Komposisi Besi Cor Kelabu

R. Widodo (1)

 (1) Staf pengajar Program Studi Teknik Pengecoran Logam POLMAN Bandung

Jl. Kanayakan No.21 Dago Bandung, telp 022-2500241  fax 022-2502649

 

Standar Besi Cor.

Besi cor kelabu diproduksi secara komersial dengan range komposisi yang sangat lebar.

Beberapa pengecoran yang memproduksi besi cor kelabu dengan spesifikasi sama dapat saja menggunakan komposisi yang berbeda agar dapat melakukan efisiensi biaya bahan baku, yaitu menggunakan bahan baku yang secara lokal tersedia disekitarnya. Atau dengan demikian pengecoran ini dapat mengoptimalkan spesifikasi bahan yang memang sangat sesuai dengan geometri produk yang mereka buat.

CE (Carbon Equivalent).

Carbon equivalent (CE) adalah kandungan C pada diagram besi karbon setelah dipengaruhi unsur Si dan P. Hubungannya adalah:

Pada komposisi eutektik, CE = 4.3

BCIRA melakukan penelitian dan mendefinisikan CE sebagai berikut:

Berdasarkan CE, untuk komposisi hipoeutektik (CE<4.3) dapat ditentukan suhu liquidus secara linier sebagai berikut:

Tliq[oC] =  1669 – 124.CE

Beberapa penelitian dengan menggunakan harga CE yang dikeluarkan oleh BCIRA, menghasilkan rumus perhitungan suhu liquidus yang berbeda, yaitu:

Menurut R. Verriest:

Tliq[oC] =  1636 – 113.CE

Menurut H. Mayer:

Tliq[oC] =  1581,7 – 100,9.CE

Bahkam H. Mayer mempublikasikan perhitungan suhu liquidus setelah dipengaruhi oleh beberapa unsur pendamping besi cor kelabu sebagai berikut:

Tliq[oC] =  1599 – 107C – 26,6Si – 61,4P + 9,7Mn + 7,6S + 0,5Ni – 21,7Cr

Rumus diatas berlaku untuk komposisi besi cor kelabu dengan range sebagai berikut:

C = 2,80 –  3,80%

SI = 0,30 – 2,70%

P = 0,03 – 0,70

Mn = 0,30 – 1,10%

S = 0,004 – 0,18%

Ni = 0,02 – 1,00%

Cr = 0,02 – 0,30%

Menurut J. Le Gal dan P. Mathon:

Tliq[oC] =  1623 – 113.CE

Berlaku untuk CE: 2,4 – 4,3%, dengan komposisi C: 2,0 – 3,8%, Si: 1,5 – 3,5% dan Pmax: 0,8%

Berdasarkan hasil pengukuran suhu liquidus dengan menggunakan alat CE meter, harga CE yang didapatkan disebut dengan CEL (CE liquidus).

Hubungan komposisi bahan dengan kekuatan tarik

Berdasarka harga CE dapat dihitung nilai degree of saturations (Sc) sebagai berikut:

Bahkan dengan memperhitungkan berbagai pengaruh unsur pendamping pada besi cor kelabu, Sc dapat dihitung dengan lebih cermat sebagai berikut:

Suatu komposisi besi cor kelabu dengan Sc = 1 berarti paduan tersebut setara dengan  komposisi eutektiknya pada diagram biner besi karbon. Sedangkan Sc<1 serata dengan paduan hipoeutektik dan Sc>1 setara dengan paduan hipereutektik.

Berdasarkan nilai Sc ini pula dapat diperkirakan kekuatan tarik (TS) bahan besi cor kelabu dengan menggunakan persamaan:

TSnormal [MPa]= 1000 – 800Sc

Dengan demikian dapat ditentukan persentase ketercapaian kekuatan bahan besi cor kelabu (RG) sebagai berikut:

Unsur-unsur pendamping Fe pada besi cor kelabu.

Unsur-unsur yang terkandung didalam besi cor kelabu beserta masing-masing pengaruhnya adalah sebagai berikut:

