Pengertian, Klasifikasi, Tipe Besi Cor-Tuang, Cast Iron

Pengertian Definisi Besi Cor-Besi Tuang

Besi cor merupakan salah satu jenis logam tertua dan murah yang pernah ditemukan umat manusia di antara sekian banyak logam yang ada. Logam ini memiliki banyak aplikasi, sekitar 80 persen mesin kendaraan terbuat dari besi cor.

Besi cor pada dasarnya merupakan paduan eutektik dari besi dan karbon. Dengan demikian temperature lelehnya relative rendah, sekitar 1200 celcius. Temperature leleh yang rendah sangat menguntungkan, karena mudah dicairkan, sehingga pemakaian bahan bakar atau energy lebih hemat dan murah. Selain itu dapur peleburan dapat di bangun dengan lebih sederhana.

Besi cor cair memiliki mampu tuang atau mampu cor yang tinggi, sehingga memiliki kemampuan mengisi cetakan yang rumit sekalipun. Ditinjau dari desain produk, besi cor merupakan bahan yang serba guna dan murah.

Bisi cor umumnya mengandung unsure silicon antara 1 – 3 persen. Dengan kandungan sebesar ini, silicon mampu meningkatkan kekuatan besi cor melalui penguatan fasa ferit. Besi cor dengan  kadar karbon antara 2 – 3 persen dan dengan kandungan silicon tersebut memiliki tempertur leleh eutektik lebih rendah.

Kehadiran silicon dalam besi cor mengakibatkan terjadinya dekomposisi karbida menjadi besi dan grafit:

Fe3C —-Si–>  3Fe + C (grafit)

Proses dekomposisi ini disebabkan oleh sifat Fe3C yang metastabil. Dekomposisi ini disebut  grafitisasi yang menghasilkan grafit dalam besi cor.

Besi Cor Kelabu, Gray Cast Iron

Besi cor kelabu memiliki kandungan silicon relative tinggi yaitu antara satu sampai tiga persen. Dengan silicon sebesar ini, besi cor akan membentuk garfit dengan mudah, sehingga fasa karbida Fe3C tidak terbentuk. Grafit serpih besi cor ini terbentuk saat proses pembekuan.

Besi cor kelabu memiliki kandungan karbon antara 2,5 – 4,0 persen, dan kandungan mangan antara  0,2 – 1,0 persen. Sedangkan kandungan fosfor  antara  0,002 – 1,0 persen, dan sulfur antara 0,02 – 0,025 persen.

Besi Cor Kelabu

Gambar 1. Struktur Mikro Besi Cor Kelabu

Salah satu Karekteristik dari besi cor ini adalah bidang patahannya. Patahan terjadi dengan rambatan yang melintasi satu serpih ke serpih yang lainnya. Karena sebagian besar permukaan patahan melintasi serpih-serpih grafit, maka permukaannya berwarna kelabu. Untuk itu disebut besi cor kelabu.

Serpihan grafit yang dimiliki oleh besi cor ini, menyebabkan keuletan bahan menjadi sangat rendah, bahkan bisa nol persen. Namun demikian, grafit serpih ini mampu meredam getaran dengan cukup baik.  Dengan kata lain, besi cor ini memiliki kapasitas peredaman tinggi.

Perlakuan panas yang dialami oleh besi cor kelabu dapat mengahasilkan besi cor dengan struktur yang berbasis pada fasa feritik, perlitik, atau martensitik. Dengan sifat-sifat yang dimilikinya, besi cor ini lebih banyak digunakan sebagai landasan mesin, poros penghubung, dan alat berat.

Besi Cor Nodular, Nodular Cast Iron

Besi cor nodular dibuat dengan menambahkan sedikit unsure magnesium atau serium. Penambahan unsure ini menyebabkan bentuk grafit besi cor menjadi nodular, atau bulat, atau speroid. Perubahan bentuk grafit ini diikuti dengan perubahan keuletan. Keulutan besi cor naik.  Maka dari itu, besi cor nodular disebut besi cor ulet. Besi cor ini memiliki keuletan antara 10 – 20 persen.

Besi Cor Nodular

Gambar 2. Besi Cor Nodular

Besi cor nodular memiliki kandungan karbon antara 3,0 – 4,0 persen, kandungan silicon antara 1,8 – 2,8 persen dan mangan antara 0,1 – 1,0 persen. Sedangkan kandungan fosfornya antara 0,01 – 0,1 persen, dan sulfur antara 0,01 – 0,03 persen.

Perlakukan panas yang diterapkan pada besi cor nodular akan menghasilkan besi cor ferit, perlit atau martensit temper. Dengan sifat yang dimilikinya, besi cor ini banyak digunakan untuk aplikasi poros engkol, pipa dan suku cadang khusus.

Besi Cor Putih, White Cast Iron.

Besi cor putih dibuat dengan pendinginan yang sangat cepat. Pada laju pendinginan yang cepat akan terbentuk karbida Fe3C yang metastabil dan karbon tidak memiliki kesempatan untuk membentuk grafit. Karbida yang terbentuk mencapai sekitar 30 persen volume.

Besi cor putih mengandung karbon antara 1,8 – 3,6 persen, dan kandungan mangan antara 0,25 – 0,80 persen. Sedangkan kandungan fosfornya antara 0,06 – 0,2 persen, dan sulfur antara 0,06 – 0,2 persen.

Besi Cor Putih

Gambar 3. Besi Cor Putih

Besi cor ini memiliki sifat yang getas, namun memiliki kekerasan yang tinggi. Sifat yang dimilikinya menyebabkan besi cor ini lebih aplikatif untuk suku cadang yang mensyaratkan ketahanan aus tinggi.

Besi Cor Mampu Tempa, Malleable Cast Iron

Besi Cor mampu tempa dibuat dari besi cor putih dengan menerapkan suatu perlakuan panas. Perlakuan panas yang diterapkan pada besi cor putih umumnya adalah anil. Dengan perlakukan ini fasa-fasa karbida Fe3C akan terdekomposisi menjadi besi dan grafit. Grafit yang terbentuk tidak serpih atau bulat, namun berbentuk gumpalan grafit  yang tidak memiliki tepi-tepi tajam.

Besi cor mampu tempa memiliki kandungan karbon antara 2,2 – 2,9 persen, kandungan silicon antara 0,9 – 1,9 persen, dan mangan antara 0,15 – 1,2 persen. Sedangkan kandungan fosfor nya antara 0,02 – 0,2 persen dan sulfur antara 0,02 – 0,2 persen.

Besi Cor Mampu Tempa

Gambar 4. Besi Cor Mampu Tempa

Perlakuan panas yang dialaminya dapat membentuk besi cor berfasa feritik, perlitik atau martensit temper. Perubahan struktur pada laku panas diikuti juga dengan perubahan sifat mekaniknya. Besi cor ini memiliki keuletan yang tinggi dan mampu tempa yang  baik. Oleh kerena itu disebut Besi cor mampu tempa. Besi cor ini umumnya digunakan untuk perkakas dan alat-alat kereta api,

 

Pustaka:

  1. ASM Handbook, 1992, “ Metallography And Microstructures”, Volume 9, American Society For Metal,