Besi Cor

Besi cor merupakan paduan Besi-Karbon dengan kandungan C diatas 2% (pada umumnya sampai dengan 4%). Paduan ini memiliki sifat mampu cor yang sangat baik namun memiliki elongasi yang relatif rendah. Oleh karenanya proses pengerjaan bahan ini tidak dapat dilakukan melalui proses pembentukan, melainkan melalui proses pemotongan (pemesinan) maupun pengecoran.

Dari warna patahan, dapat dibedakan 3 jenis besi cor yaitu Besi Cor Putih yang terdiri dari struktur ledeburit (coran keras), struktur campuran antara perlit dengan ledeburit yang disebut Besi Cor Meliert dan struktur perlit dan atau ferit serta ledeburit masih terdapat sejumlah unsur karbon dalam bentuk koloni grafit yang disebut Besi Cor Kelabu.

Jenis dari ketiga besi cor tersebut sangat tergantung dari kandungan dan komposisi antara C dan Si serta laju pendinginannya, dimana laju pendinginan yang tinggi akan menghasilkan struktur besi cor putih sedangkan laju pendinginan yang lambat akan menghasilkan pembekuan kelabu.

Gambar 1 memperlihatkan patahan dari sebuah sampel besi cor yang dicor sebagian pada media cetak logam dan sebagian lainnya pada media cetak pasir.

gambar 1

Gambar 1. Patahan sampel besi cor media cetak berbeda.

Didaerah ujung kiri sampel, karena pada bagian tersebut merupakan media cetakan logam akan membeku secara cepat dan menghasilkan struktur ledeburit yang keras, sedangkan didaerah ujung kanan yang menggunakan media cetak pasir yang menghasilkan laju pembekuan lambat menghasilkan struktur kelabu. Didaerah tengah yang merupakan daerah transisi keduanya terdapat struktur meliert.

Paduan biner Besi-Karbon pada pendinginan normal akan membeku secara metastabil sehingga pada pada komposisi hipoeutektik akan menghasilkan struktur ledeburit (perlit + sementit sekunder), sedangkan pada komposisi hipereutektik terdiri dari sementit primer dan ledeburit. Barulah pada laju pendinginan yang amat sangat lambat, atau dengan kandungan Si yang cukup tinggi, pembekuan akan berlangsung secara stabil, dimana sementit (Fe3C/besikarbida) pada temperatur tinggi akan terurai sebagai berikut:

Fe3C –> 3Fe + C

Dalam hal ini C merupakan unsur elementer yang berkoloni membentuk grafit (penggrafitan tak langsung), serta tidak menutup kemungkinan bahwa grafit telah pula terbentuk langsung dari cairan (penggrafitan langsung). Dengan demikian paduan tidak lagi menganut sistem Besi-Besikarbida, melainkan Besi-Grafit.

Pada kenyataannya, dikarenakan oleh berbagai hal, kristalisasi dari besi cor kelabu berlangsung tidak demikian, dan bagian-bagian dari struktur tidak dapat dengan mudah dibatasi sebagaimana pada besi cor putih.

Akibat dari terjadinya undercooling, terdapat sebagian kecil dari karbon yang tertransformasi menjadi besikarbid setelah sebagian besar dari cairan tertransformasi menjadi besi dan grafit. Pembentukan grafit sangat tergantung dari jumlah inti-inti grafit. Sementara itu grafit memiliki kecenderungan kuat untuk saling mengelompok serta menjadi bentuk lembaran-lembaran grafit.

Sistem Metastabil (Fe-Fe3C)

Sistem Stabil (Fe-C)

Ledeburit (austenit + sementit) Grafit eutektik (austenit + grafit)
Perlit (ferit + sementit) Grafit eutektoid (ferit + grafit)
Sementit primer (sepanjang garis CD) Grafit primer (sepanjang garis C’D’)
Sementit sekunder (sepanjang garis SE) Grafit segregat (sepanjang garis S’E’)

Tabel 1. Perbandingan struktur pada sistem metastabil dengan stabil

Peristiwa ini terjadi pada saat sisa cairan mencapai konsentrasi eutektiknya yang diikuti dengan segregasi grafit, dimana pada stiap laju pendingainan yang lebih rendah, maka pertumbuhan lembaran grafit tersebut akan semakin kasar, bahkan hingga menjadi grafit batas butiran.

gambar 2Gambar 2. Grafit eutektik pada besi cor kaya Si.

Non-etsa.

gambar 3Gambar 3. Grafit batas butiran.

Non-etsa.

Grafit yang halus dapat dicapai pada besi cor dengan kandungan Si sangat tinggi (lebih kurang 4%) dan melalui proses pendinginan yang cepat. Selain dari itu, perlakuan-perlakuan peleburan maupun karena pengaruh dari terdapatnya unsur-unsur lainnya dapat pula mempengaruhi pertumbuhan dari grafit. Suatu penahanan yang lama pada temperatur diatas Tliq akan menyebabkan terjadinya pengahalusan grafit sebagai akibat dari penghancuran kumpulan grafit.

Kandungan P yang tinggi didalam besi cor (sekitar 1.5%) akan menyebabkan terbentuknya grafit Nester, sebagai akibat dari segregasi unsur P, sedangkan pembubuhan unsur Mg akan mengakibatkan grafit tumbuh dalam bentuk bulat.

gambar 4Gambar 4. Grafit Nester pada besi cor kaya P. Non-etsa.

gambar 5Gambar 5. Pembulatan grafit akibat pembubuhan unsur Mg.

Non-etsa.