  1. Karbon (C) merupakan unsur terpenting dalam besi cor kelabu. Sebagian besar karbon akan terbentuk sebagai grafit. Kecuali karbon yang terikat sebagai senyawa besikarbida (Fe3C) yang terbentuk sebagai perlit. Grafit berbentuk lamelar serta menurunkan secara drastis kekuatan tarik dari struktur matriksnya (perlit/ferit). Kelas dari besi cor kelabu ditentukan berdasarkan kandungan C maupun Si.
  2. Silicon (Si) akan mereduksi kelarutan C kedalam Fe serta menurunkan kandungan C eutektik menjadi kurang dari 4.3. Unsur-unsur C tersebut kemudian membentuk grafit. Seberapa besar pengaruh Si dan juga Fosfor (P) terhadap eutektik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan-persamaan CE.
  3. Mangan (Mn) terdapat dalam besi cor kelabu untuk mengurangi efek buruk belerang (S) dengan membentuk senyawa MnS (mangansulfida). Umumnya kandungan Mn dalam besicor ada pada kisaran 0,55-0,75%. Kandungan Mn yang semakin tinggi akan meningkatkan pula kandungan perlit dalam struktur. Perlu ditekankan dalam hal ini, kandungan yang efektiv adalah Mn tanpa senyawa dengan S, dengan hubungan:

Mn(%) = 1,7 %S + 0,2 s/d 0,3%

Kandungan Mn dapat saja lebih dari 1%, namun kelebihan Mn ini sering diikuti dengan cacat pinhole.

  1. Belerang (S) tidak pernah dengan sengaja ditambahkan kedalam besi cor kelabu. S merupakan unsur pendamping pada kokas sehingga sangat perlu diperhatikan pada peleburan dengan tanur kupola. Kandungan sampai dengan 1.5% memiliki efek positif terhadap pembentukan grafit tipe A, namun diatas 0.17% kandungan S dapat menyebabkan terjadinya cacat blowholes khususnya pada cetaka greensand. Kandungan umumnya adalah pada kisaran 0.09 to 0.12%. Bahkan pada kandungan yang sangat rendah, khususnya bila diikuti dengan kandungan P yang rendah pula, menurut  Collaud dan Thieme, pada penelitiannya tentang “Toughness of Flake-Graphite Cast Iron as an Index of Quality, and New Methods for Improving the Toughness”, akan menghasilkan bahan yang lebih tangguh (tougher iron) dan dinyatakan dengan TG (tough graphite irons).
  2. Kandungan fosfor (P) pada sebagian besar produksi besi cor kelabu adalah kurang dari 0.15%. Bahkan dengan semakin meningkatnya tendensi penggunaan steel scrap sebagai bahan charging, kandungan P menurun sampai dibawah 0.1%. Kandungan P didalam besi akan membentuk eutektik yang disebut dengan phosphideutektik atau steadit. Pada kandungan C yang tinggi akan terbentuk pula eutektik terner besi-besikarbida-besiphospid. Kandungan P yang tinggi (s.d 0.5%) dapat meningkatkan fluiditas cairan hingga mampu dicor kebagian-bagian produk yang tipis, namun menurunkan machinability.
  3. Tembaga (Cu: 0.5-1.5%) dan nikel (Ni: 0.6-1.0%) memiliki pengaruh yang mirip. Kedua unsur ini mampu meningkatkan kekuatan matrix serta menurunkan kecenderungan terjadinya tepi-tepi  keras (hard edges) pada produk.
  4. 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 kelabu. Oleh karenanya untuk besi cor kelabu yang kekuatannya ditingkatkan dapat ditambahkan sedikit Cr kedalamnya. 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%.
  5. Unsur2 lain yang memiliki efek sama dengan Cr, serta keberadaannya akan mengakibatkan kandungan Cr yang diijinkan menjadi turun adalah vanadium (V: max 0.15%) dan molibdenum (Mo: 0.35-0.55%).

Pengaruh Ketebalan Terhadap Struktur

Pada dasarnya semua produk cor logam sesnsitif terhadap ketebalan dinding prosuk. Senakin tebal produk maka kecepatan solidufikasi (pembekuan) menjadi lembih lambat. Hal ini akan berakibat membesarnya ukuran butiran serta menurunkan kekuatan tarik. Besi cor kelabu memiliki sensitifitas terhadap ketebalan yang paling tinggi dibanding bahan cor lainnya. Pada besi cor kelabu hipoeutektik, awal pembekuan terjadi ketika terbentuknya dendrit-dendrit austenit, yaitu pada saat suhu cairan menurun dan melewati suhu liquidus. Kandungan C dalam sisa cairan akan meningkat terus hingga mencapai komposisi eutektiknya (CE = 4.3%) yaitu pada suhu sekitar 1150 oC tergantung pada kandungan Si. Pada saat inilah terjadi pertumbuhan grafit lamelar dan austenit secara berbarengan (transformasi eutektik) hingga akhirnya seluruh sisa cairan menjadi beku (solid)

Jumlah deposit dari austenit-grafit tegantung dari jumlah inti pembekuan yang terjadi. Selama pembekuan (pertumbuhan sel-sel eutektik), unsur P terdorong kebatas-batas butiran dan membentuk steadit pada suhu sekitar 980 oC. Keberadaan steadit pada batas butiran mengisi ruang-ruang yang semestinya dapat diisi oleh pertumbuhan grafit. Ukuran dari sel-sel eutektik sangat tergantung dari tingkat pengintian dan laju pembekuan, yaitu berkisar antara 500 sampai dengan 25000 sel pe inch persegi.

