6. Besi Cor
Jurusan Teknik Pengecoran Logam
Seperti halnya pada baja, bahwa besi cor adalah paduan antara besi dengan kandungan karbon (C), Silisium (Si), Mangan (Mn), phosfor (P), dan Belerang (S), termasuk kandungan lain yang terdapat didalamnya. Besi cor mempunyai kandungan karbon lebih besar dari baja, yaitu berkisar antara 2,0 – 5,6 % C tergantung bentuk struktur yang terjadi ataupun struktur yang dikehendaki. Penggolongan besi cor telah terbagi menurut jenisnya, yaitu antara lain : - Besi cor kelabu - Besi cor nodular/besi cor bergrafit bulat - Besi cor mampu tempa/besi cor temper - Besi cor dicil Secara umum, kesemuanya itu adalah besi cor dasar tanpa paduan atau tambahan. Untuk itu, menurut kebutuhan atau tuntutan suatu sifat-sifat yang dikehendaki dalam penggunaannya benda-benda coran tersebut, maka dapat pula kita berikan unsur-unsur paduan ataupun bahan tambahan. Besi Cor Kelabu Singkatan Berat jenis Titik cair Temperatur cor Kekuatan tarik Kemuluran Penyusutan
: : : : : : :
GG (DIN) / FC (JIS) 7,25 kg/dm3 1150 ... 1250 C 1350 C 100 ... 390 N/mm2 Hampir tidak ada 1 % (0,6-1,3 %)
Pembuatannya Besi cor kelabu ini dalam industri pengecoran logam, umumnya akan menggunakan tanur kupola dan oven elektris, misalnya : tanur induksi, tanur busur api, dan sebagainya. Selain itu juga dapat kita kenal dengan tanur putar (Tromol oven), yang sudah dipakai oleh beberapa industri pengecoran logam di Indonesia. Mengenai bahan-bahan yang dilebur, antara lain : besi kasar (Pig iron), besi cor rongsokan, skrap baja, sisa-sisa coran atau benda-benda coran yang rusak. Untuk besi cor kelabu paduan dapat ditambahkan unsur-unsur paduan dan bahan tambahan, tergantung dari sifat-sifat yang diinginkan menurut kebutuhan. Cetakan benda cor umumnya menggunakan cetakan pasir dan atau cetakan tetap.
Modul Kuliah “Material Teknik I“
67
6. Besi Cor
Jurusan Teknik Pengecoran Logam
Sifat-sifatnya Besi cor kelabu bergrafit lunak dan struktur patahannya berwarna kelabu, mempunyai sifat licin dan mudah untuk dikerjakan dalam permesinan. Dengan kandungan karbon yang tinggi antara 2,6-3,6 % C, merendahkan titik cairnya dan kemampuan tuangnya baik sekali. Kulit permukaannya relatif keras, karena bagian kulit luar terjadi pendinginan yang cepat (cementit), tapi bagian dalamnya lunak. Bentuk dan jumlah grafitnya akan mempengaruhi besar dan kecilnya kekuatan tarik dari benda coran tersebut. Besi cor kelabu memiliki bentuk struktur grafitnya berbentuk serpihan, dengan demikian sifatnyapun rapuh. Kenggunaannya Karena besi cor kelabu mudah dikerjakan dalam permesinan, maka bahan ini digunakan untuk bagian-bagian permesinan, misalnya : rumah-rumah mesin, pipa-pipa atau pipa penghubung, ragum dll. Standarisasi Besi cor kelabu mempunyai standar yang pada umumnya dihubungkan dengan kekuatan tariknya. Seperti contoh : GG 15. GG artinya besi cor kelabu, bergrafit serpih (lamelar) dengan kekuatan tariknya minimum 150 N/mm 2 (DIN). Begitu juga masih banyak standarstandar lain dari negara-negara produsennya, seperti JIS, BS, AWS-ASTM, dan sebagainya, yang mana memiliki ciri tanda ataupun kode sendiri, tapi maksudnya sama. Untuk besi cor kelabu dalam standar terdapat beberapa macam, yaitu : GG 15, GG 20, GG 25, GG 30, GG 35, dan yang tertinggi GG 40. Untuk hal-hal yang khusus, mungkin dengan paduan atau keinginan, misalnya GG 22, GG 26, GG 28, dan seterusnya. Besi Cor Noduler Singkatan Berat jenis Titik cair Kekuatan tarik Kemuluran Penyusutan
: : : : : :
GGG (DIN) / FCD (JIS) 7,2 Kg/dm3 1400 C 400 ... 800 N/mm2 15 ... 2 % 0 ... 2 %
Pembuatanya Kita ambil cairan besi cor, dimasukan kedalam ladel, kemudian kita berikan magnesium dalam bentuk paduan nikel-magnesium atau paduan besi-nikel-magnesium, maka akan membentuk kandungan grafit berbentuk bulat.