Bentuk-bentuk grafit dinyatakan dengan angka romawi I sampai dengan VII sebagaimana ditunjukkan pada gambar 6 dan 7.

gambar 6

Gambar 6. Standar bentuk grafit menurut VDG-Merkblatt P441.

gambar 7

Gambar 7. Standar bentuk grafit menurut ASTM-Spezifikation A 247.

(I = Grafit Bulat, IV = Grafit Vermikular, VII = Grafit Lamelar)

Sedangkan sebaran grafit khususnya untuk bentuk I dinyatakan dengan huruf kapital A sampai E sebagaimana ditunjukkan pada gambar 8.

gambar 8

Gambar 8. Standar sebaran grafit menurut VDG-Merkblatt P441.

Grafit A : Grafit eutektik lamelar (grafit lamelar yang tersebar secara merata dan seragam).
Grafit B : Grafit mawar (Rosette).
Grafit C : Grafit kasar (grafit primer) yang tersebar diantara grafit-grafit eutektik. Umumnya terdapat pada komposisi besi cor hipereutektik.
Grafit D : Grafit interdenditrik (grafit undercooling). Umumnya terjadi pada komposisi besi cor hipoeutektik.
Grafit E : Grafit interdendritik yang terurai. Umumnya terjadi pada komposisi besi cor hipoeutektik.

Secara umum proses pembekuan dari besi cor dengan kandungan C antara 2% sampai 4% adalah sebagai berikut: Dari cairan (kemungkinan pada saat ini telah terdapat inti-inti grafit) akan terbentuk kristal g-primer yang dengan demikian konsntrasi C didalam sisa cairan akan meningkat menuju kekomposisi eutektik. Sisa cairan kemudian akan tertransformasi secara eutektik menjadi ledeburit dan sejumlah grafit.

Pada pendinginan selanjutnya sementit pada ledeburit akan tertransformasi menjadi austenit dan grafit dan untuk selanjutnya grafi-grafit akan tersegregasi keluar dari austenit (serpanjang garis E’S’ diagram biner Besi-Karbon). Grafit-grafit sekunder ini terbentuk menempel pada grafit primer yang oleh karenanya tumbuh semakin besar.

Akhirnya, pada pendinginan stadium 3, terjadilah transformasi eutektoid dimana kristal g (austenit) akan berubah menjadi perlit. Ketika pendinginan berlanjut (temperatur sesaat setelah 720 oC), sebagian dari perlit juga akan terurai menjadi ferit dan grafit yang sebagaimana grafit terdahulu tumbuh menempel pada grafit-grafit yang telah ada, sehingga akhirnya ferit yang terbentuk akan selalu berada disekitar grafit (awan ferit).

Hal yang sangat penting sehubungan dengan struktur dasar (matriks) besi cor adalah pengaruh unsur Si terhadap besikarbida (Fe3C), dimana Si akan mengakibatkan besikarbida terurai menjadi besisilikat dan karbon (grafit) sebagaimana reaksi berikut:

Fe3C + Si –> Fe3Si + C

Kandungan Si yang tinggi memiliki pengaruh yang mirip dengan kandungan C yang dinaikkan serta mengakibatkan perlambatan laju pendinginan sehingga mengarah ke sistim stabil Besi-Grafit.

gambar 9

Gambar 9. Diagram besi cor menurut Maurer.

Maurer mengembangkan suatu diagram besi cor dengan kandungan C dan Si berbeda-beda pada suatu laju pendinginan tertentu (yaitu pada spesimen cor diameter 30 mm) yang memperlihatkan perbedaan matriks pada setiap kandungan C dan Si.

Kandungan C dan si yang rendah akan menyebabkan terjadinya pembekuan putih dengan struktur ledeburitnya (gambar 10). Peningkatan kandungan Si akan menyebabkan struktur yang terjadi adalah perlit dengan sebaran grafit lamelar diantaranya (gambar 11).

gambar 10Gambar 10. Besi cor putih.

(Ledeburit + perlit)

gambar 11Gambar 11. Besi cor perlitik.

(Perlit + grafit)

Apabila kandungan Si lebih tinggi lagi, maka akan diperoleh struktur besi cor ferit-perlit dan grafit (gambar 12). Sedangkan pada kandungan C tinggi dengan Si rendah akan terjadi struktur meliert yang terdiri dari ledeburit, perlit dan sedikit grafit (gambar 13).

gambar 12Gambar 12. Besi cor ferit-perlit.

(Ferit+perlit+grafit dan steadit)

gambar 13Gambar 13. Besi cor meliert.

(Ledeburit+perlit+grafit)

Sebaliknya dari unsur Si yang menyebabkan stabilitas besikarbida menurun, maka unsur Mn justru meningkatkannya. Stabilitas karbida menjadi tinggi dengan terbentuk sebagai karbida campuran (Fe, Mn)3C. Oleh karena itu kandungan Mn didalam besi cor dibatasi antara 0.3% – 1.2%. Adanya Mn didalam besi cor akan mebuat karbida dalam perlit menjadi halus akibat dari berkurangnya transformasi g/a. Kandungan Mn yang semakin tinggi, sebagaimana pada baja, akan membentuk struktur menjadi martensit atau bahkan austenit.

Kandungan unsur S (belerang) dalam besi cor diijinkan hingga 1.2%. Tidak seperti halnya pada baja, unsur ini tidak berpengaruh terlalu penting, mengingat kandungan Mn yang cukup tinggi dapat mengingat unsur S ini menjadi MnS (mangansulfid) yang tidak berpengaruh buruk.

