Kelompok 3

1. Christanty T. Saragih2. Debby Nuzulia Arlini3. M. Muslihudin4. Nicolas5. Nopa Andika6. Rendi Rismawan7. Rio pujiono

BESI COR(cast iron)

Besi corBesi cor merupakan paduan Besi-

Karbon dengan kandungan C diatas 2% (pada umumnya sampai dengan 4%). 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

Unsur yang terdapat pada besi cor1. Karbon (C) Besi yang mengandung kadar karbon > 2 %

adalah besi cor dan besi cor kelabu (3 - 4 %). Kadar karbon ini tergantung dari jenis besi kasarnya, besi bekas dan yang diserap dari kokas selama proses peleburan. Sifat fisis logam selain tergantung pada kadar karbon, juga ditentukan oleh bentuk karbon (grafit)nya. Morfologi grafit tergantung dari laju pendinginan dan kadar silikon.

◦Kadar silikon yang tinggi memperbesar kemungkinan pembentukan grafit. Grafit meningkatkan kemampuan permesinan. Kekuatan dan kekerasan besi meningkat dengan bertambahnya kadar karbon.Bila karbon terikat pada besi tuang sebagai sementit akan diperoleh besi tuang putih, dan bila karbon terikat sebagai grafit akan diperoleh besi tuang kelabu

2. Belerang (S)

Belerang sangat merugikan, karena menyebabkan terjadinya lubang-lubang (blow holes) akibat membentuk ikatan dengan karbon dan menurunkan fluiditas sehingga mengurangi kemampuan tuang besi cor.

Jadi, selama proses peleburan selalu diusahakan untuk mengikatnya, antara lain dengan menambahkan ferromangan. Setiap kali melebur besi cor, kadar belerang akan meningkat sebesar 0,03 % yang berasal dari bahan bakar.

3. Fosfor (P) Bahan ini membuat besi mudah mencair dan

bertambah getas. Bila kandungan fosfor tidak lebih dari 0,3%, besi tuang menjadi kehilangan kekerasannya. Dan tidak mudah dikerjakan. Bila besi yang diinginkan amat halus dan tipis kandungan fosfornya bervariasi sekitar 1 sampai 1,5%.

4. Silikon (Si)

Silikon bersama-sama dengan besi dalam bentuk massa. Bila kandungan silikon kurang dari 2,5% menjadi besi bersifat lebih mudah di tuang. Silikon juga mengurangi besar susut pengerasan maupun menjadikan besi bersifat lunak. Kandungan kadar silikon sampai 3,25 % bersifat menurunkan kekerasan besi. Sebaliknya kelebihan silikon diatas 3,25 % akan membentuk ikatan yang keras dengan besi, sehingga meningkatkan kekerasan besi.

5. Mangan (Mn)

Mangan merupakan unsur deoksidasi, pemurni sekaligus meningkatkan fluiditas, kekuatan dan kekerasan besi. Bila kadarnya ditingkatkan, kemungkinan terbentuknya ikatan kompleks dengan karbon meningkat dan kekerasan besi cor akan naik. Jumlah mangan yang hilang selama proses peleburan berkisar antara 10-20 %.

JENIS – JENIS BESI COR

1. Besi Cor Kelabu, Gray Cast Iron2. Besi Cor Nodular, Nodular Cast Iron3. Besi Cor Putih, White Cast Iron4. Besi Cor Mampu Tempa, Malleable Cast

Iron

1 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.

. 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, besi cor ini memiliki kapasitas peredaman tinggi.

2 Besi Cor Nodular, Nodular Cast Iron

Besi cor nodular dibuat dengan menambahkan sedikit unsur magnesium atau serium. Penambahan unsur 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 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.

3 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.

4. 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 %, kandungan silicon antara 0,9 – 1,9 %, dan mangan antara 0,15 – 1,2 %. Sedangkan kandungan fosfor nya antara 0,02 – 0,2 % dan sulfur antara 0,02 – 0,2 persen

KLASIFIKASI besi COR

Umumnya besi cor akan mengandung unsur Fe dan C [3,5% - 4,3%]. Besi cor, diklasifikasikan menjadi :

a. Besi cor putih (white cast iron) Besi cor putih mempunyai fasa sementid+perlit sehingga mempunyai sifat keras dan getas.

b. Besi cor kelabu (grey cast iron) Unsur penyusun dari besi cor kelabu yakni : Fe + C + Silikon (Si).dengan sifat : agak getas yang dikarenakan ujung-ujung grafit berbentuk serpih tajam, akibatnya konsentrasi tegangan tinggi sehingga mudah patah.

c. Besi cor bergrafit bulat (ductile cast iron atau noduler cast iron) Unsur penyusun dari besi cor bergrafit bulat yakni : Fe + C + Si + Mg / Ce.Penambahan Mg atau Ce bertujuan untuk “melunakan” grafit menjadi bulat sehingga konsentrasi tegangan sedikit sekali (besi cor bersifat ulet).

d. Besi cor mampu tempa (malleable cast iron) Untuk membuat besi cor mampu tempa dapat dibuat dengan memanaskan besi cor putih hingga mencapai suhu 700 Derajat Celcius selama 30 Jam. Hal ini bertujuan agar sementid terturai menjadi Fe (ferit) dan C (grafit). Grafit yang dihasilkan berbentuk pipih.

Proses pembuatan besi corBAHAN

Bahan Baku Utama Bahan baku utama untuk pembuatan besi cor nodular adalah pig iron, scrap baja, dan scrap balik (return scrap).

Bahan Penolong Selain bahan baku utama, diperlukan juga beberapa bahan penolong yaitu Nodulariser, inokulan, dan carburizer. Ada beberapa jenis Nodulariser yang dapat dipakai untuk pembuatan besi cor nodular.

Proses PembuatanA. Persiapan - Pemilihan produk yang akan dibuat - Rancangan dan Spesifikasi Teknis - Penentuan Teknik Pengecoran

B. Pencampuran Pasir Pasir yang umumnya digunakan sebagai pasir cetak adalah jenis pasir silika, dimana kandungan clay-nya harus kurang dari 2%.

C. Pembuatan Cetakan Pasir dan Inti

D. Pembuatan Model/Pattern Dalam pembuatan model/pattern harus diperhitungkan penyusutan volume benda tuang pada saat membeku. Penyusutan ini besarnya antara 0,4 % sampai 0,8 %.

E. Peleburan Peleburan umumnya dilakukan dalam dapur induksi listrik atau bisa juga menggunakan kupola. Peleburan dengan kupola mempunyai kendala dalam pengendalian kadar sulfur didalam besi cair. Sulfur ini diperoleh dari kokas yang dipakai sebagai sumber energi peleburan. Peleburan dengan memakai dapur induksi listrik lebih memudahkan

pengendalian komposisi kimia cairan besi.

F. Pembuatan cetakan dan Inti Pasir cetak , air , bentonit dan gula tetes yang sudah dicampur di mesin mixer dimasukkan kedalam rangka cetak, yang terdiri dari rangka atas (cup) dan rangka bawah (drag), dimana pola/pattern yang terbuat dari kayu sudah di-set terlebih dahulu. Cetakan pasir ini kemudian dipadatkan dengan memakai meja getar (jolt and squeeze machine). G. Nodularisasi

H. Inokulasi

I. Penuangan dan Sistem Saluran Tuang

J. Pembersihan Tuangan

K. Perlakuan Panas dan Pengerjaan Akhir

L. Pemeriksaan dan Pengujian Kualitas

M. Pengecatan Dasar

PROSES PEMBUATAN DENGAN DAPUR LISTRIK

PROSES PEMBUATAN BESI TUANG MANUAL DENGAN KOPULA

Contoh Penggunaan Atau Aplikasi Di Bidang Pertanian

Penggunaan besi cor pada bidang pertanian seperti pada traktor dan perlengkapannya, diesel, otomotif, poros engkol, kepala silinder dan lainya.selain itu,besi cor juga dapat dipakai untuk pembuatan tiang panjatan tunggal pada tanaman buah naga.

Standarisasi dan pengkodean

• SAE (Society of Automotive Engineers) • AISI (American Iron and Steel Institute) • UNS (Unified Numbering System)

1. SAE

Sistem SAE hanya menggunakan nomor - nomor angka. Angka pertama menunjukkan tanda ‘group Baja´, misal: 1. Unalloy steel 10XX 2. Nickel Steel 23XX 3. Chromiun steel 32XX

Dua angka terakhir, bila penomoran 4 digit atau tiga angka terakhir bila penomoran 5 digit menunjukkan rata-rata kandungan karbon per-seratus ( % C ), contoh: 1. SAE 1055, artinya Unalloy steel mengandung 0,55 % C 2. SAE 2345, artinya Ni- steel mengandung 0,3 % Ni, 0,45 % C 3. SAE 52100, artinya Cr-steel mengandung 1,45 % Cr, 1,0 C

2. AISI Bila terdapat huruf didepan angka maka huruf tersebut menunjukkan proses pembuatan bajanya • 1. A = Basic Open-hearth • 2. B = Acid Bassemer • 3. C = Basic Open-Heath • 4. D = Acid Open-Heath • 5. E = Electric Furnace

• 3. UNS UNS terdiri dari huruf diikuti oleh lima nomor. Sistem ini hanya menunjukkan komposisi kimia dari metal atau paduannya dan bukan menunjukkan standar atau spesifikasi dari metal tersebut

Tabel UNS

F00001-F99999 Cast irons

F10001-F15501 Cast Iron, Gray

F10090-F10920 Cast Iron Welding Filler Metal

F20000-F22400 Cast Iron, Malleable

F22830-F26230 Cast Iron, Pearlitic Malleable

F30000-F36200 Cast Iron, Ductile (Nodular)

F41000-F41007 Cast Iron, Gray, Austenitic

F43000-F43030 Cast Iron, Ductile (Nodular), Austenitic

F45000-F45009 Cast Iron, White

F47001-F47006 Cast Iron, Corrosion