwa, Teknik Pengecoran
logam Penerbit PT. Pradya Paramita, Jakarta 1986
Universitas Sumatera Utara
Diagram ini merupakan bagian antara besi murni dan paduan karbida besi Fe3C yang mengandung 6,67C berat.
Pada diagram terlihat tiga garis horizontal yang merupakan gais reaksi isothermal. Larutan pada
γ disebut austenit. Daerah yang berada disebelah kiri atas disebut daerah delta karena terdapat larutan padat
δ . garis horizontal pada temperature 2720 ◦ F merupakan
daerah reaksi peritektik. Reaksi peritektik adalah sebagai berikut : Likuid +
δ Austenit
Kelarutan maksimum karbon dalam daerah ini adalah 0,1 titik M
Gambar. 2.6. DaerahDelta pada diagram karbida besi
Sumber : Prof.Ir.Tata surdia M.S Met E, Prof.Dr. kenji Chijwa, Teknik Pengecoran logam Penerbit PT. Pradya Paramita, Jakarta 1986
Sementara pada γ kelarutan karbon lebih besar. Keberaaan karbon mempengaruhi
perubahan δ γ . akibat adanya penambahan karbon pada besi maka temperature
perubahan fase naik dari 2554 ◦ C pada 0,1C mengikuti garis NMPB.
Dalam kurva pendinginan jarak NM merupakan awal perubahan struktur δ menjadi
γ untuk paduan dengan karbon kurang dari 0,1. Jarak antara MP merupakan awal dari perubahan struktur kristal dengan reaksi peritektik untuk paduan dengan kadar karbon
kurang dari 0,18 akhir perubahan struktur digambarkan oleh garis NP. Dari PB merupakan garis awal dan akhir perubahan struktur kristal atau dengan kata lain untuk
paduan dengan kadar karbon 0,18-0,5 perubahan fase terjadi pada temperature konstan.
Universitas Sumatera Utara
Bedasarkan kandungan karbonnya karbida besi dpat di golongkan menjadi : 1.
Paduan yang mengandung karbon kurang dari 2 disebut baja, yang terdiri dari: a.
Baja hipoeutektoid dengan kadar karbon kurang dari 0,8 b.
Baja eutectoid dengan kadar karbon 0,8 c.
Baja hipereutektoid dengan kadar karbon 0,8-0,2 2.
Paduan yang mengandung karbon lebih dari 2 disebut besi cor yang trdiri dari :
a. Besi cor hipoeutektoid dengan kadar karbon kurang dari 4,3
b. Besi cor eutectoid dengan kadar karbon lebih dari 4,3
c. Besi cor hipereutektoid dengan kadar karbon lebih dari 4,3
Pengetian istilah-istilah struktur yang ada pada kurva yaitu : sementitkarbida besiadalah perpaduan antara besi dengan karbon dengan rumus kimia Fe3C mengandung
6,67C dalam persen berat, sifatnya keras dan rapuh, kekuatan tarik kira-kira 5000 Psi, tetapi kekuatan tekan tinggi, merupakan bagian terkeras dari struktur besi.
Austenit adalah nama yang diberikan pada larutan padat gamma γ. Kelarutan
karbon maksimum 2 pada temperature 2065 ◦ F titik C. kekuatan tarik sebesar 150.000
Psi, tougnessketangguhan tinggi. Ledeburit adalah campuran eutektik antara austenit dan sementit, mengandung 4,3 C dan terbentuk pada temperature 2065
◦ F. Ferrit adalah nama untuk larutan padat
α , kandungan karbon k\maksimal 0,025 pada temperatur 1333
◦ F Titik H. hanya sekitar 0,008 C yang larut pada temperatur kamar , merupakan struktur paling lunak dalam diagram , kekuatan tarik sekitar 40.000 Psi.
Pearlit titik J adalah campuran eutektik yang mengandung 0,8 C dan terbentuk pada temperatur 1333
◦ F dengan pendinginan yang sangat lambat, terdiri dari Ferrit dan sementit kekuatan tarik 120.000Psi.
2.5. Pola
