Definisi Besi Tuang
Besi tuang (cast Iron) dapat didefinisikan sebagai paduan dari besi dengan lebih dari 1,7 % karbon, biasanya kadar karbon ini berada pada kisaran antara 2,4 hingga 4 %, merupakan bahan yang relatif mahal, dimana bahan ini diproduksi dari besi mentah cair, atau besi/baja tua, ini merupakan produk besi tuang yang memiliki fungsi mekanis sangat penting dan diproduksi dalam jumlah besar. Prosesnya sering dilakukan dengan cara menambahkan unsur graphite kedalam ladle sebagai pengendali. paduan besi tuang (alloy iron castings) bahannya telah dilakukan penghalusan (refined) dan pemaduan besi mentah (pig iron). produk-produk seperti crankshaf, conecting rod dan element dari bagian-bagian mesin sebelumnya dibuat dari baja tempa (steel forgings), sekarang lebih banyak menggunakan high-duty alloy iron casting. Benda- benda tuangan dapat membentuk bagian bentuk yang rumit dibandingkan dengan bentuk-bentuk benda hasil tempa (wrought) kendati diperlukan proses machining, akan tetapi dapat diminimalisir dengan memberikan kelebihan ukuran sekecil mungkin dari bentuk yang dikehendaki (smaller allowance), oleh karena itu produk penuangan relatif lebih sedikit dibandin dengan produk tempa.
Klasifikasi Besi Tuang
Sebelum kita masuk ke dalam klasifikasi besi tuang, kita harus mengenal tentang diagram besi tuang. Jika kita sudah mengenal gambar diagram besi tuang, kita bisa mengubah sifat dan struktur besi tuang yang di inginkan.
Besi tuang biasanya diklasifikasikan menurut struktur metalografinya. Dalam hal ini karbon dalam besi tuang sangat menentukan. Karbon dalam besi tuang dapat berupa instentisial yaitu sementit karbida besi atau berupa grafit karbon bebas. Pengelompokan dapat dimulai berdasarkan kondisi karbonnya. Bila Seluruh karbon berupa sementit maka ia adalah besi tuang putih, selanjutnya dikelompokkan berupa bentuk fisik grafitnya,. Terjadinya struktur yang berbeda-beda ini di pengaruhi oleh beberapa faktor terutama kadar karbon, kadar paduan dan pengotoran, laju pendinginan selama dan sesudah pendinginan.dan laku panas sesudah penuangan. Berikut klasifikasi besi tuang :
- Besi Tuang Kelabu
Untuk memperoleh besi tuang kelabu kita harus berpangkal pada besi kasar kelabu. Besi kasar kelabu memiliki kadar silikon yang tinggi (kurang lebih 5,5 sampai 50%) dan kadar mangan yang rendah. Karena itu pembentukan karbon bebas jadi meningkat. Jadi besi tuang kelabu setelah didinginkan mengandung grafit. Grafit tersebut terdapat dalam besi-tuang berupa pelat-pelat tipis. Besi tuang kelabu memperoleh namanya dari bidang patahan yang berwarna kelabu, yang disebabkan oleh grafit hitam.
- Besi Tuang Putih
Untuk memperoleh besi tuang putih, kita harus berpangkal pada besi kasar putih. Besi kasar putih itu memiliki kadar silikon yang rendah (kurang lebih 0,5%) dan kadar mangan yang tinggi. Dengan demikian pembentukan sementit digiatkan. Karena kadar silikon yang sangat rendah hanya terbentuk sementit. Jadi untuk besi tuang putih hanya diagram menstabil yang penting.
Dengan demikian besi tuang putih setelah didinginkan tediri dari perlit dan sementit. Besi tuang putih dengan kadar karbon 2.5% sampai 3.6% mengandung banyak sementit. Dengan adanya kadar yang besar dari sementit yang sangat keras, akan tetapi rapuh itu, besi tuang putih memperoleh kekerasan sangat besar, akan tetapi kekuatan tarik yang sangat rendah dan regangan yang sangat kecil.
- Besi Tuang mampu tempa
Untuk memperoleh besi tuang yang dapat di tempa, kita harus berpangkal pada besi tuang putih. Bahan ini dipanaskan sampai kurang lebih 900 °C dan dibiarkan beberapa hari pada suhu tersebut. Besi tuang jenis ini dibuat dari besi tuang putih dengan melakukan heat treatment kembali yang tujuannya menguraikan seluruh gumpalan grafit akan terurai menjadi matriks ferrit, pearlit, martensit. Besi tuang ini juga mempunyai sifat yang mirip dengan baja
- Besi Tuang Nodular
Untuk memperoleh besi tuang noduler, kita harus berpangkal pada besi kasar kelabu. Besi kasar kelabu memiliki kadar silikon yang tinggi (kurang lebih 5,5 sampai 1,5%), dan kadar mangan rendah. Karena itu pada pendinginan perlahan-lahan pembentukan karbon bebas akan meningkat. Karena selama fabrikasi dimasukkan magnesium ke dalam bahan, maka karbon bebas itu terjadi berupa bola. Bola-bola itu dinamakan nodul. Nodul grafit memberikan pengurangan penampang yang lebih kurang dan tidak menyebabkan pengerjaan takik.
Besi tuang noduler, setelah pendinginan dan setelah pengerjaan pemijaran terutama dari ferit, perlit, dan grafit. Karena adanya ferit atau perlit dan karena bentuk nodul grafit yang sangat menguntungkan, maka besi tuang noduler
memiliki kekuatan tarik yang tinggi dan regangan yang besar.
Kegunaan Besi Tuang
Dalam kegunaanya, besi tuang sering juga digunakan dalam kehidupan sehari-hari kita selain digunakan pada system alat berat. Misalnya seperti :
– Pipa yang menahan tekanan dari luar sangat tinggi
– Tutup lubang saluran drainasi dan alat saniter lain
– Bagian struk rangka yang menahan gaya tekan
– Bagian mesin, blok mesin
– Pintu gerbang,tiang lampu
– Sendi, rol jembatan
– Kerangka mesin, seperti mesin bubut, mesin ketam, dan alatpengepres.
– Puli sabuk-v dalam motor dan mesin
– Pipa saluran.
– Pintu gerbang, tiang lampu dan sebagainya
Sifat Mekanisme Besi Tuang
Besi tuang memiliki beberapa sifat mekanisme yang terdapat didalamnya seperti :
– Keras dan mudah melebur/mencair
– Getas sehingga tidak dapat menahan benturan
– Temperatur meleleh 1250°
– Kekuatan tarik menurun
– Regangan menurun
– Sangat tahan terhadap karat (jauh lebih baik daripada baja)
– Tidak dapat diberi muatan magnit
– Tidak dapat disambung dengan las dan paku keling, disambung dengan baut dan sekrup.
– Kuat dalam menahan gaya tekan, lemah dalam menahan tarik kuat tekan sekitar 600 Mpa, kuat tarik 50 Mpa
– Menyusut waktu pendinginan/waktu dituang.
– Besi tuang hampir bisa dicetak dalam bentuk apa saja.
– Bisa tahan terhadap tekanan yang besar.