Kandungan P pada besi cor normal diijinkan sebesar 0.1% – 0.6%. Unsur ini memiliki efek meningkatkan fluiditas besi cor cair sehingga mampu mengisi rongga-rongga cetakan yang tipis, serta meningkatkan ketahanan geseknya. Besi g (austenit), Fe3C dan Fe3P pada temperatur 950 oC akan membentuk eutektikum yang disebut Pospideutektikum (steadit) yang mengandung 2.4% C dan 6.89% P. stedit inilah yang menyebabkan besi cor menjadi tahan terhadap beban gesek.

gambar 14Gambar 14. Steadit didalam struktur besi cor perlitik.

gambar 15Gambar 15. Stedit kasar didalam struktur besi cor perlitik.

*) Dari berbagai sumber

59 responses

12 10 2009
hery s

saya ingin tahu lebih banyak tentang cara mencetak logam dengan ukiran

thanks
hery

2 12 2010
ORTEGA

langkahnya tinggal modifikasi cetakan aja bung, karena profil cetakan itulah hasil benda sama dengan cetakan. “benda = cetakan”

18 11 2009
Jainal

salam foundry

boleh minta jawaban?
seberapa besar efek dari kandungan Phosphor pada besi tuang ber gerafhit bulat, dan berpengaruh terhadap apa?

sekian terimakasih

Salam Foundry

27 11 2009
KOMENX

apa yg trjadi bila melting fe ndak pakai mngn..cos gw pas melting ndak prnah dikasih mngn..

5 03 2010
ivan

Sepanjang pengalaman di tempat saya, mangan dgn 0.25% mampu menambah tensile yang signifikan dan supaya dilihat kandungan Mn yang ada sebelum penambahan Mn dilakukan.

27 12 2009
felly

thanks y bwt referensi….

2 08 2011
ahmad

pak.. saya awam sama sekali tentang perbesian.. pengen nanya. kalau roll gilingan tebu itu bisa tidak? bikin sendiri pengecorannya?( biasanya gula merah diperoleh dg memeras tebu memakai mesin sederhana dg 3 buah roll)

4 08 2011
R. Widodo

Yth mas Ahmad

Rol gilingan tebu itu sudah sejak lama dibuat di pabrik pengecoran di Indonesia baik di Klaten, Tegal, Gresik, Pasuruan dll dimana didekatnya terdapat pabrik Gula. Pada umumnya terbuat dari bahan besi cor kelabu. Untuk pemeras tebu sederhana, Anda bisa lihat contohnya di beberapa mall dimana disana dijual air perasan tebu secara bebas. Prinsip kerjanya seperti yang sudah Anda sebutkan, yaitu menggunakan 3 buah rol yang diputar dengan menggunakan tuas pemutar.

Semoga membantu.

22 08 2011
ahmadi

pak. jika ingin bikin pengecoran kecil2an.. seperti yg kupola kecil . apakah bahan untuk melapisi tungkunya dan juga bahan cawan di dalam tungku? dimana belinya?

23 08 2011
R. Widodo

Yth Sdr Ahmadi

Suhu kerja didalam zona melting kupola baik kapasitas besar maupun kecil sama tingginya, sebab bila kurang tinggi maka bahan baku tidak akan mencair. Oleh karena itu didaerah tersebut butuh refraktory yang cukup handal. Saya sarankan fire brick sk 34 (minimum) atau Anda bisa menggunakan batu tahan api lokal yang dapat dibeli dibanyak suplier (maaf saya tidak bisa sebutkan namanya), namun Andea bisa googling dengan kata kunci “suplier foundry”. Untuk zona lainnya Anda bisa gunakan refractory yang lebih rendah namun cukup keras baik brick maupun bata biasa yang dilapisi dengan semen api.

Didalam tanur kupola tidak terdapat cawan.

Sebagai tambahan. Kupola yang masih meguntungkan adalah inner diameter minimum 550 cm, dengan setingan kapasitas sampai dengan 1.5 t/jam. Semakin kecil kupola semakin sulit operasionalnya sehingga biaya proses menjadi tinggi.

Kesimpulannya, usaha pengecoran besi cor (dengan kupola) tidak dapat dimulai dengan kecil-kecilan, kecuali hanya untuk kebutuhan riset. Bila Anda ingin mulai dari kecil, saya sarankan Anda coba pengecoran aluminium.

Semoga berguna.

24 08 2011
Kang Asep

Selamat siang, salam foundrymans Indonesia…..

Saya ingin tahu tentang bahan Ferrite yg banyak digunakan untuk komponen elektronik yang bertujuan untuk mengurangi arus eddy. Untuk ferrite apakah termasuk kelas logam? dan jika dalam kelas logam apakah proses pembuatannya melalui proses pengecoran biasa atau dengan teknik semi solid casting. Lalu untuk ferrite itu mengandung unsur apa saja?

Thanks b4.

21 10 2011
stefanus

salam logam…..saya melakukan pengecoran gray cast iron dengan komposisi seperti biasa dan non alloy, menggunakan mesin disa dengan ketebalan produk 3.5mm dan temp pouring yang aman 1390 C…tetapi beku dini masih tetap ada pada produk, sehingga produk seperti berlapis dan permukaan atas benda lebih terang dibandingkan permukaan yang lain…dengan asumsi bahwa pasir cetak bagus dan sesuai standard pengujian….jk menilik dari metalurgi bahan, adakah unsur yang bisa ditambahkan agar mengurangi beku dini?atau hal apa yang bisa saja telaah lagi ya pak?tq

24 10 2011
R. Widodo

Yth mas Stefanus.

Sebelumnya silakan dilihat dulu apakah selain coldshuts/missrun terjadi pula pembekuan putih (chill) yang keras. Bila terdapat chill, maka kemungkinan besar kandungan C dan atau Si masih terlalu rendah. Untuk tebal 3.5 mm saya sarankan C: 3.8 – 4.0% dan Si 2.4 – 2.6%, dengan Mn cukup 0.6%.

