Besi Tuang Keras

Besi tuang keras disingkat atau diberi kode GH.
Pada besi tuang keras, zat arang atau karbon (C) tidak teruarai atau mengendap sebagai grafit akan tetapi terikat secara kimia membentuk karbid besi (Fe3C).

Proses Pengolahan Besi Tuang Keras

Pada proses diatas karbon tidak membentuk andapan grafit karena adanya proses pendinginan cepat.

Terjadinya Karbid Besi

Sifat-sifat khusus:

- Keras pada bagian kulit

- Tahan aus

Penggunaan Besi Tuang Keras

penumbuk katup (rocker arm), silinder pengeras jalan, gilingan pemecah batu.

Besi Tuang Grafit Bola Atau Grafit Bulat

Besi tuang grafit bola dibuat dari bahan dasar besi mentah kelabu (padat) dengan Phospor (P) dan Sulfur (S) rendah lalu dilebur bersama dengan besi tuang dan baja bekas ke dalam dapur kubaha atau dapur Kupola dengan ditambahkan kapur untuk mengikat kotoran dan arang Kokas sebagai bahan bakar. Setelah semua bahan mencair kemudian dituang dalam bak pencampur dengan ditambahkan paduan magnesium (Mg) dan terakhir dicetak dalam cetakan sesuai bentuk yang kita inginkan.
Terjadinya grafit yang berbentuk bulat/bola dipengaruhi oleh 2 hal yaitu :
1. Kandungan Phospor (P) dan Sulfur (S) yang rendah pada besi mentah.
2. Penambahan paduan magnesium (nikel-magnesium atau silisium-maagnesium)

Besi tuang grafit bola

Dari gambar diatas kandungan zat arang (C) dalam bentuk grafit yang hampir sepenuhnya berbentuk bulat menyerupai bola.

Tujuan pembuatan besi tuang grafit bola adalah

1. Meningkatkan kekuatan tarik antara 400 N/m2 - 800 N/m2

2. Menaikkan regangan 15 % - 20 %.

Sifat mekanis besi tuang grafit bola adalah : memiliki sifat luncur dan tahan aus, meredam getaran, ketahanan pukul takik, dapat dikerjakan dengan las.

Contoh penggunaan : poros engkol, poros kam, roda gigi, rumah transmisi, cakram rem, aksel belakang dll.

Besi Tuang Grafit Lamel

Besi tuang grafit lamel disingkat atau diberi kode GG (Granguss)

Proses Pengolahan

Diagram pengolahan besi tuang grafit lamel

Kandungan karbon (graffit) dalam besi tuang kelabu terurai dalam bentuk lamel (seperti lempengan pelat tipis).

Terjadinya graffit lamel dipengaruhi 2 hal yaitu :

1. Kandungan Silisium yang tinggi pada besi tuang kelabu.
2. Proses pendinginan lambat.

Pada pendinginan lambat, sebagian zat arang (grafit) terurai dalam bentuk pelat-pelat tipis kecil diantara kristal-kristal bahan dasar dibawah pengaruh silisium (Si).

Bentuk kristal grafit lamel

Baja Tuang

Baja Tuang adalah baja konstruksi yang dituang dalam bentuk tertentu, dipijarkan lagi hingga diperoleh baja tuang berkekuatan tinggi. Dengan melalui penuangan ini, maka benda kerja dapat dibuat lebih ekonomis jika dibandingkan dengan penempaan. Berlawanan dengan besi tuang, baja tuang  bersifat kental dan hanya dapat digunakan untuk benda yang berdinding tebal.

Tuangan baja yang mengandung 0,2% C dapat disepuh keras, sedangkan jika kandungan C antara 0,22% - 0,6% dapat ditemper.

Untuk lebih jelasnya dapat anda lihat diagram dibawah ini :

Diagram pengolahan baja tuang

Beberapa contoh penggunaan baja tuang : Rumah differensial, aksel belakang, tromol rem, cakram rem, naf roda

Dapur Kupola

Pengolahan Besi Tuang Dengan Dapur Kupola (Kubah)

Dapur Kupola (Kubah) digunakan pada peleburan besi tuang, dan konstruksinya diperlihatkan seperti gambar dibawah ini. Ini menyerupai sebuah dapur sumber kecil tapi tidak bisa bekerja teru menerus. Pada umumnya digunakan untuk menghasilkan peleburan sehari-hari berdasarkan pada kapasitas dari pabrik (foundry). Kupola-kupola biasanya dioperasikan sepasang, jadi pemeliharaannya bisa diatur untuk yang satu sedangkan yang lainnya tetap beroperasi, demikian seterusnya secara bergantian. Bahan yang diolah adalah besi kasar (pig iron) dan besi rongsokan/potongan-potongan dengan dicampur potongn baja untuk membantu mengontrol kandungan karbon akhir dengan dilusi. Sejumlah kecil batu kapur dicampurkan ke dalam muatan untuk membantu pembentukan terak dan beberapa tambahan yang diperlukan untuk mengatur analisa dari besi biasanya dicampurkan ke dalam ember tuang sewaktu dikeluarkan.

Dapur Kupola

Pengertian Besi Tuang (Cast Iron)

Besi tuang adalah jenis besi karbon yang mempunyai prosentase 2,5% - 3,8% C, dalam berbagai macam bentuk tuang dan cetakan. Disebut besi tuang karena bentuk-bentuk benda yang dibuat dari besi ini harus melalui proses penuangan. Hal itu tidak terlepas dari sifat besi tuang yaitu keras tapi rapuh, sehingga bahan ini disebut juga dengan besi yang tidak dapat ditempa. Dalam penggolongan bahan teknik sebenarnya besi tuang termasuk logam ferro (besi), bahan asalnya adalah dari besi mentah (pig iron) kelabu. 

Berikut adalah diagram proses pengolahan logam besi termasuk besi tuang.

Pengolahan Besi Tuang (Cast Iron)

Dapur Listrik

Pengolahan Baja Cara Elektro

Untuk mendapatkan baja berkualitas tinggi yang digunakan untuk  baja konstruksi dan baja perkakas, maka baja-baja yang dihasilkan dengan cara Linz-Donawitz dan Semens-Martin harus diolah lagi kedalam proses pemuliaan.

Proses ini bertujuan : 

1. Menghilangkan kotoran-kotoran yang tersisa seperti belerang, posfor dan gas-gas.
2. Bila dikehendaki, memadukan dengan Khrom (Cr), nikel (Ni), vanadium (V) wolfram (W), molybden (Mo) dan lain-lain tanpa mengalami kerugian.

Dengan cara elektro, hasil yang dikehendaki adalah baja mulia atau baja paduan

Jalannya proses :

Bahan asal                       Dimuliakan                          Hasil

- Baja LD atau SM          dengan panas listrik          Baja mulia/baja elektro

  cair atau padat              busur nyala atau              - tanpa paduan

- Baja LD atau SM           imbas (induksi)                - paduan rendah

  bekas                                                                        - paduan tinggi

tanur imbas

tanur busur nyala

Teknologi Bahan

Teknologi Bahan

Bagi anda yang ingin mencari artikel tentang bahan teknik anda sudah berkunjung ke blog yang benar. 

Ulasan dan penjelasan yang sederhana tentang besi baja kami kemas sedemikian rupa sehingga anda lebih mudah untuk memahaminya.

Andapun bisa mendownload dokumen tentang bahan teknik  disini.

Anda bisa belajar tentang pengolahan besi baja sampai dengan pengelompokan dan klasifikasi sekaligus sifat-sifat serta penggunaannya.

Jika anda kesulitan pada saat mendownload silahkan hubungi admin.

Pengolahan Baja

Besi Kasar Menjadi Baja

Penggolongan Bahan Teknik

Klasifikasi Bahan Teknik

Dapur Siemens-Martin

Dapur ini direncanakan oleh seorang bangsa Perancis bernama Wilhelm Siemens pada tahun 1800 yang kemudian disempurnakan oleh Pierre Martin pada tahun 1865. Oleh karena itu dapur ini dinamakan dapur Siemens-Martin. Mula-mula dapur ini digunakan untuk mengolah besi atau baja bekas/rongsokan tetapi kemudian dapat juga digunakan untuk mengolah besi mentah (Pig Iron) hasil pengolahan dapur tinggi atau tanur tinggi. Jika yang diproses besi mentah kelabu, maka harus digunakan batu tahan api yang bersifat asam seperti batu tahan api silika, karena kandungan unsur fosfornya cukup tinggi.
Berikut gambar dapur Siemens-Martin

Gambar dapur Siemens-Martin

Dapur Siemens-Martin mempunyai 4 buah ruangan regenerator yang dibuat dari batu tahan api. Dua buah regenerator untuk gas bakar dan dua buah regenerator untuk udara. Pada bagian atas terdapat ruang peleburan.

Proses Kerja Dapur Siemens-Martin

Sebelum proses peleburan dimulai dapur dipanaskan terlebih dahulu dengan menggunakan bahan bakar gas sampai mencapai suhu 1300 derajat. Selanjutnya dimulailah pengisian besi mentah atau baja bekas. Jika yang diisikan besi mentah maka yang paling bagus adalah besi mentah yang masih cair yang diperoleh langsung dari dapur tinggi. Sedangkan jika berupa besi bekas, maka harus dibuat dengan ukuran-ukuran kecil agar volume pengisian bisa lebih banyak.

Setelah semua bahan dimasukkan, berikutnya gas bakar dan udara dialirkan menuju ruang peleburan sehingga menimbulkan panas yang dapat meleburkan besi mentah dan baja bekas. Reaksi-reaksi yang terjadi pada dapur Siemens-Martin adalah sama dengan reaksi-rekasi yang terjadi pada dapur Bessemer maupun dapur Thomas.

Dapur Linz-Donawitz (LD)

Pembuatan Baja Cara Linz-Donawitz

Cara LD (Linz-Donawitz) yang telah dikembangkan oleh Vereinigte Osterreischische Eisen – und Stahlwerke Aktiengesellschaft (VOEST) dan Osterreischische Alpine Montangesellschaft telah meraih peranan yang berarti di dunia. Andilnya dalam pembuatan baja di dunia pada tahun 1974 melampaui 50%.

Proses dapur Linz-Donawitz

Didalam bejana yang dimiringkan mula-mula dimasukkan besi/baja rongsokan, kemudian besi mentah cair. Setelah bejana ditegakkan, sebuah pipa yang diberi pendingin air dimasukkan tegak lurus melalui lehernya yang terbuka. Melalui pipa ini dikempakan zat asam (oksigen) murni yang bertekanan 6 – 12 bar dari moncong pancar yang berada di dekat permukaan kubangan lelehan. Hanya beberapa detik setelah itu, mulailah berlangsung proses pembakaran. Setelah itu dimasukkan pula batu kapur untuk membentuk terak.

Semakin lama berlangsungnya proses penghembusan, maka semakin sedikitlah kandungan zat arang di dalam baja yang terbentuk. Bersamaan dengan itu terbakar pula belerang dan phosphor sebagai unsure baja yang tidak diperlukan.

Baja dengan kandungan karbon 0,2% dapat dikenali melalui nyala api yang berkobar dari mulut bejana. Dan api yang sangat pendek akan menunjukkan akhir pembakaran karbon setelah berlangsung selama 20 menit.

Gambar Dapur Linz-Donawitz