Modul Kuliah “Material Teknik I“
68
6. Besi Cor
Jurusan Teknik Pengecoran Logam
Sifat-sifatnya Besi cor bergrafit bulat memiliki kekuatan takik atau kemampuan takiknya, yaitu kebalikannya besi cor bergrafit serpih (lamelar). Selain itu besi cor ini memiliki kemuluran dan kekuatan tariknya baik, tahan geseknya tinggi serta licin. Dengan perlakuan annealing, kemulurannya meningkat, begitu juga dengan quench-temper (martempering), atau perbaikan struktur, kekuatan tariknya dapat mencapai 1000 N/mm 2. Sifat-sifat lainnya besi cor bergrafit bulat ini sangat tahan terhadap pukulan dan baik untuk pengerjaan pemesinan. Setelah itu dapat juga dilakukan pengerasan sebagian pada bagian yang diinginkan yaitu dengan flame hardening. Bahan ini tahan kimia dan tahan panas. Penggunaannya Besi cor bergrafit bulat cocok digunakan untuk poros engkol, roda gigi, rumah tranmisi roda gigi, rol, penyambung pipa, tungku pada industri kimia. Untuk bagian-bagian kendaraan, misalnya : bagian kemudi, as belakang, kopling, pompa atau turbin. Besi Cor Mampu Tempa Besi cor mampu tempa, pembuatannya menggunakan bahan baku pig iron putih atau kelabu termasuk bahan tambahannya, yang kemudian dicairkan pada kupola atau oven induksi. Kalau kita patahkan sebelum mendapat perlakuan tempering, besi cor mampu tempa ini strukturnya berwarna putih. Setelah pengecoran, benda cor ini akan mendapat proses perlakuan panas, yaitu : tempering dalam waktu cukup lama. Untuk mendapat sifat malleablenya. Dan menurut jenisnya, besi cor mampu tempa ini terbagi dalam dua jenis, yaitu hitam dan putih. Singkatan Berat jenis Titik cair Kekuatan tarik Kemuluran Penyusutan Modul Kuliah “Material Teknik I“
: GTS (DIN) Hitam GTW (DIN) Putih : 7,4 Kg/dm3 : 1300 C : 340-640 N/mm2 untuk yang Hitam 340-690 N/mm2 untuk yang Putih : 15 ... 2 % untuk GTS Hitam 12 ... 2 % untuk GTW Putih : 1 ... 2 % untuk GTS Hitam 0 ... 1,5 % untuk GTW Putih 69
6. Besi Cor
Modul Kuliah “Material Teknik I“
Jurusan Teknik Pengecoran Logam
70
6. Besi Cor
Jurusan Teknik Pengecoran Logam
Sifat dan penggunaan besi cor mampu tempa Hitam dan Putih Benda cor mampu tempa mudah dikerjakan dalam pemesinan, maksudnya dalam pemotongan pada pemesinan mendapatkan tatal yang baik sekali. Selain itu, mampu dilas, patri, dikeraskan ataupun perbaikan struktur (martempering). Kemampuan las tanpa pemanasan awal hanya baik pada besi cor mampu tempa putih. Dalam penggunaannya, umumnya untuk benda cor yang menuntut keuletan, misalnya : tuas, kunci pas, fittings (penghubung pipa), plat kopling, dan roda gigi. Besi Cor Dicil Singkatan Berat jenis Titik cair Kekerasan Kemuluran
: : : : :
GH (DIN) 7,25 Kg/dm3 1150 ... 1250 C 350 ... 650 HB hampir tidak ada
Pada waktu terjadi pembekuan dari besi cor cair, karbonnya tidak dapat memisahkan diri sebagai grafit, melainkan bersama-sama dengan besi membentuk struktur keras, yaitu sementit. Sementit terbentuk karena pendinginan yang mendadak yaitu dengan memberikan cil dan kandungan Si yang rendah atau kandungan mangan dengan peningkatan yang sesuai. Pada pembuatannya, besi cor dicil yaitu penuangannya dalam cetakan logam atau dicil dan juga misalnya dilindungi dengan blok baja atau grafit. Dapat juga dengan cetakan pasir yang basah, sehingga mendapat pendinginan yang cepat pada permukaan benda coran tersebut dan hasilnya keras juga tahan gesekan/licin, begitu juga untuk bendabenda cor yang mernpunyai tebal dinding tipis. Dengan demikian, kalau kita menginginkan semuanya keras, maka kita harus mengurangi kandungan silisiumnya atau menambah mangan sampai silisiumnya bereaksi berlebihan. Dan kalau kita menginginkan hanya sebagian yang keras yaitu kulitnya saja dan bagian tengahnya tetap lunak seperti digunakan untuk katup dorong dan batang pengarah pada mesin bubut, maka kita menggunakan cara dengan memberikan cil. Sifat-sifat besi cor dicil, yaitu tahan akan gesekan. Oleh karena itu bahan tersebut hanya mampu dikerjakan dengan gerinda atau alat-alat potong permesinan yang keras, seperti keramik oksid. Penggunaannya, biasa digunakan sebagai bahan mesin pemecah batu, mesin-mesin giling, pena pengarah, mesin-mesin kertas, dan mesin-mesin karet atau juga mesin-mesin percetakan.
Modul Kuliah “Material Teknik I“
71
6. Besi Cor
Jurusan Teknik Pengecoran Logam
Besi Cor Khusus/Paduan Semua jenis besi cor dapat dibuat bermacam-macam tujuan dan sifat-sifat yang diinginkan, seperti : tahan panas, tahan karat, ukuran, menerima beban temperatur mendadak, tahan akan asam-basa dan sifat-sifat lain. Untuk itu kita berikan unsur-unsur paduan yang akan memberikan sifat-sifat tersebut. Unsur-unsur yang banyak digunakan, misalnya : nikel, chrom, silisium, mangan, dan tembaga. Contoh besi cor paduan : besi cor austenit atau besi cor tahan karat. Benda kerja dengan besi cor austenit atau tahan karat, yaitu memiliki kandungan nikel sampai 35% lainnya terdiri dari unsur-unsur paduan : mangan, tembaga, chrom Bentuk grafitnya bisa serpih atau bulat (globular). Contoh : GGL-NiMn 13.7; GGG-NiMn 13.7 dengan 13% Ni dan 7% Mn. Penggunaannya, besi cor austenit yang tahan karatnya tinggi dan tahan panas, sering digunakan untuk : rumah cerobong asap, kotak heat treatment, knalpot, dan sebagainya sesuai dengan sifatnya.
Modul Kuliah “Material Teknik I“
72