Apabila komposisi sudah benar atau chill tidak terjadi maka ada beberapa kemungkinan yang dapat dilakukan a.l:
1. Mengkalibrasi alat pengukur suhu, sebab suhu pouring 1390 itu sebenarnya sudah tinggi.
2. Mempercepat waktu penuangan dengan memperluas dan atau menambah/memindahkan saluran masuk (ingate)
3. Menambah tinggi tekanan metalostatik.
4. Menambah %tase inokulasi dengan bahan inokulan yang benar.
5. Memperbaiki proses peleburan sehingga menghasilkan cairan yang lebih bersih (menerapkan tahap deoksidasi dalam)
6. Menambahkan unsur P (0.1 – 0.3) untuk meningkatkan fluiditas cairan (ini opsi terakhir, sebab mungkin akan menimbulkan masalah yang lain).

Semoga berguna.

30 11 2011
stefanus

terima kasih pak untuk ulasannya pak…

-pak adakah info mengenai cara pembuatan exsothermic riser sleeve dengan memanfaatkan bahan yang mudah dijangkau?
-adakah grey cast/nodular (as cast) yang mempunyai sifat lebih tangguh dibanding FCD 700?apakah itu pak?thanks
-apakah ada besi cor dengan wear resisitant yang bagus dan cukup tangguh tanpa heat treatment (as cast) dengan mempertimbangkan mampu machining?

thanks

6 12 2011
R. Widodo

Yth mas Stefanus

Coba Anda gunakan campuran serbuk kayu dengan gula tetes dicetak dengan tekanan tertentu dan dikeringkan dalam open. Jenis serbuk kayu Anda tetapkan, sedangkan %tase komposisi campuran, tekanan pengepresan dan tingkat kekeringan masih merupakan variable bebas yang perlu diteliti lebih lanjut.

Kekuatan tari FCD ditentukan oleh struktur dasarnya. FCD 700 telah memiliki struktur dasar perlit dengan hanya sedikit sekali atau bahkan tanpa ferit. Pada keadaan pembulatan grafit sangat baik dan struktur yang cukup halus memungkinkan sampai 800 MPa. Untuk kekuatan tarik diatas itu, struktur dasar sudah harus bainit (as cast) dengan paduan Ni sd 2.6% dan Mo sd 0.6% (memungkinkan mencapai 1000 – 1200 MPa).

Jawaban diatas menjawab pertanyaan Anda yang terakhir.

Semoga berguna.

6 12 2011
stefanus

sangat berguna pastinya pak…terimakasih=)

15 02 2012
dani

Pak stefanus 1 ladle untuk berapa mold? itu harus dibatasi , karena Tp makin lama , akan makin turun! sewaktu saya buat suatu produk berat total per mold 10 kg dituangkan sebanyak 400 kg(FCD 400), ke 40 buah mold (ladle penuangan 200 kg x2bh), ternyata 7 mold tidak jadi produk.padahal temperatur tuang awal 1450 .setelah ditelti , kita batasi hanya 32-34 mold yang dituang. apalagi bapak punya ketebalan produk yang cukup sulit (3,5mm).selanjutnya standar pemeriksaan pasir cetak, spec pasir harus memenuhi yang disyaratkan. LOI ? Monmorlilonite content, selling index carboneous material?, permeability?compactability?spaling strength, compresion strength? Grain size dan distribusi pasir cetak ? dari data tersebut dapat ditentukan, kapan tambah pasir baru, kapan tambah, bentonite dsb. selain gating mungkin lebih pressurize juga permeability pasir harus cukup baik!selain saran yang seperti Pak widodo untuk menaikkan mampu alirnya.
tks

14 03 2012
Stefanus

baik pak, terima kasih atas sarannya…sangat membantu

14 03 2012
Stefanus

yth.pak r.widodo, dkk

pak saya mohon bantuan, saya mendapat material HFCLA 2 komposisi seperti FC 250 plus Cu=0.5-0.8% dan Cr 0.18-0.28%.

dengan chemical composition dan microstructure mengacu pada HS G 5020
– itu masuk besi cor apa yah pak & masuk standard mana ya pak?
soalnya say cari di key to steel 1999-2005 dan juga internet, saya belum mendapatkannya…terima kasih.

hormat saya

14 03 2012
R. Widodo

Yth mas Stefanus.

Sudah saya coba lihat dibeberapa standar yang lazim digunakan seperti ASTM, AISI, JIS maupun DIN, baik HFCLA maupun HS G 5020 tidak saya temukan. Yang mendekati hanya pada AISI 502, itupun penomoran untuk material stainless steel. Namun demikian dibeberapa referensi yang saya miliki menyebutkan, bahwa kedalam bahan besi cor lamelar FC memang dapat ditambahkan unsur paduan Cr sebanyak 0.2-0.6% dan Cu sebanyak 0.5-1.5%.

Tujuan dari pemaduan Cr dan Cu adalah untuk menghasilkan matriks struktur perlit 100% (tanpa ferit). Cr merupakan unsur penguat pembentukan karbida, sehingga dalam jumlah paduan sedikit akan membuat struktur menjadi perlitik. Namun bila terlalu banyak dapat mengakibatkan terbentuknya struktur ledeburit yang sangat keras (pembekuan putih). Sedangkan Cu berguna untuk mencegah difusi unsur C kedalam grafit, sehingga disekitar grafit tidak akan terbentuk struktur ferit yang miskin C. Jadi sebaiknya penambahannya sesedikit mungkin khususnya Cr.

Untuk mencegah terjadinya pembekuan putih, maka komposisi C maupun Si diatur sedemikian rupa sehingga memiliki CE mendekati 4.3% (c=3.5-3.6%, Si=2.0-2.1%).

Semoga membantu.

17 03 2012
R. Fajar Rachmatullah

Assalamualaikum Wr. Wb,

Dear Pak Widodo,

Saya ingin melanjutkan ke jenjang D4 – Teknologi Pengecoran Logam – POLMAN Bandung.

Mohon informasi pendaftaran dan range biaya nya.

Terima kasih atas perhatiannya

Wassalamualaikum Wr. Wb

Regards,
Fajar – POLCEP – Foundry – Angkatan V / 2007.

HAPLI:
Silakan langsung berhubungan dengan Polman Bandung

Alamat:
Politeknik Manufaktur Bandung
Jl. Kanayakan 21, Dago
Bandung
Telp: 022 250 02 41

atau coba lihat di
http://www.polman-bandung.ac.id

Semoga membantu.

15 04 2012
shandy.foundry 2006

assalamu’alaikum
untuk siapa pun yang menjawab terima kasih, saya ingin bertanya :
1. Komposisi untuk besi cor kelabu khususnya pada FC 300 itu berapa ya?
2. Bagaimana cara kita mendapatkan kompsosisi tersebut?
3. jika mungkin ada link atau referensi komposisi untuk FC 300, tolong share langsung ya.
sekian, Terima Kasih

16 04 2012
R. Widodo

Yth mas Shandy

Komposisi besi cor, khususnya kandungan C dan Si, sangat ditentukan oleh ketebalan produk. Dari cairan yang sama (komposisinya sama) dapat menghasilkan kekuatan yang berbeda bila dicorkan pada produk dengan ketebalan berbeda. Oleh karena itu untuk standar pengujian bahan besi cor selalu dilakukan pada sampel uji dengan diameter cor 30 mRm. Jadi untuk mencapai grade tertentu pada suatu produk (bukan sampel uji), harus diketahui terlebih dahulu pada ketebalan berapa atau bagian mana grade tersebut akan diuji, baru kemudian dapat dicari dari beberapa diagram, berapa kandungan C dan Si yang dianjurkan.

Untuk diameter sampel 30 mm atau ekifalen dengan tebal produk 15 mm, berdasarkan ‘Betriebsnomogram” untuk besi cor (ttg ini mudah2an saya sempat menuliskan artikelnya), dengan kuat tarik minimum 300 MPa, adalah: C: 3.6%, Si:1.8% dan berdasarkan hubungan sulfur Mn: 0.7-0.8%, S max: 0.1% dan P max 0.15%

Untuk mendapatkan penjelasan terperinci tentang ini silakan Anda merujuk “ASM Metals Handbook vol 1″.

Semoga berguna.

17 04 2012
shandy.foundry 2006

ok pak..nanti saya explore sendiri, biar lebih memahami langsung..
tapi saya ingin bertanya lagi pak,.

dulu saya pernah dapat penjelasan dari pak sudiono, bahwa kandungan Cr dalam besi cor kelabu sangat dihindarkan dengan asumsi. Cr tsb akan menjadi pengotor (karbida).

yang ingin saya tanyakan :
1. pada kandung Cr brp % unsur tsb akan menjadi pengotor (karbida)?
2. tetapi kenapa dalam pembuatan ragum (waktu di polman) saya pernah buat ada unsur Cr d’tambahkan secara sengaja. apa pengaruh dari Cr tsb?

*jika mungkin referensi’a pak untuk di explore lebih pak
sekian, terima kasih pak

18 04 2012
R. Widodo

Yth mas Shandy

Chromium (Cr) memiliki efek menurunkan potensi grafitisasi baik pada tahap eutektik maupun sekunder. Jadi adanya Cr akan meningkatkan jumlah karbida didalam perlit. Pada prinsipnya Cr akan terbentuk sebagai senyawa karbida FeX)nC, dan sebagian lagi larut didalam αFe sebagai solid solution. Selama senyawa karbida tidak terbentuk, unsur Cr akan meningkatkan kekuatan tarik dan kekerasan bahan besi cor. Oleh karenanya untuk besi cor yang kekuatannya ditingkatkan dapat ditambahkan sedikit Cr kedalamnya.

Senyawa2 karbida ini bukan pengotor pada struktur besi cor. Pada kandungan diatas ambang batas yang diijinkan, Cr akan mengakibatkan pembekuan menjadi meliert (mottled) yang terdiri dari grafit + Fe3C yang keras namun memiliki kekuatan tarik rendah atau menjadi putih sama sekali (ledeburit). Kandungan Cr yang masih memungkinkan adalah 0.2−0.6%.

Unsur2 lain yang memiliki efek sama dengan Cr, serta keberadaannya akan mengakibatkan kandungan Cr yang diijinkan menjadi turun adalah vanadium (V), molibdenum (Mo) dan wolfram (W).

Untuk lebih meyakinkan Anda silakan tengok ASM Metals Handbook vol1.

Semoga berguna.

18 04 2012
shandy.foundry 2006

1. apa mungkin penambahan Cr dipengaruhi unsur C dan Si juga ya pak? sehingga menentukan brp % penambahan Cr untuk pembuatan suatu benda.
2. kalau yang saya baca unsur Si akan menggalakkan pembentukkan grafit. (kekuatan Tarik, perpanjangan, dan kekerasan menurun), apa hal itu berkaitan dengan banyaknya struktur grafit sehingga menurunkan mechanical properties’a pak?
3. atau saya juga pernah dengar, unsur Si menggalakkan grafit dengan proses mengeluarkan C yg ada dalam perlit. Menurut pembacaan strutur yg pernah saya liat di pinggir grafit itu terdapat struktur ferrit, jadi apa mungkin karena struktur ferrit yang ada di pinggir grafit yang jumlah’a banyak (menyebabkan struktur ferrit juga banyak) juga dapat menurunkan mechanical properties pak?

*mohon maaf obrolannya jadi makin banyak pak, Terima Kasih

19 04 2012
R. Widodo

Yth mas Shandy

Si dan Cr memang memiliki pengaruh yang berlawanan terhadap besi cor. Si menurunkan kelarutan C dalam Fe serta sekaligus mencegah terjadinya senyawa Fe3C, sehingga C kemudian tumbuh sebagai grafit. Sementara Cr justru akan membentuk senyawa karbida dan meningkatkan jumlah karbida dalam perlit. Dan efek karbidisasi dari Cr jauh lebih kuat daripada efek grafitisasi oleh Si (Cr>0.6% sudah memungkinkan terjadi struktur meliert (perlit + ledeburit) yang tidak dapat durai oleh Si.

Si yang tinggi akan meningkatkan jumlah grafit. Karena kekuatan besi cor terletak pada matriksnya (struktur), maka bila grafitnya banyak, tentu mengurangi matriks dan secara langsung menurunkan kekuatan serta kekerasan. Tentang elongasi, besi cor memang sudah dari awalnya tidak memiliki elongasi, kecuali besi cor nodular dan vermicular.

Pada transformasi eutektoid, austenit akan berubah menjadi perlit yang terdiri dari karbida besi (Fe3C) dan ferit. Karena adanya grafit yang terus tumbuh, sebagian C pada senyawa Fe3C terbentuk menjadi grafit yang menebalkan grafit2 yang sudah ada sebelumnya dan menyisakan struktur ferit disekitarnya.

Semoga berguna.

19 04 2012
shandy.foundry 2006

ok pak, jadi mengerti dan paham sekarang
terima kasih atas semua penjelasannya. nuhun

9 05 2012
luthfi foundry 2006

asslkum pak
kemaren sya spektro FC ,samplingnya salah(ambil sample dari benda>>hasil pendinginan lambat) tujuannya saya ingin liat spek dari matrial supplier.
mau tanya pak,,selain carbon,unsur apa lagi yang pembacaannya pasti ngaco pak,
terimakasih

28 06 2012
Rafly

Assalam`alaikum
Pak, kenapa pada proses pengujian besi cor dengan menggunakan chill test dan spektrometer harus dicelup cepat?
apa efek yang terjadi dengaan perlakuan seperti itu?
Mohon dijelaskan
terimakasih

28 06 2012
R. Widodo

Yth mas Rafly.

Spektrometer tidak bisa mengukur kandungan C dalam bentuk grafit. Pada besi cor kandungan C sebagian besar justru berbentuk grafit. Oleh karenanya agar kandungan C tidak menjadi grafit, sampel ujinya harus dichill, yaitu dicor kedalam cetakan logam yang tipis. Dengan cara ini semua kandungan C diharapkan akan terbentuk sebagai senyawa karbida Fe3C yang dengan demikian dapat terbaca oleh spektrometrer.

Semoga membantu.

28 06 2012
Rafly

terimakasih pak

10 07 2012
Rafly

Assalamu`alaikum
Pak saya mau tanya apakah besi cor dengan pendinginan normal bisa dibaca dengan spektometer?
Terimakasih

11 07 2012
R. Widodo

Yth mas Rafly.

Pada pendinginan normal besi cor, sebagian besar C akan membentuk grafit yang tersebar secara tidak homogen diantara matriks perlit (dan ferrit) sehingga ketika spot spektrum jatuh diderah bergrafit akan terukur C yang sangat tinggi (biasanya over limit) sedangkan bila jatuh didaerah yang tidak bergrafit akan terukur C yang terkandung pada matriks (maks 0.8%) dengan demikian hasil ukurnya tidak benar.

Kandungan C pada sampel yang dicil akan terikat menjadi senyawa karbida yang homogen, sehingga dimanapun spot jatuh akan menghasilkan ukuran yang sama dan benar.

Semoga membantu.

6 12 2012
ashofi

slmt pagi pak widodo
apakah -induction furnace mampu melebur campuran baja sehingga didapatkan hasil leburan dengan kadar C dibawah 0.1%, klo misal bisa brp temperatur tuang nya?dah faktor2 apa saja yang hrus diperhtikan agar supaya IF dapat melebur dgn kadar C dibawah 0.1%

6 12 2012
R. Widodo

Yth mas Ashofi

Induction Furnace, dengan pengoperasian yang tepat mampu menghasilkan baja dengan kandungan C0.1%. Kecuali bila Anda menggunakan scrap pilihan yang memiliki C<0.1%.

Parameternya adalah sbb.

a. Daya maupun frekuensi terpasang memang diperuntukkan untuk baja. Bila IF Anda memiliki frekuensi hanya 50 Hz (freq jaringan) maka akibat stiringnya yang besar baja dengan C sangat rendah akan bergolak. Semakin rendah C butuh frequensi semakin tinggi (pakai 1000 Hz saja masih sering bergolak).
b. Holding pada suhu tinggi (1650 – 1700) dalam waktu tertentu akan menurunkan kandungan C sampai sangat rendah. Pada saat itu banyak O2 dan N2 dari udara masuk kedalam cairan. O2 bereaksi dengan C menghasilkan gas CO2. Sedangkan N2 bereaksi dengan Fe menjadi besinitrit yang mengakibatkan penurnan ketahanan impak. Kelak diatasi dengan pemaduan unsur seperti vanadium ataupun aluminium agar terbentuk vanadiumnitrit atau aluminiumnitrit yang tidak menyebabkan penurunan ketahanan impak.
c. Banyaknya kontaminasi O2 harus diatasi dengan proses deoksidasi dengan menggunakan bahan deoksidator yang tepat. Bila tidak, tentu produk cor akan dipenuhi oleh pinholes.
d. mengingat proses dilakukan pada suhu tinggi dan waktu holding panjang, tentu dibutuhkan material lining yang tahan terhadap thermal attach maupun chemical attach cairan baja. Pilihannya adalah high alumina (Al2O3) atau magnesia (MgO) refractory.

Semoga membantu.

7 12 2012
ashofi

terimakasih pak untuk ilmunya,
kemudian jika diasumsikan jumlah cairan yang dimasukkan kedalam tungku sebesar 500 kg, maka holding time cairan yang optimal di berapa menit/jam pak?alumunium yg harus dimasukkan berapa banyak?(perbandingan jml cairan dgn Al), kemudian bahan dioksidator yg tepat berupa apa?dan berapa banyak yg harus dimasukkan((perbandingan jml cairan dgn deoksidator),untuk lining qta menggunakan alumina…trmksh sblmnya pak…

9 12 2012
R. Widodo

Yth mas Ashofi.

Semakin tinggi suhu holding cairan, penurunan kandunagn C akan semakin cepat. Kandungan C juga akan turun cecara nonlinier, yaitu semakin rendah kandungannya maka penurunan akan semakin lambat. Untuk mengetahui persisnya, tentu Anda harus mencobanya sendiri.

Bahan deoksidator bisa silikon (Si), campuran calsium-silikon (Ca-Si), campuran silikon-calsium-mangan (Si-Ca-Mn) dan aluminium (Al). Saya biasanya menggunakan Al dengan persentase 0.6% untuk setiap ton cairan.

Semoga membantu.

20 02 2013
zakky al-jufri

Assalammualaikum
Pa saya mau nanya, pada proses inokulasi ada 2 jenis inoculant, inoculant A mengandung Si, Ca, Al, Sr dan inoculant B mengandung Si, Ca, Al, Ba. dari ke 2 jenis inoculant tersebut apa perbedaan pengaruh dari proses inokulasi pada FC ? ( dari segi mekanik dan microstruktur )

Terimakasih

20 02 2013
R. Widodo

Yth mas Zakky

Bahan inokulan dengan kandungan Sr atau Ce ataupun rare earth lainnya masuk dalam kelompok high grade inoculant yang biasanya diaplikasikan pada pembuatan FCD. Untuk FC cukup standard grade inoculant dimana Ba akan menjadi oksida yang merupakan inti grafit sangat baik selain Ti.

Semoga membantu.

21 02 2013
NIBN

Yth Pak R. Widodo
Pak, saya mau bertanya. Pada hasil cor gray cast iron saya, timbul bercak-bercak hitam seperti chocochip), tetapi hasilnya terdapat di bagian dalam hasil coran tersebut (terlihatnya setelah di gerinda dan di bubut). kira-kira itu cacat apa ya pak? mengapa bisa muncul seperti itu dan bagaimana cara menanggulanginya?

Terima kasih, pak

22 02 2013
R. Widodo

Yth mas NIBN

Coba Anda lihat bercak tersebut dibawah microscop, apakah itu merupakan a. sekumpulan grafit lamelar yang halus, atau bercak tersebut merupakan b. rongga2 kecil dengan permukaan kasar, c. rongga kecil2 dengan permukaan halus.

Bila:

a. maka itu adalah grafit tipe B (rosette) yang terjadi pada komposisi CE dekat eutektik serta produk tebal namun kekurangan partikel pengintian grafit. Kasus ini dapat diatasi dengan menurunkan CE (agar sesuai dengan tebal benda) dengan mengurangi C, disertai penerapan proses inokulasi secara proporsional (lihat artikel tentang inokulasi)

b. Ini adalah micro shrinkage akibat pengendalian proses pembekuan yang kurang baik atau grafit kurang terbentuk dengan baik pada produk tebal.

c. gas, biasanya disertai terak, muncul akibat terjadinya segregasi unsur tertentu (bisa S, P atupu unsur lain yang tak dikehendaki) dibagian dalam casting.dan membentuk eutektiknya sendiri (phosphid eutektik ataupun senyawa dengan unsur lain MnS) hasil samping dari reksinya adalah kumpulan gas kecil2 dan terak.

dari kasus a, b dan c yang paling sering terjadi adalah kasus a.

Semoga membantu.

11 03 2013
NIBN

Yth Pak R. Widodo
Saya mau bertanya lagi, pada pengujian tensile cast iron, nilai yield strength tidak muncul sehingga menggunakan metode offset (0,2 %). Tetapi saya msh bngung penentuan 0,2% itu terhadap nilai apa ya pak. Terhadap titik fraktur kah? misalnya dalam kasus ini titik frakturnya 114kN. atau terhadap nilai lain yg muncul saat uji tensile?

Terima kasih, pak sebelumnya.

13 03 2013
R. Widodo

Yth mas NIBN.

Pada cast iron (grafit lamelar) yield strength memang tidak muncul, karena cast iron tidak memiliki plastisitas/elongasi (langsung patah pada yiled strengthnya). Jadi dapat dikatakan Ys = Ts.

Yield strength muncul pada ductile cast iron (grafit nodular) dimana untuk mengukurnya dilakukan offset 0.2% atau pada keadaan mulur (strain) 0.2%.

Secara grafis, diukur dari perpotongan antara garis yg sejajar dengan kemiringan kurva stress-strain pada offset 0.2%, dengan garis lengkung kurva stress-strainnya.

Semoga membantu.

