Material Teknik Pengampu: Yudy Surya Irawan Yudy Surya Irawan 7- 1 1 11. Logam-logam Ferous Diagram fasa besi dan carbon : Suatu diagram yang menunjukkan fasa dari besi, besi dan paduan carbon berdasarkan hubungannya antara komposisi dan temperatur. Fasa-fasa stabil dalam baja: Fasa Struktur Kristal Karakteristik Ferrite BCC Lunak, ulet, dan bermagnet Austenite FCC Lunak, berkekuatan sedang, tidak bermagnet Cementite Campuran antara Besi dan karbon, Fe 3 C (Besi karbit) Keras dan getas Gbr.11.1 Diagram kesetimbangan Besi dan Karbon (Iron-carbon equilibrium diagram) Sumber: Budinsky “Engineering Materials” Titik eutectoid
9
Embed
11. Logam-logam Ferous Diagram fasa besi dan carbon · Diagram fasa besi dan carbon : Suatu diagram yang menunjukkan fasa dari besi, besi dan paduan carbon berdasarkan hubungannya
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Gbr.11.2 Mikrostruktur dari fasa-fasa besi dalam suhu ruang
°
Gbr.11.3 Mikrostruktur dari baja karbon: (a) Sekitar 0.2%C (b) Sekitar 0.6% C. Luasan terang adalah ferit dan luasan gelap adalah perlit. (Sumber: Budinsky, Engineering Materials 5
th edition)
Gbr.11.4 Mikrostruktur dari baja karbon (a) Ferrite: besi murni dan baja karbon rendah (X100) , austenite memiliki mikrostruktur mirip dengan ferrite. (b) Pearlite(perlit), baja karbon 0.8% yang dipanaskan memiliki 100% perlit (X1330). Garis gelap adalah besi karbit/cementit (Fe3C) dan luasan terang adalah ferit. (c) Martensite (martensit), struktur baja yang didapatkan dengan memanaskan baja di suhu austenit lalu didinginkan secara cepat dalam air atau oli, terdapat pada baja pendinginan cepat (X500) (Sumber: Budinsky, Engineering Materials 5
� Besi tuang kelabu ini terbentuk saat jumlah karbon melebihi jumlah untuk larut dalam austenit
(baja delta) dan menyerap sebagai serpihan grafit.
� Bernama besi tuang kelabu karena saat dipatahkan, warna patahannya adalah kelabu yang
ditimbulkan oleh grafit yang terekspos pada permukaan retak tersebut.
� Komposisi : 2.5~4.0% Karbon dan 1.0~3.0% Silicon, sisanya Besi
�Sifat-sifat besi tuang kelabu:
- berharga relatif rendah dengan sifat-sifat mekanik yang berguna
- kemampuan dimesin yang bagus pada tingkat kekerasan yang memiliki daya tahan aus yang
baik karena kandungan grafitnya.
- Memiliki kapasitas menyerap getaran yang tinggi (damping capacity) karena kandungan
grafit tinggi (10%) yang mampu menyerap getaran.
� Biasa digunakan untuk sistem pemipaan, roda gigi, silinder blok kecil, silinder head, silinder blok truk,
traktor, kotak roda gigi yang besar, coran mesin disel dll.
� Mikrostruktur besi tuang kelabu yang mengandung grafit dihasilkan dari laju pendinginan yang
sedang atau lambat.
- Selain itu laju pendinginan yang sedang membuat matrix besi tuang kelabu berupa pearlite.
- Laju pendinginan yang lambat membuat matrix (kandungan terbesar dalam besi cor) berupa ferit.
Gbr 11.8 Perbandingan antara hubungan tegangan-regangan baja karbon sedang dan besi tuang kelabu(gray cast iron) Sumber: Budinsky, “Engineering Materials”
Contoh: (JIS)
FC150 (Fe casting
with 150 MPa of
tensile strength)
Serpihan grafit
(graphite flake)
Gbr 11.7 Foto mikro besi tuang kelabu yang dicetak dalam cetakan pasir (X100). (serpihan grafit dalam daerah terang: ferrite 20%, daerah gelap: pearlite 80%, hasil laju
pendinginan sedang) Sumber: W.F.Smith, “Foundation of materials science and engineering”
� Biasa digunakan untuk komponen2 yang mampu dimesin, connecting rod, komponen-komponen
yang butuh kekuatan tinggi.
� Tahapan-tahapan perlakuan panas pada besi tuang putih untuk memproduksi besi tuang mampu
tempa.
1. Grafitasisasi (graphitization)
- Pada tahap ini besi tuang putih dipanaskan di atas suhu eutectoid (940°°°°C) dan ditahan selama
3 hingga 20 jam tergantung pada komposisi, struktur dan ukuran besi cor. (makin besar makin
lama)
- Pada tahap ini besi karbon dari besi tuang putih berubah menjadi temper karbon (grafit) dan
austenit.
2. Cooling (pendinginan)
Pada tahap ini austenit dari besi dapat diubah menjadi tiga tipe matriks dasar: ferrite, pearlite atau
martensit.
a. Ferritic malleable iron.
Untuk membuat matrix ferrite setelah tahap pertama di atas, didinginkan dengan cepat ke
740~760°°°°C lalu didinginkan dengan perlahan dengan kecepatan sekitar 3 ~ 11°°°°C per jam.
Selama pendinginan austenit berubah menjadi ferrite dan graphite dengan grafit mengendap
pada partikel temper karbon yang ada.
b. Pearlitic malleable iron.
Untuk membuat matrix pearlite setelah tahap pertama di atas, didinginkan dengan lambat
ke 870°C lalu didinginkan dalam udara.
Dengan pendinginan yang cepat dihasilkan matrix pearlite yang terdiri atas temper carbon
(grafit).
c. Tempered martensitic malleable iron.
Untuk membuat matrix martensit setelah tahap pertama di atas, didinginkan dalam dapur
hingga 845 ~ 870°C ditahan selama 15 ~ 30 menit untuk menghomogenisasi struktur kemudian
didinginkan dengan cepat dalam minyak untuk membuat matriks martensit yang sangat keras.
Akhirnya ditemper atau dipanaskan antara 590 ~ 725°°°°C untuk mendapatkan sifat-sifat
mekanik yang diinginkan. Sehingga didapatkan struktur temper carbon dalam matrix martensit
temper.
Gbr 11.10 Foto mikro besi tuang mampu tempa (X100). (daerah terang: matrix ferit, daerah gelap:graphite/temper karbon)
Sumber: W.F.Smith, “Foundation of materials science and engineering”
Contoh: (JIS) FCFCFCFCMP45MP45MP45MP45----06060606 (FFFFe CCCCasting MMMMalleable PPPPearlite with minium 45454545 kg/mm2 of tensile strength and 0.06 or 6% of elongation)