Oleh karena densitas grafit jauh lebih rendah dari besi, maka penyusutan normal hanya terjadi ketika pendinginan berlangsung dari sejak suhu liquidus hingga mencapai suhu solidus. Untuk selanjutnya, pada saat terjadi transformasi eutektik, sel-sel eutektik yang mengandung grafit tumbuh. Pertumbuhan (grafit) ini mengkompensasi penyusutan sehingga (tergantung dari jumlah sel-sel eutektik) penyusutan akan berkurang atau bahkan justru memuai. Pada grade besi cor kelabu tertentu, pemuaian terjadi sedemikian besarnya sehingga mampu menutup rongga-rongga shrinkage yang terjadi selama solidifikasi.

Nomogram Besi Cor Kelabu.

Dua unsur yang paling menentukan grade besi cor kelabu adalah C dan Si. Karena sensitifitas nya terhadap ketebalan dinding, maka dalam menetapkan kandungan C maupun Si harus diperhatikan:

  1. Kekuatan tarik (kekerasan) yang ingin dicapai,
  2. tebal benda,
  3. struktur yang diinginkan

Dengan menggabungkan diagram Laplanche, Heller dan Jugbluth serta J. Czikel diperoleh suatu Nomogram untuk memudahkan penentuan komposisi C dan Si pada besi cor kelabu dengan kandungan P: 0,1 – 0,5%.

Sebagai contoh:

A. Besi cor kelabu dengan tebal 7.5 mm, diinginkan memenuhi standar besi cor FC 25 pada sampel uji yang dicor dengan diameter 30 mm.

Cara menggunakan Nomogram:

  1. Ikuti garis 1 (mulai dari ketebalan dinding yang dimaksud), garis 2, garis 3 (hingga pertengahan daerah perlit), garis 4 dan garis lengkung 5.
  2. Ikuti garis 6 (mulai dari standar yang dimaksud), garis 7 hingga berpotongan dengan garis lengkung 5.
  3. Dari perpotongan, garis 8 menunjukan persentase karbon yaitu 3.5%.
  4. Dari perpotongan, garis 9 menunjukkan persentasi silikon, yaitu 2.4%

B. Besi cor kelabu dengan tebal 7.5 mm, diinginkan memiliki kekerasan 225 HB, diuji pada ketebalan yang dimaksudkan.

Cara menggunakan Nomogram:

  1. Ikuti garis 1 (mulai dari ketebalan dinding yang dimaksud), garis 2, garis 3 (hingga pertengahan daerah perlit), garis 4 dan garis lengkung 5.
  2. Ikuti garis 6 (mulai dari perpotongan garis antara garis 1 dengan garis kekerasan yang dimaksud), garis 7 hingga berpotongan dengan garis lengkung 5.
  3. Dari perpotongan, garis 8 menunjukan persentase karbon yaitu 3.8%.
  4. Dari perpotongan, garis 9 menunjukkan persentasi silikon, yaitu 2.3%

Untuk mendapatkan diagram ini dalam format A4, silakan download:

Nomogram Besi Cor.

Referensi:

  1. ASM Metals Handbook, Vol 01 Properties and Selection Irons, Steels, and High-Performance Alloys.
  2. Brown JR, Foseco Ferrous Foundryman’s Handbook
  3. Brunhuber E, Geiesserei Lexikon. Fachverlag Schiele & Schoen GMBH. Berlin
  4. Krause DE, Gray Iron an Unique Engineering Material. Iron Casting Research Institute.

47 responses

20 04 2012
Komposisi Besi Cor Kelabu « HAPLI

[...] ini bp R. Widodo menyumbangkan artikel menarik tentang Komposisi Besi Cor Kelabu yang tidak hanya memberi kita wawasan namun sekaligus juga cara-cara untuk [...]

31 05 2012
Stefanus

terimakasih atas artikelnya pak…jika saya ingin memproduksi grey cast iron cetakan grendsand, dengan kriteria : kekerasan 70-83 HRB, ketebalan rata-rata 3.5mm berat <1.5Kg, komposisi seperti apa yang dibutuhkan ya pak…karena saya lihat nomogram untuk mengejar kekerasan dengan ketebalan 3.5mm belum dapat-dapat…saya coba dengan range %C= 3.7-4% dan Si= 2.2-2.6% rata-rata 90 HRB…terima kasih atas bimbingannya pak

31 05 2012
R. Widodo

Yth mas Stefanus

Besi cor dengan kekerasan 70-83 HRB itu sangat lunak dan tidak lazim diterapkan pada coran tipis. Dari Nomogram diatas, Anda dapat sedikit memaksakan komposisi pada wilayah grade yang paling rendah (GG10) dan dengan asumsi ketebalan 5 mm Anda bisa mengikuti garis proyeksi menuju struktur perlit-ferrit. Selanjutnya dari wilayah tersebut Anda lanjutkan hingga memotong garis Sc paling atas (paling lunak). Dari titik tersebut kekanan Anda mendapatkan kandungan C=3.9% dan kebawah Anda dapatkan Si=2.8%. Serta akan menghasilkan kekerasan sekitar 150 BHN atau sekitar 81 HRB. Berarti komposisi yang sudah Anda terapkan hanya kekurangan Si sekitar 0.2% dari range maksimum Anda. Selanjutnya, karena struktur tersebut (terpaksa) harus ada feritnya, batasi Mn maksimum 0.5% saja.

Mengingat kekerasan tersebut sudah sangat lunak, maka untuk dapat mencapainya, Anda butuh komposisi yang bebas dari unsur Cr, Mo, Cu, V, Ti, B, Bi, Ni dan berbagai unsur yang akan menaikkan kekerasan material Anda. Maka pilih bahan baku yang tidak mengandung unsur2 tersebut diatas.

Semoga berhasil.

1 06 2012
Stefanus

baik pak terima kasih, saya akan coba naikan %Si…

1 06 2012
Stefanus

pak, peranan inokulan untuk membantu dalam pencapaian kekerasan 75-83 HRB seberapa besar pak?jika berperan sehingga perlu ditambahkan; berapa persen berat ya pak?terima kasih

1 06 2012
R. Widodo

Yth mas Stefanus

Inokulasi pada proses pengecoran basi cor berfungsi sebagai penyedia partikel nucleus (inti pembekuan). Semakin banyak nucleus maka jumlah titik penggrafitan juga akan semakin banyak. Karena jumlah unsur C yang tersedia untuk menjadi grafit tetap maka kuantitativ grafit akan menjadi banyak, namun ukurannya kecil2. Dengan demikian inokulasi hanya akan mempengaruhi ukuran dan banyaknya partikel grafitnya.

Besi cor dengan ukuran grafit kecil2 memiliki kekuatan yang relatif lebih tinggi daripada besi cor dengan komposisi sama namun grafitnya besar2. Dengan demikian besicor dengan komposisi sama namun sebagian Si diberikan melalui proses inokulasi akan sedikit lebih keras dari yang tidak inokulasi.

Pada umumnya kebutuhan inokulasi besi cor lamelar adalah 0.1% berat.

Semoga berguna.

5 06 2012
risendelta

terima kasih pak, informasinya sangat berguna

29 06 2012
Haryo

Yth pak Widodo

apakah rumus yang diatas bisa digunakan untuk perhitungan besi cor nodular ?

29 06 2012
R. Widodo

Yth mas Haryo.

CE maupun Sc baik untuk besi cor lamelar maupun besi cor nodular dihitung dengan cara yang sama. Ts karena sangat dipengaruhi oleh bentuk grafit, maka rumus Ts diatas hanya untuk besi cor lamelar.

Semoga berguna.

5 07 2012
Haryo

Terima kasih pak..

11 07 2012
stefanus

yth pak.widodo
pak, saya mau tanya
-apakah perbedaan dari inokulan Carbon Base dengan Silikon Base, selain daripada komposisinya?
-kapan digunakan inokulan carbon base atau silicon base, dan persentase beratnya?

11 07 2012
R. Widodo

Yth mas Stefanus.

Carbon (graphite) based inoculant dan (ferro)silicon based inoculant hanya berbeda pada pembawanya. Tujuannya adalah untuk membubuhkan unsur2 penghasil oksida seperti Ca, Al, Zr dan lainnya, dimana oksida2 ini akan berperan sebagai nuclei (inti) pembentukan grafit maupun eutektik.

Grafit based inoculation sangat jarang digunakan karena membutuhkan suhu pembubuhan yang lebih tinggi dari ferrosilicon based, namun menghasilkan grafit eutektik yang sangat banyak. Untuk besi cor pada proses induksi cukup 0.1%, sedangkan untuk besi cor nodular 0.2%.

Semoga berguna.