25 03 2013
Rivan

Salam foundry pak..
Pak saya mau nanya cara menghilangkan kandungan Cr dalam fcd400 tanpa membuang cairan bagaimana? karena setelah diuji spektro fcd mengandung Cr 0.5%..
Thanks

25 03 2013
R. Widodo

Yth mas Rivan

Cr didalam FCD itu sangat sukar dihilangkan, mungkin ada cara tapi pasti jauh lebih mahal dari melebur FCD yang baru. Jadi saran saya singkirkan FCD yng telah terkontaminasi Cr jauh2, pilih material yang bebas Cr dengan cermat dan mulai peleburan yang baru.

Semoga membantu.

8 05 2013
shandy.foundry 2006

Pak widodo, saya mau tanya :
1. besi cor masih di temperatur sekitar 800 C kalau terkena quench pakah akan terbentuk cementit/besi cor putih jg?
2. pada bagian permukaan atau ada jg sebagian di bagian dalam yg terbentuk cementit itu?
3. apa semua itu tergantung dengan unsur paduan yg terkandung dalam besi cor tsb?

8 05 2013
R. Widodo

Yth mas Shandy

Pembentukan grafit terjadi pada saat transformasi eutektik, jadi sekitar 1050 oC. Jadi dibawah itu tidak akan terjadi pembekuan putih. Namun perlu diingat, bahwa diatas 730 oC struktur masih grafit dan austenit, jika dikuens kedalam air, maka sisa austenit akan tertransformasi menjadi martensit yang keras. Jadi struktur Anda adalah grafit (yang sudah jadi tadi yang dipertebal oleh grafit proeutektoid atau sekunder) dan martensit.

Pada besi cor, sekian mikron dipermukaan memang sudah putih, selanjutnya kebagian dalam (secara keseluruhan) seharusnya grafit+perlit yang bila dikuens jadi grafit+martensit.

Besi cor paduan soal lain. Misalnya besi cor paduan NiMo, Cr atau NiCr, sejak awal memang bisa menjadi bainit, martensit atau putih tanpa dikuens sekalipun.

Semoga berguna.

10 05 2013
shandy.foundry 2006

Oh iya saya lupa dengan struktur yg ada dalam diagram, terimakasih pak.

29 05 2013
Rovick

mau tanya berat jenis besi cor atau besi tuang FCD yg yang pasti itu berapa ya? apa sama seperti berat jenis besi biasa? makasih infonya

31 05 2013
R. Widodo

Yth mas Rovick

Ini saya cuplik dari “Foseco Ferrous Foundryman Handbook”

Cast steels
Low carbon 0.40: 7.84
Low alloy: 7.86
Med. Alloy: 7.78
Med./high alloy: 7.67

Stainless steel
13Cr: 7.61
18Cr8Ni: 7.75

Grey iron
150 MPa: 6.8–7.1
200 MPa: 7.0–7.2
250 MPa: 7.2–7.4
300 MPa: 7.3–7.4

Whiteheart malleable: 7.45
Blackheart malleable: 7.27
White iron: 7.70
Ni-hard: 7.6–7.7

Ductile iron (s.g.): 7.2–7.3

High silicon (15%): 6.8

Semoga berguna.

21 09 2013
gafur

Admin apa pengaruhnya pada cast iron jika ada penambahan carbon high grade dan carbon jajag dan apa fungsinya? terima kasih.

23 09 2013
R. Widodo

Yth mas Gafur

Carbon apapun asalnya baru berpengaruh terhadap cast iron bila dia mengubah kandungan C nya…. Jadi efeknya hanya pada C recovery…

Semoga membantu.

28 11 2013
Dana Dwiputra

Salam foundry pak
Saya ingin bertanya, besi cor apa yang baik bila diaplikasikan sebagai penghancur kerak, Adapun lingkungan di dalam pot reduksi yaitu asam dan suhu di dalam pot reduksi sebesar 955 C – 965 C.
Terima kasih atas perhatiannya

29 11 2013
R. Widodo

Yth mas Dana.

Untuk linmgkungan asam dan suhu diatas 900 oC tentu sudah dibutuhkan bahan dari kelas heat resistance sekaligus corrosion resistance yang cukup keras semacam seperti tipe HL (30Cr20Ni) atau HW (60Ni12Cr) dan tentu masih banyak lagi pilihan lainnya.

Lihat ASTM A297.

Semoga berguna.

25 01 2014
ias

pak mw tnyak…cra menghilangakn kandungan sulfur g mana ya pak…danpabila kelebihan sulfur itu akibatnya apa yaa pakk….makasi

26 01 2014
R. Widodo

Yth mas Ias

Selama kandungan S<0.12 sebenarnya aman2 saja bagi besi cor, serta efeknya dapat dinetralisir oleh Mn, dimana Mn = 1.7 x S% + 0.3, menghasilkan terak MnS yang mengapung kepermukaan.

S yang berlebih akan menimbulkan terjadinya terak dengan kandungan S tinggi yang tejebak dipermukaan atas produk serta mengakibatkan timbulnya gas porosity. Selain itu S akan membentuk besi sulfida FeS pada batas2 butir yang meningkatkan kecenderungan retak pada produk.

Untuk menurunkan S, dilakukan desulfurisasi dengan menggunakan batu karbit (CaC). Pada proses pembuatan besi cor nodular S dihilangkan melalui proses Mg treatment.

Semoga membantu.

17 07 2014
zaky

Assalamu’alaikum
Mau tanya pak!
Standar JIS untuk kuat tarik dan kekerasan dari material FC 250 itu pakai yang mana?

19 07 2014
R. Widodo

Waalaikumsalam

Yth mas Zaky

Coba lihat JIS G5501.

Semoga membantu.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s




Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 68 other followers

%d bloggers like this: