4. Logam-logam dalam pengecoran :
Besi cor

  • Paduan Besi Cor yang mengandung C >: 1,7 % dan 1-3 %Si. Unsur lain dapat ditambahkan dengan maksud untuk meningkatkan sifat-sifat seperti kekuatan, kekerasan atau ketahanan korosi. Unsur yang umumnya ditambahkan yaitu Cr, Cu, Mo dan Ni.
  • Besi cor memiliki selang temperature cair yang relaitf lebih rendah daripada baja dan relatif lebih “encer” ketika cair.
  • Sifat mekanik besi cor tergantung pada jenis struktur mikronya yaitu bentuk dna distribusi elemen-elemen penyusunnya. Salah satu elemen yang memiliki pengaruh yang berarti adalah grafit. Jumlah ,ukuran dan bentuk grafit mempengaruhi kekuatan dan keuletan besi cor. Selain grafit, matriks juga ikut mempengaruhi sifat mekaniknya. Matris besi cor sama dengan yang terdapat pada baja, yaitu feritik, perlitik, feritik+perlitik dan martensitik. 

Matriks yang terjadi tergantung pada :

  • Komposisi kimia
  • Laju pendinginan, dan
  • Proses perlakuan panas

Ada lima jenis besi cor :

Ø Besi cor kelabu (grey cast iron)

Ø Besi cor malleable (malleable cast iron)

Ø Besi cor putih (white cast iron)

Ø Besi cor nodular (nodular/ductile cast iron)

Ø Compacted graphite cast iron (memiliki struktur mikro antara besi cor

Ø Kelabu dan besi cor nodular).

Sifat mekanik :

= 45 -75 ksi (kekuatan tarik)

= 35 – 60 ksi (kekuatan luluh)

e = 1 – 6% (perpanjangan)

Sifat matriks dan karakter grafit diperoleh dari kesetimbangan :
§ Komposisi kimia

§ Derajat inokulasi

§ Laju pembekuan

§ Pengaturan laju pendinginan

Untuk mendapatkan sifat yang diinginkan, biasanya pada besi cor diterapkan perlakuan panas karena dari kondisi hasil pengecoran (as-cast) tidak diperoleh sifat yang diinginkan. Proses perlakuan panas yang umum diterapkan :

§ Annealing

§ Austenitizing dan Quenching

§ Tempering

Besi Cor Putih :

Besi cor putih terbentuk ketika unsur karbon (C) tidak mengendap sebagai grafit selama proses pembekuan, akan tetapi tetap berkaitan dengan unsur besi (Fe), krom (Cr) atau molibden (Mo) membentuk karbida.
Besi cor putih bersifat keras dan getas dan memiliki tampilan patahn seperti kristal berwarna putih.

Besi Cor Kelabu :

Besi cor kelabu merupakan paduan dari unsur-unsur besi (Fe), karbon © dan silicon (Si) yang mengandung “ karbon tak berkaitan” dalam bentuk grafit. Nama besi cor kelabu didapat dari tampilan patahan berwarna kelabu.
Besi cor kelabu untuk keperluan otomotif dan konstruksi umum lainnya dibagi menjadi 10 kelas/garde yang didasarkan pada kekuatan tarik minimumnya.

Kekuatan, kekerasan dan struktur mikro dari besi cor kelabu dipengaruhi oleh beberapa factor seperti komposisi kimia, desain, cetakan, karakteristik cetakan dan laju pendinginan selama dan setelah pembekuan.
Unsur Cu, Cr, Mo dan Ni seringkali ditambahkan untuk mengatur struktur mikro matriks dan pembentukan grafit. Selain itu bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi besi cor kelabu pada beberapa media. Besi cor kelabu dapat dikeraskan dengan proses quenching dan temperature sekitar 1600˚F (menjadi getas). Kombinasi dengan proses temper akan meningkatakan ketangguhan dan menurunkan kekerasannya.

Besi Cor Malleable :

Besi cor ini dihasilkan dari proses perlakuan panas besi cor putih yang memiliki komposisi tertentu.
Proses terbentuknya beis cor putih akibat :

  • Rendahnya kandungan karbon dan silikon
  • Adanya unsur-unsur pembentuk karbida seperti Cr, Mo dan V
  • Laju pendinginan dan pembekuan yang tinggi
Pada proses pembuatan besi cor malleable, besi cor putih dipanaskan hingga temperatur diatas temperatur eutectoid (1700oF) kemudian ditahan hingga beberapa jam dan didinginkan dalam tungku. Proses tersebut menyebabkan unsure karbon terlarut dalam austenit, mengendap dan membentuk grafit bulat tak beraturan (irregular nodules of graphite) yang disebut korbon temper. Proses ini akan menghasilkan besi cor malleable dengan matriks ferit.

Besi Cor Nodular :

Besi cor nodular memiliki komposisi unsure yang sama dengan besi cor kelabu. Unsure tersebut yaitu karbon dan silikon. Perbedaan besi cor nodular dan kelabu terletak pada bentuk grafit (untuk menghasilkan bentuk grafit yang berbeda, digunakan proses yang berbeda pula) Pembulatan grafit dicapai karena ditambahkan unsure Magnesium (Mg) dan Cerium (Ce).


Baja (Baja Cor)
:

Salah satu jenis baja adalah baja karbon yaitu paduan besi-karbon yang mengandung unsure karbon kurang dari 1,7 % (beberapa literature menyebutkan kandungan karbon maksimum 2.0 %). Sebagai tambahan selain karbon, baja cor mengandung :

  • Silikon (Si) : 0.20 – 0,70 %
  • Mangan (Mn) : 0,50 – 1,00 %
  • Fosfor (P) : <>
  • Sulfur (S) : <>

Struktur mikro baja cor yang memiliki kandungan karbon kurang dari 0,8 % (baja hypoeutektoid) terdiri dari FERIT dan PERLIT. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah jumlah perlit.

Struktur mikro baja cor yang memiliki kandungan karbon lebih dari 0,8 % (baja hipereutektoid) terdiri dari SEMENTIT (Fe3C) dan PERLIT. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah jumlah sementit.
Baja cor dengan kadar C=0,20 % diatas diperoleh dari pendinginan didalam tungku dari temperatur 950oC setelah pengecoran. Bagian yang hitam adalah PERLIT dan yang putih adalah FERIT. Sedangkan baja cor dengan kadar C=0,8 % didinginkan dalam tungku 900oC struktur yang terlihat jelas yaitu PERLIT.