28 12 2012
shindy tiya

pak..punten mau tanya cara pembuatan besi besi cor kelabu

29 12 2012
R. Widodo

Yth mbak Shindy

Untuk membuat besi cor kelabu, maka Anda harus menggunakan tanur kupola atau bisa juga tanur induksi (2 jenis tanur ini yang lazim digunakan). Bahan baku yang dianjurkan adalah pig iron (besi kasar), steel scrap (max 20% untuk menurunkan kadar C dan Si dari pig iron) dan besi tua. Bahan lain yang Anda perlukan adalah FeMn (ferromangan) dan FeSi (ferrosilikon) plus sedikit inokulan (0.1% cukup).

Suhu peleburan diusahakan >1400 oC namun suhu penuangan sedapat mungkin tidak lebih dari 1350 oC (kecuali untuk benda2 tipis) dan dicor kedalam cetakan pasir.

Silakan baca artikel2 yang terkait pada forum Teknik Pengecoran Logam dan forum Ferro.

Semoga berguna.

12 02 2013
Rinto V Sinaga

Dear Pak Widodo,

Selamat pagi Pak, apa kabar ??

1. Pak, saya mau tanya tentang FCD. Mungkin kah proses Mg treatment dilakukan jika cairan yang di poouring sekitar 4ton. Material nya FCD 500. Kalau bisa, dimana kira-kira saya bisa dapat tempat / bengkel foundry sbg referensi untuk kebutuhan casting weight 4ton/part. Part yang akan dicor baseplat frame.
2. Jika untuk membuat smelter besi, dengan bahan baku 100% berbentuk geram besi cor dan baja mangan. Jenis tanur seperti apa kira-kira yang tepat untuk digunakan?? asumsi produksi batangan sekitar 5ton/hari atau 100ton /bln.

Mohon pencerahan nya pak, terimakasih.

Regards,

Rinto V
FO 2003

12 02 2013
R. Widodo

Yth mas Rinto.

Di Indonesia ada beberapa pengecoran yang sudah mampu membuat FCD seberat 4 t. Coba Anda cek ke Medan, Tangerang, Gresik bahkan di Ceper pun sudah ada yang sanggup. Silakan mampir kalau kebetulan Anda sedang disekitar Yogya-Solo.

Untuk melting geram besi cor dan baja tentu sekurang2nya Anda harus menggunakan tanur induksi, atau arc furnace akan lebih baik. Untuk 5 t/d cukup dengan tanur induksi kapasitas 1 ton, tentu tidak bisa frekuensi rendah.

Saya setuju, produknya only ingots ataupun bars (bahan 1/2 jadi), sebab bila jadi casting product, maka permasalahan yang akan Anda hadapi (gas, slag inhomogeneous composition dsb akan banyak sekali.

Semoga membantu.

25 06 2013
rivan

Dear Pak Widodo

Pak saya mau tanya apakah diagram nomogram hanya bisa dipakai untuk besi cor kelabu saja atau bisa dipakai jenis besi cor yang lain?

terima kasih Pak, mohon pencerahannya..

26 06 2013
R. Widodo

Yth mas Rivan

Nomogram diatas memang hanya digunakan untuk merancang komposisi C dan Si pada besi cor kelabu berdasarkan kelas (kekuatan tarik/kekerasan) terhadap tebal produk dan struktur yang diinginkan.

Nomogram tersebut tidak berlaku untuk bahan lainnya.

Semoga membantu.

27 06 2013
rivan

Dear Pak Widodo

Makasih Pak sangat membantu..

pak saya mau bertanya lagi..

1. Apakah Fungsi Sc pada diagram nomogram ini? Jika kita ingin memakai diagram nomogram ini, maka langkah pertamanya bagaimana Pak? Apakah kita harus menentukan Sc dulu?

2. Pak jika ingin menentukan struktur ferrite dan pearlite dengan perbandingan 50 : 50 bagaimana Pak?

27 06 2013
R. Widodo

Yth mas Rivan

Sc merupakan indikator pergeseran titik eutektik pada diagram besi-karbon akibat pengaruh unsur Si dan P. Jadi sama dengan CE (carbon equivalent).

Korelasi Sc dengan CE adalah sbb:

Sc = C/(4.3-CE+C)

atau

CE = 4.3 + C(1-1/Sc)

sehingga:

apabila Sc = 1 maka sama dengan CE = 4.3

Pada besi cor, struktur yang benar adalah grafit lamelar dan (hanya) perlit. Kekuatan (grade) ditentukan oleh jumlah grafit lamelar. Semakin banyak grafitnya, maka grade semakin rendah. Jadi pada nomogram, penarikan gari proyeksi dari grade (kekuatan tarik) keatas selalu hanya sampai didaerah perlit kemudian diproyeksikan lagi kebawah, ke diagram komposisi.

Semoga membantu.

26 10 2013
Jusepa Fathullaesa S (@fathullaesa)

Yth Pak Widodo

pada produk FC 23 saya berencana mengurangi konten Cu dari 0,65 menjadi 0,4, untuk menjaga nilai TS saya mencoba memodifikiasi ukuran grafit yang tadinya besar dengan distribusi sedikit, menjadi kecil dengan distribusi banyak, apakah itu bisa dilakukan? dan adakah unsur pemadu atau proses yang dapat menunjang hal tersebut selain heat treatmant?

Terima kasih

26 10 2013
R. Widodo

Yth mas Jusepa

Itu bisa dilakukan dengan menerapkan proses inokulasi. Dengan proses ini, jumlah sel eutektik akan bertambah banyak sehingga menghasilkan grafit yang lebih halus namun lebih banyak. Untuk besi cor biasanya sya menerapkan inokulasi sebanyak 0.1-0.2%.

Semoga membantu.

26 10 2013
Jusepa Fathullaesa S (@fathullaesa)

proses inokulasi telah saya lakukan, bahkan sampai 0,45%, dengan 2 jenis inoculan yang berbeda, 17% berbasis karbon, dan 28% berbasis silikon, apakah hal tersebut telah benar, saya melakukan inolulasi dengan 2 jenis inoculan yang berbeda?

28 10 2013
R. Widodo

Yth mas Jusepa.

Inokulasi 0.45% itu sudah terlalu banyak. Saran saya Anda kembali dulu ke Nomogram Besi Cor, dari situ Anda dapat menentukan kandungan C dan Si yang seharusnya untuk besi cor dengan ketebalan seperti produk Anda agar memiliki kekuatan minimum 230 MPa (FC 23). Setelah itu baru Anda terapkan inokulasi.

Cu pada besi cor sebenarnya tidak harus ada. ia hanya berfungsi untuk mengamankan perlit, sedangkan struktur besi cor yang benar sudah pasti akan perlit dan grafit.

Untuk inokulasi, saya tidak pernah menggunakan inokulan berbasis C. Saya menggunakan FeSi inoculating grade. Ada banyak pilihan jenisnya.

Semoga membantu.

9 11 2013
Rizky

mau tanya kalo cara lengkap untuk pembuatan besi cor kelabu seperti apa ?
alat yang digunakan apa saja ?
bahan bahan yang di perlukan apa saja ?

9 11 2013
R. Widodo

Yth mas Rizky

Peleburan besi cor kelab dapat dilakukan pada tanur kupola, induksi maupun rotary. Saat ini tanur induksi telah menggeser penggunaan tanur kupola maupun rotary karena alasan fleksibelitas, walaupun sebenarnya untuk peleburan besi cor kelabu, kupola masih yang terbaik.

Bahan baku yang digunakan antara lain pig iron, besi tua dan steel scrap ditambah bahan daur ulangnya sendiri serta bahan2 aditive seperti carburisher, FeSi, FeMn, inokulan dan terkadang Cu serta FeCr sebagai paduan.

Suhu peleburan besi cor adalah 1450-1480 oC, suhu penuangan 1300 – 1400 oC tergantung tebal produk.

Semoga membantu.

12 11 2013
jusepa fathullaesa

Yth Pak Widodo

pada pengecoran dengan dimensi yang besar, seperti cylider block. apakah mungkin setelah penuangan molten pada cetakan, akan terjadi reaksi pembentukan slag dalam cetakan?

12 11 2013
R. Widodo

Yth mas Jusepa

Pada saat kita memutuskan untuk menuang cetakan, maka proses peleburan seharusnya sudah “selesai”. Dengan demikian tidak terjadi lagi reaksi2 pasca penuangan serta tidak akan menghasilkan terak baru.

Proses peleburan selesai apabila cairan sudah melalui proses self deoksidation (pendidihan) yaitu pada suhu lebih kurang 1470 oC, pada tanur berlining SiO2 (asam). Pada saat ini terjadi reaksi2 antara cairan (terak) dan lining sehingga memiliki efek pembersihan cairan. Tergantung tingkat kebersihan bahan baku, pendidihan ini berlangsung 5-10 menit.

Nucleus (partikel awal pembekuan) yang kemudian hilang, karena cairan menjadi “terlalu bersih”, diganti dengan nucleus baru melalui proses inokulasi saat taping dari tanur ke ladel. Inokulasi 0.1-0.2% dari berat.

Hasilnya, cairan bersih dan tidak menimbulkan terak baru didalam cavity + jumlah nucleus yang terkontrol sehingga menghasilkan ukuran/sebaran grafit yang baik.

Semoga membantu.

17 11 2013
Titiek DS

Yth. Pak Widodo
Saya mau tanya kenapa besi cor kelabu tidak mengalami penyusutan pada saat pengecoran melainkan mengembang?
Terima kasih sebelumnya

18 11 2013
R. Widodo

Yth mBak Titiek

Struktur besi cor terdiri dari matriks (perlit/ferit) dan grafit. Pada saat pembentukan grafit (pembekuan) terjadi pemuaian yang cukup besar. Ketika pemuaian tersebut lebih besar dari penyusutan kristalisasi logamnya (karena grafit terbentuk banyak) maka akan tersisa kelebihan ukuran sehingga geometrinya justru mengembang.

Fenomena ini terjadi tidak hanya pada besi cor kelabu, melainkan juga pada besi cor nodular. Namun pada besi cor nodular, karena dicor pada suhu yang lebih tinggi, serta memiliki penyusutan kristalisasi yang lebih banyak, susut masih terjadi walaupun tidak banyak.

Semoga membantu.

27 11 2013
Dana Dwiputra

Artikelnya sangat bagus pak. Saya ingin bertanya pak,
1. bahan apa saja yang digunakan untuk membuat nodular cast iron??? Dan berapa persentasenya???
2. Lalu berapa maksimal penambahan magnesiumnya??? Apakah ada rumus perhitungan untuk penambahan magnesium pada pembuatan besi cor nodular???
3. Kalau inokulan yang dipakai mencapai 0,4 % pada pembuatan besi cor nodular, apa efeknya??? Bagaaimana cara menentukan penambahan inokulan pak???
4. Bagaimana cara menurunkan kadar Si dan P pada pengecoran besi cor nodular???
5. Cetakan pembuat teeth blade di PT. INALUM menggunakan katoda blok yang terbuat dari karboon, apakah terjadi proses karburisasi pada saat proses pencetakan?

Terima kasih

28 11 2013
Dana Dwiputra

Artikelnya sangat bagus pak. Saya inign bertanya pak,
1. Bahan apa saja yang digunakan untuk membuat nodular cast iron??? Dan berapa presentasenya???
2. Lalu berapa maksimal penambahan magnesiumnya??? Apakah ada rumus perhitungan untuk penambahan magnesium pada pembuatan besi cor nodular???
3. Kalau inokulan yang dipakai mencapai 0,4% pada pembuatan besi cor nodular, apa efeknya??? Bagaimana cara menentukan penambahan inokulan pak???
4. bagaimana cara menurunkan kadar Si dan P pada pengecoran besi cor nodular???
5. Cetakan pembuat teeth blade di PT. INALUM menggunakan katoda blok yang terbuat dari karboon, apakah terjadi proses karburisasi pada proses pencetakan?

29 11 2013
R. Widodo

Yth mas Dana

1. Bahan untuk membuat FCD adalah pig iron (khusus FCD), steel scrap secukupnya dan bahan daur ulang. Lainnya FeSi, FeSiMg, carburisher dan inoculant. Untuk FCD 700 tambah Cu.
2. Mg rest diharapkan 0.035-0.05. Cara menghitungnya lihat artikel tentang Besi Cor Nodular di http://hapli.wordpress.com/forum-ferro/besi-cor-nodular/
4. Inoculant biasanya cukup 0.2%. Selebihnya akan membuat ukuran grafit bulat lebih kecil namun banyak. Semakin tinggi suhu dan lama proses peleburan mengakibatkan cairan “terlalu” bersih dan perlu inokulasi lebih banyak.
5. Masuknya C kedalam bahan terjadi pada suhu >720 oC dan perlu waktu. Sementara pendinginan (pembekuan) berlangsung cepat. Maka karburasi tidak sempat terjadi.

Semoga membantu.

13 02 2014
Januar

Yth. Bpk. R. Widodo

pak kalo menghitung suhu liquidus pada baja karbon dengan kandungan C = 0,18 % bagaimana?

13 02 2014
R. Widodo

Yth mas Januar

Untuk C<0.5% gunakan yang ini:

Tliq (°C) = 1537 – 73.1%C – 4%Mn – 14%Si – 45%S – 30%P – 1.5%Cr – 2.5%Al – 3.5%Ni – 4%V – 5%Mo

Semoga membantu.

