Pengendalian struktur selama pendinginan

Hardi Sudjana Page

G. Kadar karbon di dalam besi tuang

Unsur Karbon biasanya akan muncul didalam besi tuang dalam proses pendinginan secara perlahan-lahan tergantung pada bentuk struktur dari besi tuang itu sendiri, antara lain : 1 Apabila besi berada dalam larutan padat dimana strukturnya adalah ferrite. besi tuang dengan strutur ini biasanya sedikit menyerap karbon. 2 Dalam kondisi struktur gabungan dimana besi membentuk akan cementtite Fe 3 C, pada kondisi ini dimana terjadi peralihan sehingga menghasilkan struktur gabungan antara ferrite dengan pearlite, sehingga pengaruh sementite itu sendiri dalam keadaan bebas. 3 Pembentukan graphite yakni karbon bebas free karbon. Besi tuang cast iron dimana masuknya sejumlah unsur karbon dengan berbagai sifatnya akan sangat berpengaruh terhadap sifat dari besi tuang tersebut, Dan ketika semua unsur karbon bersenyawa dengan besi tuang, Struktur besi tuang tersebut akan menyerupai baja, dan besi tuang yang demikian ini yang disebut sebagai besi putih white Iron, besi ini sangat keras dan rapuh britle, namun apabila unsur karbon ini hanya merupakan karbon bebas artinya tidak terjadi senyawa kimia antara ferrite dengan karbon dan hanya membentuk grafit dengan volume yang banyak sehingga mengakibatkan perubahan warna struktur menjadi lebih gelap atau kelabu, maka besi ini disebut sebagai besi kelabu grey iron, besi yang demikian ini bersifat lemah karena grafit menempati batas kristal dari atom-atom logam besi. Untuk mengatasi hal ini dapat dilakukan melalui proses perlakuan panas, dimana akan mengubah struktur dari besi ini serta memperbaiki sifat mekanik dari besi tersebut, dimana pada derajat menengah besi kelabu sering disebut sebagai besi “burik” atau “mottled-iron” Besi kelabu bersifat licin self lubrication serta memiliki sifat menyerap getaran.

H. Pengendalian struktur selama pendinginan

Pada dasarnya besi tuang ataupun baja memiliki perilaku yang sama dimana apabila dipanaskan diatas temperatur kritis struturnya akan berubah kedalam sebuah bentuk struktur tertentu tergantung kecepatan pendinginannya.lihat gambar 14 tentang diagram FeC Proses pemadatan solidification pada besi tuang secara langsung akan memiliki struktur austenite dan cementite, dimana proses pemadatan terjadi melalui pendinginan lambat hingga mencapai temperatur ruangan. Austenite memecah diri ke dalam bentuk pearlite yakni lapisan ferrite dan cementite, sedangkan cementite memecah diri menjadi graphite dan pearlite. Di unduh dari : Bukupaket.com Hardi Sudjana Page Jika proses pendinginan diberikan cukup cepat maka cukup untuk mencegah terbentuknya cementite, dan akan diperoleh struktur putih. pembentukan struktur tuangan putih ini juga tergantung pada rentang pendinginan cooling rate dimana juga tergantung pada tebal atau tipisnya benda tuangan itu sendiri, jika benda tuangan tersebut tipis maka akan diperoleh struktur putih, namun sebaliknya jika lebih tebal akan diperoleh struktur kelabu, dimana bagian yang tebal akan lebih lambat proses pendinginannya dibanding dengan yang tipis. pada dasarnya kecepatan pendinginan ini dapat kita atur sesuai dengan kebutuhan sifat akhir dari produk tuangan yang kita kehendaki, Namun pada benda-benda yang rumit dimana ketebalan bervariasi maka diperlukan metoda agar proses pendinginan dapat merata kendati pada ketebalan yang berbeda-beda. Untuk itu maka dibagian lain dimana memiliki ukuran ketebalan yang lebih besar harus ditempatkan suatu bahan yang membantu penyerapan panas iron- chill. lihat gambar 3.7 Gambar 3.7. Diagram keseimbangan besi – karbon FeC Di unduh dari : Bukupaket.com Hardi Sudjana Page Gambar 3.8 Menempatkan “Chill-Iron” untuk pengendalian keseragaman struktur besi tuang Struktur besi tuang ini dapat juga dikendalikan dengan cara pengendalian komposisi kimia dari bahan tuangan tersebut, misalnya meningkatkan grafitisasi melalui penambahan unsur Silikon namun secara kuantitas bagian-bagian benda yang tipis akan menjadi kelabu. Sulfur akan meningkatkan kekerasan pada besi tuang dimana akan memicu pemadatan dalam bentuk besi tuang putih. Untuk benda-benda tuangan yang memiliki bentuk yang rumit dengan bagian bagian yang tipis penambahan unsur Phosphor hingga 1 akan mengakibatkan besi lebih cepat cair, maka elemen benda tuangan tidak mencapai tegangan yang diharapkan dimana bahan akan menjadi rapuh britle.

I. Berbagai alasan pembentukan melalui pengecoran atau penuangan Casting

Sedemikian banyak material dari berbagai jenis sebagai bahan baku berbagai produk yang diinginkan, dan semakin banyak pula pertimbangan dalam memilih dan menentukan jenis bahan yang akan digunakan, setiap jenis bahan dari material yang tersedia memiliki berbagai keunggulan juga tidak kurang memiliki kelemahan. “Jadi bahan manakah yang paling baik” ?, jawabannya adalah bahan yang mudah didapat, mudah dibentuk, kuat dan murah. Lalu, bagaimana dengan besi Tuang atau besi cor Iron Casting ? Jawabannya: “Tergantung kebutuhan”………………………. ? Besi tuang Iron Casting, baja tuang Steel Casting atau jenis material apapun yang akan dibentuk melalui proses penuangan atau pengecoran tentunya sudah menjadi pilihan final, bahwa Di unduh dari : Bukupaket.com Hardi Sudjana Page pembentukan produk melalui pengecoran merupakan pilihan yang “paling tepat”. Berbagai produk yang hingga kini pembuatannya masih menggunakan metoda pengecoran dan merupakan satu-satunya yang mungkin untuk dilakukan, antara lain Crankcase, Machine tool bed, brake drum, Cylinder Block, cylinder head dan lain-lain, kendati proses pengcoran bukan proses akhir dan bukan proses yang murah sederhana. Lihat berbagai produk pengecoran berikut ini. Gambar 3.9 Potongan atas dari “closed-die forging press” suatu produk tuangan cross head yang besar Gambar 3.10 Steel casting bahan roda gigi Di unduh dari : Bukupaket.com Hardi Sudjana Page Gambar 3.11 Contoh bentuk benda tuangan yang kompleks : Railroad car Gambar 3.12 Penyetelan cor inti di dalam pit moulding. Gambar 3.13 Penuangan pada pengecoran ukuran besar Di unduh dari : Bukupaket.com Teknik pengecoran log a m Hardi Sudjana Pag e ORDINARY CAST IRON HIGH DUTY CAST IRON GREY CAST IRON W H ITE CAST IRON SPEROIDAL CAST IRON PEARLITIC ALLOY CAST IRON CORROSION RESIST ING HIGH ST RENGTH W EAR RESISITING NO N MAGNETIC HEAT RESISIT ING SILICON, NICKEL, CHROMIUM, COPPER-CAST IRON SILICON, NICKEL, CHROMIUM, -CAST IRON SILICON -CAST IRON SILICON, NICKEL, CHROMIUM, -CAST IRON SILICON, NICKEL, CHROMIUM, COPPER- CAST IRON SILICON -CAST IRON NICKEL -CAST IRON NICKEL, MOLIBDENUM - CAST IRON NICKEL -CAST IRON NICKEL, MOLIBDENUM - CAST IRON SILICON, NICKEL, CHROMIUM, COPPER- CAST IRON SILICON, NICKEL, MANGANESE, -CAST IRON NICKEL -CAST IRON MALLEABL E CAST IRON PEARLITIC BLACK HEART WHITE HEART CAST I R ON Gambar 3.1 4 Ikhtisar b esi tuang Di unduh dari : Bukupaket.com Hardi Sudjana Page Gambar 3.15 Penuangan bahan cor seberat 100 ton dari dapur listrik Gambar 3.16 Penuangan bahan cor seberat 190 ton Di unduh dari : Bukupaket.com Hardi Sudjana Page Untuk mengetahui berbagai sifat dan karakteristik dari bahan tuangan akan dibahas pada uraian berikut, dan memungkinkan menjadi dasar pemilihan material dari bahan-bahan tersebut.

J. Besi tuang putih dan besi tuang kelabu 1. Besi tuang Putih White Cast Iron