Produk metalurgi besi banyak digunakan di berbagai sektor perekonomian nasional, dan logam besi selalu diminati di bidang konstruksi dan teknik mesin. Metalurgi telah berhasil berkembang sejak lama karena potensi teknisnya yang tinggi. Produk besi cor dan baja paling sering digunakan dalam produksi dan kehidupan sehari-hari.

Besi tuang dan baja sama-sama termasuk dalam kelompok logam besi; bahan ini merupakan paduan besi dan karbon yang memiliki sifat unik. Apa perbedaan baja dan besi cor, sifat dan karakteristik utamanya?

Baja dan ciri-ciri utamanya

Baja mewakili paduan besi dan karbon yang berubah bentuk, yang selalu maksimal 2%, begitu juga dengan elemen lainnya. Karbon merupakan komponen penting karena memberikan kekuatan pada paduan besi, serta kekerasan, sehingga mengurangi kelembutan dan keuletan. Elemen paduan sering ditambahkan ke dalam paduan, yang pada akhirnya menghasilkan baja paduan dan baja paduan tinggi, bila komposisinya mengandung setidaknya 45% besi dan tidak lebih dari 2% karbon, 53% sisanya adalah aditif.

Baja adalah bahan terpenting di banyak industri, digunakan dalam konstruksi, dan seiring dengan pertumbuhan tingkat teknis dan ekonomi negara, skala produksi baja juga meningkat. Pada zaman kuno, pengrajin menggunakan peleburan wadah untuk menghasilkan baja tuang, dan proses ini memiliki produktivitas rendah dan padat karya, namun baja tersebut berkualitas tinggi.

Seiring berjalannya waktu, proses produksi baja berubah, proses wadah digantikan oleh Bessemer dan metode perapian terbuka memperoleh baja, yang memungkinkan dilakukannya produksi massal baja tuang. Kemudian mereka mulai melebur baja dalam tungku listrik, setelah itu proses pengubah oksigen diperkenalkan, yang memungkinkan diperolehnya logam murni. Tergantung pada jumlah dan jenis komponen penghubung, baja dapat berupa:

• Paduan rendah
• Paduan sedang
• Paduan tinggi

Tergantung pada kandungan karbon itu terjadi:

• Rendah karbon
• Karbon sedang
• Karbon tinggi.

Komposisi logam sering kali mencakup senyawa non-logam - oksida, fosfida, sulfida; kandungannya berbeda-beda tergantung pada kualitas baja; ada klasifikasi kualitas tertentu.

Massa jenis baja adalah 7700-7900 kg/m3, dan ciri-ciri umum baja terdiri dari indikator-indikator seperti kekuatan, kekerasan, ketahanan aus dan kesesuaian untuk berbagai jenis pengolahan. Dibandingkan dengan besi cor, baja memiliki keuletan, kekuatan dan kekerasan yang lebih besar. Karena keuletannya, mudah untuk diproses; baja memiliki konduktivitas termal yang lebih tinggi, dan kualitasnya ditingkatkan dengan pengerasan.

Unsur-unsur seperti nikel, kromium, dan molibdenum merupakan komponen paduan, yang masing-masing memberikan karakteristik tersendiri pada baja. Berkat kromium, baja menjadi lebih kuat dan lebih keras, serta ketahanan ausnya meningkat. Nikel juga memberikan kekuatan, serta ketangguhan dan kekerasan, serta meningkatkan sifat anti-korosi dan kemampuan pengerasannya. Silikon mengurangi viskositas, dan mangan meningkatkan kemampuan las dan sifat pengerasan.

Semua jenis baja yang ada memiliki suhu leleh dari 1450 hingga 1520 o C dan merupakan paduan logam yang kuat, tahan aus, dan tahan deformasi.

Besi cor dan ciri-ciri utamanya

Dasar produksi besi cor juga besi dan karbon, tetapi tidak seperti baja, besi cor mengandung lebih banyak karbon, serta pengotor lainnya dalam bentuk logam paduan. Ini rapuh dan pecah tanpa deformasi yang terlihat. Karbon di sini berperan sebagai grafit atau sementit dan karena kandungan unsur lainnya Besi cor dibagi menjadi beberapa jenis berikut:

Titik leleh besi tuang tergantung pada kandungan karbon di dalamnya, semakin banyak karbon dalam paduannya, semakin rendah suhunya, dan fluiditasnya meningkat saat dipanaskan. Hal ini membuat logam menjadi non-plastik, cair, dan juga rapuh serta sulit untuk diproses. Titik lelehnya adalah dari 1160 hingga 1250 o C.

Besi cor telah menjadi bagian dari kehidupan kita bertahun-tahun yang lalu. Relatif mudah diproduksi dan banyak digunakan di berbagai bidang. Untuk memahami dengan jelas bahan ini, Anda perlu mengetahui ciri-ciri, kekurangan, kelebihan, komposisi kimia, sifat, struktur besi cor dan paduannya, produksi dan ruang lingkup penerapannya.

Jadi mari kita cari tahu paduan besi-karbon mana yang disebut besi cor.

Konsep

Besi tuang merupakan suatu paduan besi-karbon yang mengandung karbon, yaitu bahan yang terdiri dari paduan dan karbon. Persentase karbon dalam besi cor lebih dari 2,14%. Unsur terakhir dapat dimasukkan ke dalam besi tuang dalam bentuk grafit atau sementit.

Video ini berbicara tentang fitur-fitur besi cor:

Varietas

Ada besi cor putih dan abu-abu.

• Karbon pada besi cor putih berbentuk besi karbida. Jika Anda memecahkannya, Anda akan melihat warna putih. Besi cor putih tidak digunakan dalam bentuk murni. Itu ditambahkan ke proses produksi besi lunak.
• Pada saat patah, besi cor kelabu memiliki warna keperakan. Besi cor jenis ini mempunyai kegunaan yang luas. Ini cocok untuk diproses dengan pemotong.

Selain itu, besi cor memiliki kekuatan tinggi, mudah dibentuk, dan memiliki sifat khusus.

• Kekuatan tinggi Besi cor digunakan untuk meningkatkan kekuatan produk. Sifat mekanik dari besi cor tersebut memungkinkan hal ini dilakukan dengan sempurna. Besi cor berkekuatan tinggi diperoleh dari besi cor kelabu dengan menambahkan magnesium ke dalam massa.
• Lunak Besi cor adalah jenis abu-abu. Namanya bukan berarti besi cor ini mudah ditempa. Ini telah meningkatkan sifat plastisitas. Itu diperoleh dengan menganil besi cor putih.
• Mereka juga membedakan setengah hati besi cor. Karbon di dalamnya sebagian berbentuk grafit, dan sebagian lagi berupa sementit.

Fitur spesial

Keunikan besi cor terletak pada proses produksinya. Titik leleh rata-rata berbagai jenis besi cor adalah 1200ºC. Nilai ini 300 derajat lebih kecil dari baja. Hal ini disebabkan kandungan karbon yang sangat tinggi. Karbon dan tidak memiliki hubungan yang sangat erat satu sama lain.

Saat proses peleburan berlangsung, karbon tidak dapat menyatu seluruhnya ke dalam kisi besi. Akibatnya, besi cor menjadi rapuh. Itu tidak dapat digunakan untuk pembuatan suku cadang yang akan terkena beban konstan.

Besi cor adalah bahan metalurgi besi. Karakteristiknya sering disamakan dengan baja. Produk yang terbuat dari baja atau besi cor banyak digunakan dalam kehidupan kita. Penggunaannya dibenarkan. Setelah membandingkan karakteristiknya, kami dapat mengatakan hal berikut tentang kedua bahan tersebut:

• Biaya produk besi cor lebih rendah daripada biaya produk baja.
• Bahan bervariasi warnanya. Besi cor adalah bahan matte gelap, sedangkan baja ringan dan mengkilat.
• Besi tuang lebih mudah dituang dibandingkan baja. Tapi baja lebih mudah dilas dan ditempa.
• Besi cor kurang tahan lama dibandingkan baja.
• Berat besi cor lebih ringan dibandingkan baja.
• Baja memiliki kandungan karbon lebih tinggi dibandingkan baja.

Keuntungan dan kerugian

Besi cor, seperti bahan lainnya, memiliki sisi positif dan negatif.

Keunggulan besi cor antara lain:

• Karbon dalam besi cor dapat berada dalam kondisi yang berbeda-beda. Oleh karena itu bahan ini dapat terdiri dari dua jenis (abu-abu dan putih).
• Jenis besi tuang tertentu mempunyai kekuatan yang meningkat, sehingga besi tuang terkadang ditempatkan pada garis yang sama dengan baja.
• Besi cor dapat mempertahankan suhu dalam waktu yang cukup lama. Artinya, ketika dipanaskan, panasnya merata ke seluruh bahan dan bertahan di dalamnya dalam waktu yang lama.
• Dari segi ramah lingkungan, besi cor merupakan bahan yang bersih. Oleh karena itu, sering digunakan untuk membuat masakan yang kemudian menyiapkan makanan.
• Besi cor tahan terhadap kondisi asam basa.
• Besi cor memiliki kebersihan yang baik.
• Bahan tersebut memiliki umur pemakaian yang cukup lama. Telah diketahui bahwa semakin lama besi cor digunakan, semakin baik kualitasnya.
• Besi cor adalah bahan yang tahan lama.
• Besi cor adalah bahan yang tidak berbahaya. Ia tidak mampu menyebabkan kerusakan sekecil apa pun pada tubuh.

Kerugian dari besi cor antara lain:

• Besi cor akan berkarat jika terkena air dalam waktu singkat.
• Besi cor adalah bahan yang mahal. Namun, minus ini bisa dibenarkan. Besi cor berkualitas sangat tinggi, praktis dan dapat diandalkan. Barang-barang berbahannya juga berkualitas tinggi dan tahan lama.
• Besi cor kelabu mempunyai sifat keuletan yang rendah.
• Besi cor putih ditandai dengan kerapuhan. Hal ini terutama digunakan untuk peleburan.

Sifat dan karakteristik

1. Fisik. Ciri-ciri tersebut antara lain: berat jenis, koefisien muai panjang, penyusutan aktual. Berat jenis bervariasi tergantung pada kandungan karbon material.
2. Panas. Konduktivitas termal suatu bahan biasanya dihitung dengan menggunakan aturan perpindahan. Untuk besi tuang padat, kapasitas kalor volumetriknya sama dengan 1 kal/cm 3 * o C. Jika besi tuang berbentuk cair, maka kira-kira 1,5 kal/cm 3 * o C.
3. Mekanis. Sifat-sifat ini bergantung pada alasnya sendiri, serta pada ukuran dan bentuk grafit. Besi cor kelabu dengan dasar perlit dianggap paling tahan lama, dan yang paling ulet adalah dengan dasar feritik. Pengurangan kekuatan maksimum diamati dengan bentuk grafit “pelat”, dan minimum – dengan bentuk “bola”.
4. Hidrodinamik. Viskositas besi cor bervariasi tergantung pada keberadaan mangan dan belerang. Hal ini juga meningkat tajam ketika suhu besi cor melewati titik di mana pemadatan dimulai.
5. Teknologi. Besi cor memiliki sifat pengecoran yang sangat baik, ketahanan terhadap keausan dan getaran.
6. Bahan kimia. Menurut potensial elektroda (dalam urutan menurun), komponen struktural besi cor disusun dalam bentuk berikut: sementit - fosfida eutektik - ferit.

Perbedaan besi cor dan baja dalam komposisi dan sifat kimia

Sifat-sifat besi cor dipengaruhi oleh pengotor tertentu.

• Dengan demikian, penambahan belerang dapat secara signifikan mengurangi fluiditas dan mengurangi sifat tahan api.
• Penambahan fosfor secara bersamaan memungkinkan terciptanya produk dengan bentuk yang kompleks, tetapi tidak meningkatkan kekuatan.
• Campuran dalam cetakan membuat titik leleh tidak terlalu tinggi dan secara signifikan meningkatkan sifat pengecoran. Persentase silikon yang berbeda menghasilkan jenis besi cor yang berbeda, dari putih murni hingga feritik.
• Mangan memperburuk sifat pengecoran dan teknologi, tetapi meningkatkan kekuatan dan kekerasan.

Video di bawah ini akan menunjukkan cara mengelas besi cor menggunakan las listrik:

Struktur dan komposisi

Jika kita menganggap besi cor sebagai bahan struktural, maka itu adalah rongga logam dengan inklusi grafit. Struktur besi cor terutama perlit, ledeburit dan grafit ulet. Selain itu, untuk setiap jenis besi cor, unsur-unsur ini mendominasi dalam proporsi yang berbeda atau tidak ada sama sekali.

Menurut struktur besi cor ada:

• perlit,
• feritik dan
• feritik-perlitik.

Grafit hadir dalam bahan ini dalam salah satu bentuk:

• Bulat. Grafit mengambil bentuk ini ketika magnesium ditambahkan. Bentuk grafit yang bulat merupakan ciri khas besi cor berkekuatan tinggi.
• Plastik. Grafit mirip dengan bentuk kelopak. Dalam bentuk ini, grafit terdapat pada besi cor biasa. Besi cor ini memiliki sifat keuletan yang meningkat.
• terkelupas. Grafit memperoleh bentuk ini dengan menganil besi cor putih. Grafit ditemukan dalam bentuk serpihan pada besi cor yang dapat ditempa.
• Vermikular. Bentuk grafit yang disebutkan ditemukan dalam besi cor kelabu. Ini dikembangkan secara khusus untuk meningkatkan keuletan dan sifat lainnya.

Produksi logam

dalam tanur sembur khusus. Bahan baku utama pembuatan besi cor adalah. Proses teknologinya terdiri dari reduksi oksida besi dari bijih dan sebagai hasilnya diperoleh bahan lain - besi tuang. Bahan bakar berikut digunakan untuk membuat besi tuang: kokas, gas alam, dan antrasit termal.

Setelah bijihnya direduksi, besi menjadi padat. Selanjutnya diturunkan ke bagian khusus tungku (uap), dimana karbon dilarutkan dalam besi. Outputnya adalah besi cor cair, yang dituangkan ke bagian bawah tungku.

Harga besi cor (per 1 kg) tergantung pada jumlah karbon di dalamnya, adanya tambahan pengotor dan komponen paduan. Kira-kira harga satu ton besi cor adalah 8.000 rubel.

Area penggunaan

• Ini digunakan untuk produksi suku cadang di bidang teknik mesin. Blok mesin dan poros engkol sebagian besar terbuat dari besi cor. Yang terakhir ini membutuhkan besi cor tingkat lanjut, yang ditambahkan aditif grafit khusus. Karena ketahanan besi cor terhadap gesekan, digunakan untuk membuat bantalan rem dengan kualitas yang sangat baik.
• Besi cor dapat beroperasi dengan lancar bahkan pada suhu yang sangat rendah. Oleh karena itu, sering digunakan dalam produksi suku cadang mesin yang harus bekerja dalam kondisi iklim yang keras.
• Besi cor telah membuktikan dirinya dengan baik di bidang metalurgi. Itu dihargai karena harganya yang relatif rendah dan sifat pengecorannya yang sangat baik. Produk yang terbuat dari besi cor memiliki ciri kekuatan dan ketahanan aus yang sangat baik.
• Berbagai macam produk pipa ledeng terbuat dari besi cor. Ini termasuk bak cuci, radiator, bak cuci dan berbagai pipa. Bak mandi besi cor dan radiator pemanas sangat terkenal. Beberapa di antaranya masih berfungsi di apartemen hingga saat ini, meskipun dibeli bertahun-tahun yang lalu. Produk besi cor mempertahankan penampilan aslinya dan tidak memerlukan restorasi.
• Berkat sifat pengecorannya yang baik, besi cor menghasilkan karya seni yang nyata. Hal ini sering digunakan dalam pembuatan produk seni. Misalnya seperti gerbang kerawang yang indah atau monumen arsitektur.

Apakah Anda memilih mandi? Bingung mana yang lebih baik, besi cor atau baja? Maka video ini akan membantu Anda:

Ini berbeda dari baja dalam komposisinya dengan kandungan karbonnya yang lebih tinggi, dalam sifat teknologinya - kualitas pengecoran yang lebih baik, kemampuan deformasi plastis yang rendah (dalam kondisi normal tidak dapat ditempa). Besi cor lebih murah dibandingkan baja.

Besi cor diklasifikasikan menurut indikator berikut:

• keadaan karbon:

- besi cor putih- semua karbon dalam keadaan terikat berupa karbida;

- besi cor kelabu- karbon sebagian besar atau seluruhnya dalam keadaan bebas dalam bentuk grafit pipih atau berserat (vortex);

- besi ulet- karbon sebagian besar atau seluruhnya dalam keadaan bebas dalam bentuk grafit bola;

- besi yang mudah ditempa- diperoleh dengan menganil coran besi cor putih. Seluruh atau sebagian besar karbon berada dalam keadaan bebas dalam bentuk grafit serpihan (karbon anil);

• struktur:

- feritik;

- ferit-perlit;

- perlitik;

• komposisi kimia:

- murni;

- paduan- tujuan khusus.

Jadi, besi tuang (kecuali besi putih) berbeda dari baja dengan adanya inklusi grafit dalam strukturnya (Gbr. 1), dan besi cor berbeda satu sama lain dalam bentuk inklusi ini.

Beras. 1. Klasifikasi besi cor menurut struktur dasar logam dan bentuk inklusi grafit: A - ferit; B - ferit dan perlit; V- perlit; / - pipih; 2- berputar-putar; 3 - terkelupas; 4- bulat.

Sifat mekanik besi cor bergantung pada struktur dan terutama pada bentuk, kuantitas, ukuran dan sifat distribusi inklusi grafit. Inklusi grafit menentukan sifat teknologi dan operasional besi cor. Kehadiran inklusi grafit memudahkan pemrosesan bagian besi cor dengan cara pemotongan karena serpihan yang rapuh. Grafit meningkatkan ketahanan aus dan memberikan sifat anti-gesekan yang baik pada besi tuang melalui efek “pelumasan” miliknya sendiri. Besi tuang memiliki sensitivitas yang rendah terhadap berbagai cacat permukaan, potongan, alur, dll., karena inklusi grafit sendiri merupakan konsentrator tegangan, dan menambahkan beberapa lagi ke dalamnya tidak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan material secara keseluruhan. Berbeda dengan bahan dasar logam, grafit tidak mentransmisikan getaran elastis dengan baik, sehingga besi tuang memiliki kapasitas redaman yang tinggi sehingga dapat meredam getaran dan getaran resonansi.

Kekerasan besi cor sedikit bergantung pada bentuk inklusi grafit dan ditentukan oleh struktur dasar logam. Besi tuang feritik memiliki kekerasan ~150 HB, dan besi tuang ferit-perlit memiliki kekerasan ~200 HB; perlit ~250 HB.

Kotoran dalam besi cor

Besi cor industri biasa mengandung hal yang sama kotoran , sebagai baja karbon, yaitu mangan, silikon, belerang dan fosfor, tetapi dalam jumlah yang lebih banyak. Pengotor ini secara signifikan mempengaruhi kondisi grafitisasi dan, akibatnya, struktur dan sifat besi cor.

Silikon memiliki efek yang sangat kuat pada struktur besi tuang, meningkatkan grafitisasi. Kandungan silikon dalam besi cor sangat bervariasi: dari 0,3-0,5 hingga 3-5%. Dengan mengubah kandungan silikon, dimungkinkan untuk memperoleh besi tuang yang sifat dan strukturnya sangat berbeda - dari putih silikon rendah hingga feritik silikon tinggi (abu-abu dengan pipih atau kekuatan tinggi dengan grafit nodular).

mangan tidak seperti silikon, ia mencegah grafitisasi, atau, seperti yang mereka katakan, mendorong pemutihan besi tuang.

Sulfur juga berkontribusi terhadap pemutihan besi tuang, tetapi pada saat yang sama memperburuk sifat pengecorannya (khususnya, mengurangi fluiditas). Oleh karena itu, kandungan sulfur dalam besi cor terbatas: batas atas untuk coran kecil adalah 0,08%; untuk yang lebih besar (ketika fluiditas yang sedikit lebih buruk dapat ditoleransi) - hingga 0,1-0,12% S.

Fosfor hampir tidak berpengaruh pada proses grafitisasi. Namun, fosfor merupakan campuran yang berguna dalam besi tuang, karena meningkatkan fluiditas.

Besi cor putih

Besi cor mendapat nama ini dari jenis patahannya yang memiliki warna putih matte. Seluruh karbon pada besi tuang ini dalam keadaan terikat berupa sementit. Besi cor putih, tergantung pada kandungan karbonnya, dapat bersifat hipoeutektik (perlit + ledeburit), eutektik (ledeburit), dan hipereutektik (sementit primer + ledeburit). Besi cor ini memiliki kekerasan yang tinggi (450-550 HB) karena adanya sejumlah besar sementit di dalamnya. Oleh karena itu, bahan ini sangat rapuh dan tidak digunakan untuk membuat suku cadang mesin. Pengecoran besi cor putih digunakan untuk produksi selanjutnya besi cor lunak menggunakan anil grafit. Selanjutnya, digunakan untuk pembuatan suku cadang dengan kekuatan lelah yang meningkat: poros engkol dan poros bubungan, dudukan katup, roda gigi pompa oli, kaliper rem cakram, dll.

Besi cor yang diputihkan mempunyai lapisan permukaan (12-30 mm) dengan struktur besi cor putih, dan inti dengan struktur besi cor kelabu. Kekerasan permukaan yang tinggi dari pengecoran tersebut meningkatkan ketahanannya terhadap abrasi. Oleh karena itu, besi cor yang diputihkan digunakan untuk pembuatan gulungan lembaran pabrik, roda, bantalan rem dan banyak bagian lain yang beroperasi dalam kondisi keausan yang meningkat.

Besi cor kelabu

Besi cor mendapatkan namanya dari jenis patahannya yang berwarna abu-abu. Besi cor kelabu mengandung grafit dalam strukturnya. Struktur besi cor terdiri dari bahan dasar logam dan grafit (berbentuk pelat), dan sifat-sifatnya bergantung pada kedua komponen tersebut.

Dibandingkan dengan kertas, grafit memiliki sifat mekanik yang rendah, sehingga menurut perkiraan tertentu kita dapat berasumsi bahwa tempat yang ditempatinya adalah rongga dan retakan. Dengan bertambahnya jumlah rongga, sifat mekanik besi cor menurun tajam. Di bawah tekanan tarik, pusat rekahan dengan mudah terbentuk di ujung inklusi grafit. Besi cor berperilaku jauh lebih baik dalam kompresi dan pembengkokan.

Besi cor kelabu adalah paduan dengan komposisi kompleks yang mengandung besi, karbon, silikon, mangan, dan pengotor seperti belerang dan fosfor. Yang terakhir sebagian larut dalam ferit (~0,3%) dan, sebagai tambahan, masuk ke dalam eutektik terner (Fe-CP) dengan titik leleh 950 °C. Hal ini secara signifikan meningkatkan sifat pengecoran besi cor.

Belerang adalah pengotor berbahaya yang mengurangi sifat mekanik dan pengecoran besi tuang serta meningkatkan kecenderungan terbentuknya retakan di dalamnya.

Silikon termasuk dalam komposisi besi cor kelabu (1-3%) sebagai unsur kimia utama dan meningkatkan pelepasan grafit selama pemadatan dan dekomposisi sementit yang dilepaskan.

Mangan (0,2-1,1%) memiliki efek positif pada sifat mekanik besi tuang, namun mempersulit proses grafitisasi atau mendorong pemutihannya. Jadi, kita dapat mengatakan bahwa derajat grafitisasi secara langsung bergantung pada jumlah karbon (2,2-3,7%) dan silikon (1-3%) dalam besi tuang.

Dalam jumlah kecil, kromium, nikel dan tembaga dapat masuk ke besi cor kelabu dari bijihnya, yang juga mempengaruhi kondisi grafitisasi. Jumlah inklusi grafit dan struktur alasnya mempengaruhi sifat besi cor kelabu.

Berdasarkan struktur dasar logamnya, besi cor kelabu dibagi menjadi tiga kelompok:

1) perlit abu-abu dengan struktur perlit + grafit (jumlah karbon terikat ~0,8%).

2) ferit-perlit abu-abu dengan struktur ferit + perlit + grafit (jumlah karbon terikat kurang dari 0,8);

3) feritik abu-abu dengan struktur ferit + grafit (semua karbon berbentuk grafit).

Sifat mekanik besi cor kelabu bergantung pada sifat dasar logam dan kuantitas, bentuk dan ukuran inklusi grafit (void).

Menandaibesi cor kelabu

Menurut GOST 1412-85, penunjukan besi cor mencakup kombinasi huruf dan angka, misalnya SCH15. SCH adalah singkatan dari grey cast iron, angkanya menunjukkan nilai kekuatan tarik. Standar ini mengatur kadar besi cor berikut: SCh10; SCH15; SCh18; SCh20; SCh21; SCh24; SCH25; SCh30; SCh35; SCh40; SCH45.

Nilai indikator beberapa besi cor kelabu diberikan dalam tabel. 1.

Tabel 1. Sifat mekanik beberapa besi cor kelabu

Kehadiran grafit berkontribusi pada penggilingan serpihan selama pemotongan dan memiliki efek pelumas, yang meningkatkan ketahanan aus besi cor.

Besi cor abu-abu feritik grade SCh10 dan SCh15 digunakan untuk bagian dengan beban ringan dan sedang: penutup, flensa, roda gila, kaliper, tromol rem, cakram penggerak kopling, dll.

Nilai besi cor abu-abu feritik-perlit SCh20 dan SCh25 digunakan untuk suku cadang yang beroperasi di bawah peningkatan beban statis dan dinamis: blok silinder mesin, piston silinder, drum kopling, alas mesin, dll.

Besi cor perlitik digunakan untuk pengecoran rangka peralatan dan mekanisme mesin yang kuat. Besi cor termodifikasi abu-abu perlite sering digunakan. Besi tuang tersebut diperoleh dengan menambahkan aditif khusus ke besi tuang cair sebelum dituang - ferrosilikon (0,3-0,6% berat muatan) atau silico-kalsium (0,3-0,5% berat muatan). Besi tuang tersebut termasuk besi tuang dengan kadar SCh40 dan SCh45, yang memiliki sifat mekanik lebih tinggi karena penyempurnaan bentuk inklusi grafit. Besi cor ini digunakan untuk pembuatan casing pompa, kompresor dan penggerak hidrolik.

Untuk suku cadang yang beroperasi pada suhu tinggi, besi cor kelabu paduan digunakan, yang juga mengandung kromium, nikel, molibdenum, dan aluminium.

Besi yang mudah ditempa

Besi tuang yang dapat ditempa disebut dapat ditempa karena dapat mengalami perlakuan tekanan, meskipun besi tuang tidak ditempa, dan bagian besi tuang hanya diproduksi dengan cara pengecoran karena besi tuang yang dapat ditempa memiliki keuletan yang lebih tinggi dibandingkan dengan besi tuang kelabu.

Besi cor lunak diproduksi dengan grafitisasi anil coran besi cor hipoeutektik putih. Besi tuang yang dapat ditempa tidak boleh mengandung mangan dalam jumlah besar, karena pada saat anil mengganggu proses grafitisasi, serta karbon dan silikon dalam jumlah besar, sehingga menyulitkan perolehan coran dari besi tuang putih, karena selama kristalisasi, grafit mulai mengendap dalam bentuk lempengan. Oleh karena itu, komposisi kimia besi cor putih yang dianil menjadi besi cor ulet mempunyai batasan kandungan: 2,5-3,0% C; 0,7-1,5% Si; 0,3-1,0% Juta; kurang dari 0,12% S; kurang dari 0,18% R.

Ketebalan bagian pengecoran tidak boleh melebihi 40-50 mm, karena dengan ketebalan yang lebih besar, grafit pipih terbentuk di inti, sehingga besi tuang tidak cocok untuk anil.

Annealing dilakukan dalam dua tahap. Pada tahap pertama, coran besi cor putih dipanaskan secara perlahan hingga suhu 930-1050 °C dan dipertahankan selama 15 jam pada suhu tersebut. Dalam hal ini, sementit yang termasuk dalam ledeburit suhu tinggi terurai, dan grafit seperti serpihan terbentuk dari karbon yang dilepaskan.

Pada tahap kedua, coran didinginkan hingga suhu 700-760 °C, sesuai dengan transformasi eutektoid, dan dipertahankan pada suhu ini hingga 30 jam, atau didinginkan dengan sangat lambat. Dalam hal ini, sementit yang termasuk dalam perlit terurai. Setelah tahap kedua berakhir, struktur besi cor terdiri dari ferit dan grafit serpihan. Besi cor jenis ini disebut besi cor lunak feritik.

Jika pendinginan tidak cukup lambat pada suhu yang sesuai dengan transformasi eutektoid, atau paparan pada grafitisasi tahap kedua tidak mencukupi, maka dekomposisi sementit yang termasuk dalam perlit tidak akan terjadi sepenuhnya. Dalam hal ini struktur besi cor akan terdiri dari ferit, perlit dan grafit serpihan. Besi cor jenis ini disebut besi cor lunak ferit-perlit.

Jika pendinginan pada kisaran suhu dipercepat, maka penguraian sementit yang termasuk dalam perlit tidak akan terjadi. Dalam hal ini, struktur besi cor akan terdiri dari perlit dan grafit serpihan. Besi cor jenis ini disebut besi cor lunak perlitik.

Menandai. Besi cor lunak menurut GOST 1215-79 ditandai dengan huruf “KCH” dan dua angka: yang pertama menunjukkan kekuatan tarik; yang kedua adalah perpanjangan relatif (dalam%).

Nilai sifat mekanik beberapa besi cor lunak diberikan dalam tabel. 2.

Meja 2. Sifat mekanik beberapa besi cor ulet

Besi ulet

Besi cor berkekuatan tinggi disebut besi cor dengan grafit bulat yang diperoleh melalui proses kristalisasi pengecoran. Bentuk inklusi grafit ini memiliki permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan yang berbentuk pelat dan serpihan dengan volume yang sama, serta mengurangi konsentrasi tegangan.

Bentuk grafit bulat diperoleh dengan memasukkan magnesium, atau magnesium dengan nikel, atau ferrosilikon ke dalam besi cor cair.

Di bawah pengaruh pengubah, grafit memperoleh bentuk bola selama kristalisasi. Besi cor dengan grafit bulat memiliki sifat mekanik yang lebih tinggi dibandingkan dengan besi cor lainnya. Besi tuang berkekuatan tinggi memiliki sifat yang mirip dengan baja karbon tuang, tetapi memiliki sifat tuang yang lebih baik, mudah dipotong, dan memiliki ketahanan aus yang tinggi. Untuk meningkatkan keuletan dan ketangguhan, coran yang terbuat dari besi cor berkekuatan tinggi mengalami perlakuan panas: anil, normalisasi, injeksi, dan temper. Bersamaan dengan peningkatan keuletan, perlakuan panas mengurangi tegangan sisa pada coran, sehingga meningkatkan kinerjanya.

Menandai. Besi cor berkekuatan tinggi menurut GOST 7293-85 ditetapkan serupa dengan besi cor lunak: dengan huruf "HF" dan angka: yang pertama menunjukkan nilai kekuatan tarik, yang kedua - perpanjangan relatif (dalam%).

Standar ini mengatur kadar besi cor berikut: VCh35-22; VCh40-15; HF45-10; VC50-7; HF60-3; VC70-2; HF80-2; HF 100-2. Komposisi kimia besi cor berkekuatan tinggi: 3,2-3,6% C; 1,6-2,9% Si; 0,3-0,7% Juta; tidak lebih dari 0,02% S; tidak lebih dari 0,1% R. Besi cor berkekuatan tinggi berbasis feritik (VCh35-22, VCh40-15, VCh45-10) memiliki δ dari 22 hingga 10%, 140-225 HB; berdasarkan perlit (VCh50-7, VCh60-3, VCh70-2, VCh80-2, VCh100-2) - dari 7 hingga 2%, 153-360 HB.

Kekuatan dan keuletan yang tinggi dari besi cor berkekuatan tinggi memungkinkan penggunaannya untuk pembuatan poros engkol untuk mesin diesel mobil dan suku cadang lain yang beroperasi di unit gesekan di bawah beban yang meningkat.

Besi cor anti gesekan

Besi cor anti-gesekan adalah besi cor abu-abu khusus dan berkekuatan tinggi dengan sifat anti-gesekan yang ditingkatkan. Besi tuang ini mempunyai koefisien gesek yang rendah, bergantung pada perbandingan ferit dan perlit pada alasnya, serta jumlah dan bentuk grafit. Pada besi cor perlitik, ketahanan aus yang tinggi dijamin oleh dasar logam yang terdiri dari perlit tipis dan fosfor eutektik yang terdistribusi secara merata dengan adanya endapan grafit pipih yang terisolasi.

Coran yang terbuat dari besi cor antifriction (GOST 1585-85) digunakan untuk pembuatan suku cadang yang beroperasi pada unit gesekan bantalan.

Menandai. Ada tingkatan besi cor antifriction berikut: AChS1; ASF2; ASFZ; ASF1; AChV2; ACC1; ABC2. Huruf "ACS" menunjukkan besi cor kelabu anti gesekan; "AChV" - besi cor anti-gesekan berkekuatan tinggi; "AChK" - besi cor anti-gesekan yang dapat ditempa.

Besi cor kelabu antifritik - besi cor perlitik AChS-1 dan AChS-2 dan besi cor perlit-feritik AChS-3 - memiliki koefisien gesekan yang rendah, tergantung pada rasio ferit dan perlit di dasar, serta pada jumlahnya dan bentuk grafit. Pada besi cor perlitik, ketahanan aus yang tinggi dijamin oleh dasar logam yang terdiri dari perlit tipis dan fosfor eutektik yang terdistribusi secara merata dengan adanya endapan grafit pipih yang terisolasi.

Besi cor kelabu anti-gesekan digunakan untuk pembuatan bantalan geser, bushing, dan bagian lain yang beroperasi di bawah gesekan dengan logam, seringkali dengan adanya pelumas. Bagian yang bekerja bersama-sama dengan poros baja yang dikeraskan atau dinormalisasi terbuat dari besi tuang dengan kadar AChS-1 dan AChS-2, dan untuk bekerja bersama-sama dengan poros yang tidak diberi perlakuan termal, digunakan besi tuang AChS-3.

Besi cor anti-gesekan berkekuatan tinggi (dengan grafit nodular) diproduksi dengan struktur perlit - AChV-1 dan ferit-perlit (50% perlit) - AChV-2. Besi cor AChV-1 digunakan untuk pekerjaan pada unit gesekan dengan peningkatan kecepatan periferal bersamaan dengan poros yang diperkeras atau dinormalisasi.

Keuntungan utama besi cor anti-gesekan dibandingkan dengan perunggu anti-gesekan adalah biayanya yang rendah, dan kelemahan utama adalah run-in yang buruk, yang memerlukan perkawinan permukaan gosok yang tepat.

BESI COR

Besi cor -- ini adalah paduan besi-karbon yang mengandung lebih dari 2% karbon dan mengeras membentuk eutektik. Berbeda dengan baja, besi cor memiliki keuletan yang rendah. Namun, karena sifat pengecorannya yang tinggi, kekuatan yang cukup, dan harga yang relatif murah, besi tuang telah banyak digunakan dalam teknik mesin.

Besi cor dilebur di tanur sembur, tungku kubah, dan tungku listrik. Besi tuang yang dilebur dalam tanur sembur adalah besi kasar, besi tuang khusus (ferroalloy), dan besi tuang pengecoran. Pipa dan besi cor khusus digunakan untuk peleburan baja dan besi cor selanjutnya. Besi cor dilebur dalam tungku kubah dan tungku listrik. Sekitar 20% dari seluruh besi cor yang diproduksi digunakan untuk membuat coran.

KLASIFIKASI BESI COR

Pengecoran dan sifat mekanik besi tuang bergantung pada seberapa dekat komposisinya dengan eutektik. Untuk menilai hal ini, dua indikator digunakan:

Derajat eutektisitas S E -- rasio konsentrasi karbon C dalam besi tuang dengan konsentrasinya dalam eutektik, dengan mempertimbangkan pengaruh silikon dan fosfor:

di mana 4,26 adalah konsentrasi karbon dalam eutektik sistem “besi-grafit” (lihat Gambar 7.1), Si dan P adalah kandungan unsur-unsur ini dalam besi tuang, %.

Setara karbon didefinisikan sebagai:

C persamaan = C + 0,3(Si + P)

Besi cor dibagi menjadi: hipoeutektik (S eh< 1, C эв < 4,2-4,3), eutektik (S e 1, S persamaan 4.2-4.3) dan hipereutektik (S e > 1, C eV > 4.2-4.3).

Besi tuang dapat berperilaku berbeda selama kristalisasi dan pendinginan lebih lanjut (Gbr. 1): sesuai dengan diagram keadaan metastabil Fe--Fe 3 C (besi tuang putih yang mengandung karbon dalam bentuk Fe 3 C), atau dalam sesuai dengan diagram Fe--C yang stabil (besi cor kelabu dimana karbon terdapat dalam bentuk grafit).

Pada diagram yang disajikan (Gbr. 1), selain garis persekutuan AC, AE, GS, garis lainnya tidak berhimpitan. Pada sistem Fe--C, grafit eutektik (austenit--grafit) mengandung 4,26% C dan terbentuk pada 1,153°C. Sepanjang garis E " S " pada kisaran suhu 1.153-738°C, grafit sekunder dilepaskan. Transformasi eutektoid terjadi pada suhu 738°C dengan terbentuknya eutektoid (ferit + grafit). Penggunaan diagram Fe--C dan Fe--Fe 3 C pada dasarnya tidak berbeda satu sama lain.

Kemungkinan terbentuknya sementit dari fase cair jauh lebih tinggi dibandingkan grafit. Setiap proses ditentukan oleh kondisi termodinamika dan kinetik. Kekuatan pendorong proses grafitisasi adalah keinginan sistem untuk mengurangi pasokan energi bebas. Sementit adalah fase termodinamika yang kurang stabil dibandingkan grafit. Namun, perbedaan antara suhu pembentukan sementit dan grafit kecil, dan dengan pendinginan super yang relatif sedikit, kristalisasi sementit akan terjadi, bukan grafit.

Grafit terbentuk hanya pada laju pendinginan rendah dalam kisaran suhu yang sempit, ketika derajat pendinginan berlebih pada fase cair rendah. Dengan pendinginan yang dipercepat dan ketika besi tuang cair didinginkan di bawah 1.147 ° C, sementit terbentuk.

Grafitisasi besi cor

Grafitisasi adalah proses pengendapan grafit selama kristalisasi atau pendinginan besi tuang. Grafit dapat dibentuk baik dari fase cair selama kristalisasi maupun dari fase padat. Menurut diagram Fe--C di bawah garis C " D " grafit primer terbentuk sepanjang garis E " C " F " -- grafit eutektik, sepanjang garis E " S " -- grafit sekunder dan sepanjang garis P " S " KE " -- grafit eutektoid.

Grafitisasi besi tuang dan kelengkapannya bergantung pada laju pendinginan, komposisi kimia dan keberadaan pusat grafitisasi.

Pengaruh laju pendinginan disebabkan oleh fakta bahwa grafitisasi besi cor berlangsung sangat lambat dan meliputi beberapa tahap:

· pembentukan pusat grafitisasi pada fasa cair atau austenit;

· difusi atom karbon ke pusat grafitisasi;

· peningkatan pelepasan grafit.

Selama grafitisasi sementit, tahap dekomposisi awal Fe 3 C dan pelarutan karbon dalam austenit ditambahkan. Semakin lambat pendinginan besi cor, semakin besar perkembangan proses grafitisasi.

Tergantung pada tingkat grafitisasi, besi cor dibedakan putih, abu-abu Dan setengah.

Besi cor putih -- diperoleh dengan pendinginan yang dipercepat dan supercooling besi tuang cair di bawah 1.147 °C, ketika, karena fitur struktural dan kinetik, fase Fe 3 C yang metastabil akan terbentuk, bukan grafit. Besi cor putih yang mengandung karbon tetap berupa Fe 3 C memiliki ciri kekerasan yang tinggi, kerapuhan dan sangat sulit untuk dikerjakan. Oleh karena itu, mereka tidak digunakan sebagai bahan struktural, tetapi digunakan untuk memproduksi besi cor yang dapat ditempa dengan cara anil grafit.

Besi cor kelabu -- terbentuk hanya pada laju pendinginan yang rendah dalam kisaran suhu yang sempit, ketika derajat pendinginan berlebih pada fase cair rendah. Dalam kondisi ini, seluruh atau sebagian besar karbon digrafit dalam bentuk grafit serpihan, dan kandungan karbon dalam bentuk sementit tidak lebih dari 0,8%. Besi cor kelabu memiliki sifat teknologi dan kekuatan yang baik, yang menentukan penggunaannya secara luas sebagai material struktural.

Besi setengah cor -- menempati posisi perantara antara besi cor putih dan abu-abu, dan di dalamnya sebagian besar karbon (lebih dari 0,8%) berbentuk Fe 3 C. Besi cor memiliki struktur perlit, ledeburit, dan grafit pipih.

Besi cor industri mengandung 2,0-4,5% C, 1,0-3,5% Si, 0,5-1,0% Mn, hingga 03% P dan hingga 0,2% S. Efek positif terkuat pada grafitisasi disebabkan oleh silikon. Dengan mengubah kandungan silikon, besi tuang dengan struktur dan sifat berbeda dapat diperoleh. (Gbr. 2) secara kasar menunjukkan batas-batas wilayah struktural tergantung pada kandungan silikon dan karbon pada kandungan 0,5% Mn dan laju pendinginan tertentu (untuk ketebalan dinding tuang 50 mm).

Mangan menghambat grafitisasi, meningkatkan kerentanan besi cor terhadap pemutih. Belerang adalah pengotor yang berbahaya. Efek memutihkannya 5-6 kali lebih tinggi dari mangan. Selain itu, belerang mengurangi fluiditas, mendorong pembentukan gelembung gas, meningkatkan penyusutan dan kecenderungan retak. Fosfor tidak mempengaruhi grafitisasi dan merupakan campuran yang berguna, meningkatkan fluiditas besi cor kelabu karena pembentukan eutektik fosfida dengan titik leleh rendah (950-980) ° C.

Beras. 2. Diagram struktur: 1 -- besi cor putih; 2 -- setengah besi cor; 3, 4, 5 -- besi cor kelabu masing-masing berbahan dasar perlitik, ferit-perlitik, dan feritik

Jadi, dengan menyesuaikan komposisi kimia dan laju pendinginan, struktur besi cor yang diinginkan dapat diperoleh dalam coran.

Klasifikasi besi cor kelabu

Besi cor kelabu dapat dianggap sebagai struktur yang terdiri dari dasar logam dengan inklusi grafit. Sifat-sifat besi cor bergantung pada sifat dasar logam dan sifat inklusi grafit.

Basis logam dapat berupa: perlit, bila 0,8% C berbentuk sementit, dan sisa karbon berbentuk grafit; ferit-perlit, bila jumlah karbon dalam bentuk sementit kurang dari 0,8% C; feritik, ketika karbon secara praktis berbentuk grafit.

Tergantung pada bentuk inklusi grafit, besi cor kelabu diklasifikasikan menjadi:

· besi cor dengan grafit pipih;

· besi cor dengan grafit serpihan (besi cor lunak);

· besi cor dengan grafit nodular (besi cor berkekuatan tinggi);

· besi cor dengan grafit vermicular.

Gambar 3 menunjukkan klasifikasi umum besi cor menurut struktur dasar logam dan bentuk grafit.

Struktur mikro besi cor ditunjukkan pada Gambar. 7.4.

Beras. 3.

Beras. 4. Macam-macam bentuk grafit pada besi tuang: a) grafit serpihan; b) grafit serpihan; c) grafit bulat; d) grafit vermikular. jam 200

Dibandingkan dengan dasar logam, grafit memiliki kekuatan yang rendah. Oleh karena itu, inklusi grafit dapat dianggap sebagai diskontinuitas (kekosongan) pada dasar logam, dan besi tuang dapat dianggap sebagai baja yang diresapi dengan inklusi grafit, sehingga melemahkan dasar logamnya. Pada saat yang sama, keberadaan grafit juga menentukan sejumlah keunggulan besi tuang: fluiditas yang baik dan penyusutan yang rendah; kemampuan mesin yang baik (grafit membuat keripik menjadi rapuh); sifat redaman tinggi; sifat anti-gesekan, dll.

Saat mengklasifikasikan, besi cor dengan sifat khusus dialokasikan ke kelompok terpisah. Biasanya, besi cor ini dibuat paduannya dan dibagi menurut tujuannya menjadi beberapa jenis berikut: anti-gesekan, tahan aus, tahan panas, tahan korosi, tahan panas.

Pastinya banyak yang menjumpai produk besi cor dalam kehidupan sehari-hari maupun di tempat kerja. Bahan ini memiliki kekuatan yang baik dan sifat pengecoran yang sangat baik.

Besi tuang adalah suatu baja, atau lebih tepatnya paduan besi-karbon, terdiri dari besi dan karbon, yang mempunyai volume 2,14% sampai maksimum 6,67% dan dapat dimasukkan dalam komposisi sebagai sementit atau grafit. Besi tuang, menurut definisi, adalah bahan rekayasa yang murah dan mudah dibuat serta berfungsi sebagai dasar peleburan baja. Produksinya mengacu pada proses kimia kompleks yang terjadi pada tahap produksi tertentu.

Karakteristik dan komposisi utama

Selain besi dan karbon, paduan ini mengandung pengotor tambahan yang mempengaruhi sifat-sifatnya. Komposisi besi cor yang beragam memberikan kekerasan, fluiditas, dan peningkatan kerapuhan yang tinggi. Komposisinya meliputi: belerang, silikon, mangan, fosfor. Karena karbon yang masuk, paduan besi cor memiliki kekerasan yang tinggi, namun pada saat yang sama kelenturan dan keuletan bahan tersebut berkurang. Untuk memberikan karakteristik khusus pada logam, bahan tambahan tertentu ditambahkan. Komponen paduan berikut digunakan: nikel, vanadium, serta kromium dan aluminium. Formula besi cor terdiri dari dasar besi-karbon dengan inklusi tambahan. Ia mempunyai massa jenis sekitar 7,2 g/cm3, yang merupakan nilai yang cukup tinggi untuk senyawa logam.

Besi cor terdiri dari beberapa komponen, oleh karena itu sifat variasinya dapat berbeda secara signifikan. Selain karbon dan besi, komposisinya mencakup hingga 2% mangan, 1,2% fosfor, 4,3% silikon, dan hingga 0,07% belerang. Silikon bertanggung jawab atas keadaan fluiditas, secara signifikan meningkatkan kualitas pengecoran, dan juga membuatnya lebih lembut. Mangan digunakan untuk meningkatkan kekuatan. Penambahan belerang mengurangi sifat tahan api dan mengurangi fluiditasnya. Selain itu, memiliki efek berbahaya, yang diwujudkan dalam munculnya retakan pada coran panas (kerapuhan merah). Kehadiran fosfor mengurangi sifat mekanik, tetapi memungkinkan pengecoran benda-benda dengan bentuk yang kompleks.

Struktur besi cor tampak seperti dasar logam dengan inklusi grafit. Tergantung pada jenisnya, itu termasuk perlit, grafit serpihan, dan ledeburit. Unsur-unsur ini menentukan karakteristiknya dan hadir dalam jumlah yang bervariasi atau tidak ada sama sekali.

Titik leleh berkisar dari minimum +1160 °C hingga maksimum +1250 °C. Ia memiliki sifat anti korosi yang tinggi dan secara aktif melawan korosi kering (kimia) dan basah. Berkat dia, lahirlah baja tahan karat - paduan baja dengan kandungan komponen kromium yang tinggi.

Daerah aplikasi

Besi cor banyak digunakan dalam teknik mesin untuk pengecoran berbagai bagian. Digunakan untuk pembuatan poros engkol dan blok mesin. Selain itu, diproduksi bantalan berkualitas tinggi yang sangat tahan terhadap gesekan. Mereka digunakan pada suhu rendah, di mana besi cor digunakan secara eksklusif karena sifat kinerjanya yang tinggi. Kualitas ini digunakan dalam produksi berbagai elemen mesin yang menggunakan paduan besi cor untuk pengoperasian di iklim yang keras. Bahan ini banyak digunakan oleh ahli metalurgi karena karakteristik pengecorannya yang sangat baik dan harganya yang murah. Produk cor memiliki ketahanan aus yang tinggi dan peningkatan kekuatan.

Banyak bagian pipa juga terbuat dari bahan dasar besi cor. Ini adalah radiator, radiator pemanas, pipa, bak mandi, berbagai bak cuci dengan bak cuci. Banyak produk yang masih berfungsi hingga saat ini, meskipun sudah dipasang beberapa dekade lalu. Barang-barang ini mempertahankan penampilan aslinya selama bertahun-tahun dan tidak memerlukan pekerjaan restorasi. Selain itu, peralatan masak dari besi cor dianggap salah satu yang paling nyaman saat menyiapkan banyak hidangan.

Varietas

Menurut karakteristiknya, paduan besi cor dibagi menjadi konversi dan pengecoran. Yang pertama digunakan dalam peleburan baja menggunakan metode pengubah oksigen. Spesies ini ditandai dengan berkurangnya jumlah mangan dan silikon. Bahan pengecoran besi cor digunakan untuk memproduksi banyak bagian. Contoh produk berbahan dasar ini dapat dilihat pada foto terkait.

Variasi khusus termasuk paduan nikel-kromium (nihards). Ini termasuk besi cor rendah karbon dan tinggi karbon. Yang pertama ditandai dengan peningkatan kekuatan, dan yang kedua dengan peningkatan ketahanan aus. Varietas utama adalah paduan putih dan abu-abu. Bahan-bahan ini berbeda dalam kandungan karbon dan sifat-sifatnya. Selain itu, jenis yang dapat ditempa, paduan, dan berkekuatan tinggi digunakan secara aktif.

Abu-abu

Besi cor kelabu memiliki keuletan, viskositas yang rendah, dan mudah dipotong selama pemrosesan. Mereka digunakan dalam pembuatan bagian-bagian yang tidak kritis, serta elemen-elemen yang dapat aus. Besi cor kelabu mengandung karbon dalam bentuk grafit, perlit atau ferit-perlit. Jumlahnya sekitar 2,5%, yang memberikan kekuatan tinggi pada produk. Casing berbagai peralatan industri, roda gigi, braket, dan ring terbuat dari paduan abu-abu. Bahan yang mengandung fosfor dalam jumlah tinggi (sekitar 0,3 - 1,2%) memiliki fluiditas yang baik dan digunakan dalam pengecoran artistik.

Putih

Mengandung karbon dalam jumlah besar (lebih dari 3%), disajikan dalam bentuk sementit atau karbida. Warna putih pada lokasi patahan material ini memberi nama pada sambungan tersebut. Paduan jenis ini telah meningkatkan kerapuhan dan kerapuhan, yang secara signifikan mempersempit cakupan penggunaan. Berdasarkan hal tersebut, bagian-bagian berbentuk sederhana diproduksi untuk menjalankan fungsi statis tanpa terkena beban yang signifikan. Karakteristik teknis bahan putih dapat ditingkatkan dengan menambahkan komponen paduan. Untuk ini, nikel, kromium, dan lebih jarang aluminium atau vanadium digunakan. Merek dengan bahan tambahan seperti itu disebut “sortite”. Ini digunakan sebagai elemen pemanas di berbagai perangkat. Sormite memiliki karakteristik stabil pada suhu tidak melebihi +900 °C. Bahan ini menjadi dasar pembuatan bak mandi rumah tangga biasa.

Lunak

Jenis ini diperoleh dari warna putih dengan cara pengecoran dengan perlakuan panas lebih lanjut. Dalam hal ini, anil jangka panjang digunakan, di mana sementit hancur, membentuk grafit. Proses ini disebut grafitisasi dengan pembentukan serpihan karbon pada strukturnya. Grafit memperoleh bentuk ini melalui anil yang berkepanjangan. Hal ini berdampak positif pada dasar logam menjadi lebih integral, ulet dan kental.

Besi cor yang dapat ditempa bekerja dengan baik pada suhu rendah dan tidak terlalu sensitif terhadap pemotongan. Digunakan dalam pembuatan elemen yang beroperasi di bawah gesekan terus menerus. Selain itu, paduan yang dapat ditempa berfungsi sebagai dasar untuk produk dengan konfigurasi yang sangat kompleks: sudut, bantalan rem, tee, rumah mobil untuk gandar belakang, dan struktur lainnya. Peningkatan sifat dicapai dengan menambahkan boron, telurium, dan magnesium.

Kekuatan tinggi

Ini telah meningkatkan kekuatan dan digunakan untuk menghasilkan produk-produk penting, dan dalam beberapa kasus bahkan menggantikan baja. Besi cor berkekuatan tinggi ini diperoleh dengan menambahkan pengotor khusus (cerium, kalsium, yttrium, magnesium) ke dalam bentuk abu-abu. Roda gigi, piston, poros engkol, dan bagian lainnya dibuat darinya. Konduktivitas termal yang tinggi memungkinkan pengecoran elemen untuk unit pemanas, serta saluran pipa.

Paduan

Paduan besi cor mengandung pengotor tambahan. Komposisinya mencakup titanium, nikel, kromium tingkat tinggi, serta zirkonium, vanadium, molibdenum, aluminium, dan elemen lainnya. Mereka memberikan kekuatan, kekerasan, dan ketahanan aus yang tinggi. Bahan paduan digunakan dalam produksi bagian-bagian mekanisme yang berinteraksi dengan lingkungan gas dan agresif, serta yang beroperasi di bawah pengaruh larutan berair.

Keuntungan dari logam

Paduan ini tergolong bahan yang dihasilkan oleh metalurgi besi. Hal ini sering dibandingkan dengan baja ketika menentukan karakteristik tertentu. Barang yang terbuat dari besi cor memiliki harga yang murah dibandingkan dengan bahan baja. Selain itu, elemen besi cor memiliki bobot dan kekuatan yang lebih sedikit. Sifat-sifat besi cor ini diperluas secara signifikan melalui penggunaan berbagai aditif pada paduan. Parameternya memiliki kualitas positif berikut:

• bahan ramah lingkungan yang digunakan dalam produksi barang-barang rumah tangga, termasuk piring;
• tahan terhadap lingkungan asam-basa;
• higienis;
• kemampuan mempertahankan suhu untuk waktu yang lama;
• beberapa jenis memiliki kekuatan yang sebanding dengan baja;
• durasi operasi, di mana indikator kualitasnya hanya meningkat;
• Sama sekali tidak berbahaya bagi tubuh.

Produksi

Produksi paduan besi cor merupakan proses yang memakan banyak bahan dan mahal. Peleburan satu ton bahan membutuhkan sekitar 900 liter air biasa dan sekitar 550 kg kokas. Titik lelehnya sekitar +1200 °C, yang memerlukan peralatan peleburan khusus. Untuk memperoleh massa diperlukan bijih yang fraksi massa besinya lebih dari 70%. Batuan bijih yang sudah habis tidak digunakan karena inefisiensi ekonomi.

Bahannya dilebur di tanur sembur khusus. Di sana, bijih besi melewati siklus teknologi penuh, dimulai dengan reduksi oksida bijih dan diakhiri dengan produksi paduan besi tuang. Pengecoran material membutuhkan bahan bakar: kokas, termoantrasit, dan gas alam. Pada akhir proses reduksi, besi dalam bentuk padat ditempatkan pada bagian khusus tungku untuk melarutkan karbon di dalamnya. Setelah interaksi, diperoleh massa besi tuang, yang jatuh dalam bentuk cair. Kotoran yang tidak meleleh didorong ke permukaan dan kemudian dibuang. Terak ini digunakan untuk memproduksi berbagai bahan. Setelah menghilangkan partikel yang tidak perlu dari lelehan, aditif ditambahkan untuk mendapatkan paduan besi cor dengan kadar tertentu.