27 02 2014
stefanus

yth.pak R.widodo

untuk block mesin kebanyakan menggunakan FC (besi cor kelabu) alasannya apa yah pak,selain sifat material FC yg meredam getaran?apa keuntungannya?terimakasih

27 02 2014
R. Widodo

Yth mas Stefanus

Terutama memang karena bahan FC itu meredam getaran. Alasan lain karena cukup kuat dan tahan terhadap suhu kerja agak tinggi serta mudah proses pembuatannya sehingga harganya murah.

Semoga berguna.

27 02 2014
Narulita B. Putri

yth pak R.widodo
apabila kita menambahkan unsur paduan misalnya Sn (timah putih)
batas yang diijinkan dari berbagai sumber 0,1%. apa yang terjadi apabila penambahan unsur lebih dari 0,1 % tersebut bapak

2 03 2014
R. Widodo

Yth mbak Putri

Sn diberikan kedalam besi cor sebanyak 0.04-0.08% dengan tujuan untuk meningkatkan kandungan perlit. Pada besi cor nodular memiliki efek denodularisasi, atau menurunkan nodul count.

Kelebihan Sn secara langsung akan meningkatkan produksi gas sehingga menghasilkan gas porosity pada casting.

Semoga membantu.

6 03 2014
Narulita B. Putri

terimakasih bapak
maaf sebelumnya bapak R.widodo apa hal yang sama akan terjadi pada besi cor kelabu pak?
untuk kekuatan tarik dan kekerasannya sendiri apa akan timbul masalah,
terimkasih pak

9 03 2014
R. Widodo

Yth mBak Putri

Jawaban sy sebelumnya memang diperuntukkan pada besi cor kelabu, karena bahan ini harus memiliki struktur dasar perlit. Sn tidak dianjurkan digunakan pada besi cor nodular, karena efek negatif yang ditimbulkannya terhadap grafit nodul.

Jadi penambahan kandungan Sn memang akan membuat besi cor kelabu memiliki kekuatan tarik/kekerasan optimal sesuai grade nya. Kelebihannya dapat memicu gas porosity.

Semoga membantu.

1 04 2014
budi

Yth P.Widodo,

Pak saya sedang membuat rol dengan material besi cor dengan ketebalan per sisi kurang lbh 6cm untuk applikasi di pabrik genteng yg memerlukan kekerasan cukup tinggi agar tidak cepat aus.

Percobaan pertama saya menambahkan Cr 0.57% dan Mo 0.45%. Hasil nya pada saat di bubut, ternyata bahan masi kurang cukup keras (pembubutan nya mudah).

Saya berencana untuk meningkatkan kandungan Cr dan Mo menjadi 0.9% dan 0.7% masing2. Mohon pendapat Pak Widodo dari efek penambahan Cr dan Mo yg berlebihan tsb dan juga apakah ad cara lain utk meningkatkan kekerasan.

Demikian saya ucapkan terimakasih sebelumnya,

2 04 2014
R. Widodo

Yth mas Budi

Menambahkan Cr dan Mo pada besi cor memang akan meningkatkan kekerasan bahan (pada jumlah kecil unsur2 tersebut akan membentuk karbida dibatas2 butir). Namun karena jumlahnya tidak banyak, maka peningkatan kekerasan tidak akan signifikan. Penambahan yang cukup banyak (0.9% dan 0.7%) sebagaimana rencana Anda, mungkin sudah akan menimbulkan pembekuan putih (karbida ledeburit) sehingga secara tiba2 besi cor Anda menjadi sangat keras dan tidak bisa dimachining.

Semoga membantu.

7 04 2014
Narulita B. Putri

Yth Pak Widodo
terimakasih pak atas bantuannya
maaf bapak apa terdapat referensi tentang timbulnya porosity apabila Sn ditambahkan berlebih pada besi cor kelabu?
saya memilih Sn sebagai unsur paduan Besi cor kelabu karena prosentase penambahan Sn lebih sedikit yakni 0,1% dibanding Cu yang 0,3 %. karena Sn dan Cu merupakan penstabil perlit.
Lebih baik mana bapak menambahkan Sn sbg paduan untuk meningkatkan matriks perlit besi cor kelabu dibanding Cu?
dan adakah referensi untuk itu

terimakasih bapak

24 04 2014
Jhosua Azlan Palayukan

Yth pak widodo
pak saya mau tanya unsur-unsur apa saja yang terkandung dalam besi kasar dan berapa persentasenya

25 04 2014
R. Widodo

Yth mas Jhosua

Berikut adalah komposisi umum pig iron (foundry grade):

C:3.5-4.5%; Mn :0.4-1.0%; Si:0.5-1.2%; P:0.15% max; S:0.04% max.

Semoga membantu.

7 06 2014
rubberbumper

Terimakasih Informasinya…Salam

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 70 other followers

%d bloggers like this: