CACAT-CACAT SOLIDIFIKASI PADA MATERIALSebelum membahas lebih jauh tentang cacat, maka terlebih dahulu marilah kita coba mengenal dengan kristalisasi. Kristalisasi ialah proses pembentukan Kristal yang terjadi pada saat pembekuan, perubahan dari fasa cair ke fasa padat. Jika ditinjau dari mekanismenya, kristalisasi terjadi melalui 2 tahap :1. Tahapan Nucleation (pembentukan inti)2. Tahapan Crystal Growth (Pertumbuhan Kristal)Nah, bagaimana hal ini dapat terjadi? Secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut :Dalam keadaaan cair, atom-atom tidak memiliki susunan yang teratur (selalu mudah bergerak) dan mempunyai temperature yang relatip tinggi serta atom-atomnya memiliki energi yang cukup banyak sehingga mudah bergerak dan tidak ada pengaturan letak atom relatip terhadap atom lainnya.Dengan semakin turunnya temperature maka energy atom akan semakin rendah dan semakin sulit bergerak sehingga atom-atom ini mulai mencari atau mengatur kedudukan relatip terhadap atom lainnya dan mulai membentuk lattice. Proses ini terjadi pada temperature yang relatip lebih dingin dimana sekelompok atom menyusun diri membentuk inti Kristal. Inti-inti ini akan menjadi pusat dari proses kristalisasi selanjutnya.Dengan semakin turunnya temperature maka akan semakin banyak atom-atom yang ikut bergabung dengan inti yang sudah ada ataupun membentuk inti baru. Setiap inti akan tumbuh dengan menarik atom-atom lainnya dari cairan ataupun dari inti yang tidak sempat tumbuh, untuk mengisi tempat kosong pada lattice yang akan dibentuk. Pertumbuhan ini berlangsung dari tempat yang bersuhu dingin ke tempat yang bersuhu panas. Pertumbuhan ini tidak bergerak lurus saja tetapi mulai membentuk cabang-cabang dan ranting-ranting. Struktur ini disebut dengan struktur dendritik. Dendrit ini akan terus tumbuh ke segala arah sehingga cabang-cabang (ranting-ranting) dendrit ini hampir bersentuhan satu dengan lainnya sehingga sisa cairang yang terakhir akan membeku disela-sela dendrit ini.Pertemuan antara satu dendrit kristal dengan lainnya dinamakan grain boundary (butir-butir kristal) yang merupakan bidang yang membatasi antara 2 kristal. Pada grain boundary ini akan terkandun unsur-unsur ikutan (impurity) yang lebih banyak dan pada grain boundary ini juga terdapat ketidakteraturan susunan atom (mismatch).Cacat-cacat Kristal (Imperfection)Cacat dapat terjadi karena adanya solidifikasi (pendinginan) ataupun akibat dari luar. Cacat tersebut dapat berupa :Cacat titik (point defect)Dapat berupa :a. Cacat kekosongan (Vacancy) yang terjadi karena tidak terisinya suatu posisi atom pada lattice.b. Interstitial (salah tempat, posisi yang seharusnya kosong justru ditempati atom)c. Substitusional (adanya atom asing yang menggantikan tempat yang seharusnya diisi oleh atom)Cacat garis (line defect)Yakni Cacat yang menimbulkan distorsi pada lattice yang berpusat pada suatu garis. Sering pula disebut dengan dislokasi. Secara umum ada 2 jenis dislokasi, yakni : edge dislocation dan screw dislocation.Cacat bidang (interfacial defect)Ialah batasan antara 2 buah dimensi dan umumnya memisahkan daerah dari material yang mempunyai struktur kristal berbeda dan atau arah kristalnya berbeda, misalnya : Batas Butir (karena bagian batas butir inilah yang membeku paling akhir dan mempunyai orientasi serta arah atom yang tidak sama. Semakin banyak batas butir maka akan semakin besar peluang menghentikan dislokasi. Kemudian contoh yang berikutnya adalah Twin (Batas butir tapi special, maksudnya : antara butiran satu dengan butiran lainnya merupakan cerminan).Cacat Ruang (Bulk defect)Perubahan bentuk secara permanen disebut dengan Deformasi Plastis, deformasi plastis terjadi dengan mekanisme :a. Slip, yaitu : Perubahan dari metallic material oleh pergerakan dari luar sepanjang Kristal. Bidang slip dan arah slip terjadi pada bidang grafik dan arah atom yang paling padat karena dia butuh energi yang paling ringan atau kecil.b. Twinning terjadi bila satu bagian dari butir berubah orientasinya sedemikian rupa sehingga susunan atom di bagian tersebut akan membentuk simetri dengan bagian kristal yang lain yang tidak mengalami twinning.
Cacat permukaan Atom-atom yang terletak pada boundary mempunyai energi yang lebih besar sehingga memudahkan atom saling meloncat keboundary tetangganya. Setelah mempelajari jenis cacat sekarang kita bahas mengenai latutan material polimer dan hubungannya dengan proses pengurangan cacat pada material tersebut. Larutan material polimer merupakan proses pengukuran atau penetuan viskositas, suhu, dan hal lain terhadap suatu material polimer yangakan dibentuk. Seperti yang telah diungkapkan sebelumnya maka dengan memperhatikan larutannya kita dapat mengetahui seberapa besar termodinamik yang harus kita gunakan pada proses pembentukan material polimer sehingga tidak terjadi cacat yang terlalu banyak. Pelarutan suatu material tidak sama dengan pelarutan senyawa yang mempunyai sifat yang umum. Hal ini disebabkan karena adanya dimensi-dimensi yang sangat berbeda antara pelarut dan molekul pembentuk material.jadi seseorang harus mampu meilih dan menentukan pelarut yang sesuai pada proses pembuatan material atau mampu memperhitungkan kesetimbangan larutan yang dibuat. Hal yang paling berpengaruh dalam dalam menentukan baiknya suatu larutan adalah termodinamik larutan, karena pada bagian ini sudah mencakup proses penentuan viskositas,suhu, enthalphi, sampai tenaga bebas larutan. Termodinamik larutan secara mutlak diberikan oleh : G= H - T S Ketika suatu proses pelarutan terjadi dengan spontan, energi bebas larutan tersebut G, bernilai negatif, entropi larutan S selalu memiliki nilai yang positif yang terjadi akibat naiknya mobilitas pelarutan dari rantai-rantai polimer. Oleh karena itu agar suatu larutan dapat dikatakan larutan unggul maka entalphi larutan H akan menentukan tanda H. Telah di usulkan bahwa panas pencampuran T, akan sangat berpengaruh terhadap proses pelarutan yang baik. Rapat energi yang sangat diperlukan untuk memindahkan molekul-molekul dari tetangga terdekatnya pada proses pelarutan analog dengan panas laten penguapan H dengan memakai hubungan E = H RT Dimana R adalah tetapan gas ideal, dan T adalah suhu mutlak, untuk membuktikan betapa pentingnya peranan suhu dalam proses pelarutan berikut sebuah grafik yang menunjukkkan hal tersebut : Pelarutan polimer berlaku dalam suhu tinggi dan juga suhu rendah. Suhu paling tinggi polimer mulai larut dinamakan suhu pelarutan kritikal atas (upper critical solution temperature - UCST). Suhu paling rendah polimer mulai melarut dinamakan suhu pelarutan kritikal bawah (lower critical solution temperature - LCST). Tampak bahwa apabila suhu larutan melewati UCST maka larutan akan sangat bersifat cair dan ini akan menimbulkan cacat yang besar, begitu juga dengan suhu larutan yang dibawah UCST maka akan terjadi pemapatan. Proses dimana larutan bersifat unggul dinamakan keadaan teta. Dari penjabaran diatas jelaslah bahwa suatu cacat yang terjadi pada material polimer sangat dipengaruhi oleh kesetimbangan larutannya, dimana dalam larutan tersebut harus diperhatikan tenaga bebasnya, entalphinya, entrophi serta suhunya.>>>> Cacat kekosongan ion Cacat ini dikemukakan dalam campuran. Dalam hal ini pada proses pelarutan ada atom-atom dari larutan yang bivarian atau polivarian yang menyusup dalam struktur kristal yang sebenarnya tidak seharusnya berada pada tempatnya. Cacat ini lebih sering terjadi karena pengaruh suhu yang tidak sesuai dalam proses pelarutan. >>>> Cacat garis Cacat garis ialah cacat titik yang melibatkan banyak atom yang kosong dalam bentuk deret. Cacat ini lebih sering disebabkan G atau tenaga bebas pada proses pelarutan, dimana energi pada atom lebih besar dari tenaga bebas saat pelarutan. >>>> Cacat titik Cacat titik merupakan cacat kristal yang disebabkan adanya kekosongan atau lepasnya atom dari susunannya. Cacat ini dapat disebabkan oleh tumpukan atom yang terjadi selama proses pelarutan maupun penurunan suhu pada proses pelarutan. >>>>Sebelum membahas proses pelarutan material polimer terlebih dahulu diketahui bagaimana dan apa saja cacat yang mungkin dapat terjadi pada material. Cacat pada material merupakan cacat atau ketidak sempurnaan krista material. Beberapa cacat kristal yaitu cacat titik, cacat garis, kekosongan ion dan cacat permukaan
korosi2.1 Pengertian KorosiKorosi atau Perkaratan berasal dari bahasa latin Corrodere yang berarti perusakan logam. Adapun definisi korosi sebagai berikut.
- Korosi adalah proses degradasi atau deteorisasi perusakan material yang terjadi disebabkan oleh pengaruh lingkungan sekelilingnya.
- Korosi adalah perusakan material tanpa perusakan mekanis.
- Korosi adalah Kebalikan dari metalurgi ekstraktif.
- Korosi adalah proses elektrokimia dalam mencapai kesetimbangan thermodinamika suatu sistem.
- Korosi adalah reaksi antara logam dengan lingkungannya.
Korosi adalah suatu penyakit dalam dunia teknik, walaupun secara langsung bukan merupakan produk teknik. Adanya studi tentang korosi adalah usaha untuk mencegah dan mengendalikan kerusakan supaya serangannya serendah mungkin dan dapat melampaui nilai ekonomisnya, atau umur tahannya material lebih lama untuk bisa dimanfaatkan. Caranya dengan usahaprefentifatau pencegahan dini untuk menghambat korosi. Dan hal ini lebih baik dari pada harus mengeluarkan biaya perbaikan yang tidak sedikit akibat serangan korosi.
2.2Jenis-jenis KorosiAdapun beberapa jenis korosi yang umum terjadi pada logam sebagai berikut.
1. Korosi Galvanis (Bemetal Corrosion)
Disebut juga korosi dwilogam yang merupakan perkaratan elektrokimiawi apabila dua macam metal yang berbeda potensial dihubungkan langsung di dalam elektrolit yang sama. Elektron akan mengalir dari metal yang kurang mulia (anodik) menuju ke metal yang lebih mulia (katodik). Akibatnya metal yang kurang mulia berubah menjadi ion-ion positif karena kehilangan elektron. Ion-ion positif metal bereaksi dengan ion-ion negatif yang berada di dalam elektrolit menjadi garam metal. Karena peristiwa ini, permukaan anoda kehilangan metal sehingga terrbentuk sumur-sumur karat atau jika merata akan terbentuk karat permukaan.
1. Korosi Sumuran (Pitting Corrosion)Adalah korosi yang terjadi karena komposisi logam yang tidak homogen dan ini menyebabkan korosi yang dalam pada berbagai tempat. Dapat juga adanya kontak antara logam, maka pada daerah batas akan timbul korosi berbentuk sumur.
1. Korosi Erosi(Errosion Corrosion)Logam yang sebelumnya teleh terkena erosi akibat terjadinya keausan dan menimbulkan bagian-bagian yang tajam dan kasar. Bagian-bagian inilah yang mudah terserang korosi dan apabila terdapat gesekan maka akan menimbulkan abrasi yang lebih berat.
1. Korosi Regangan(Stress Corrosion)Gaya-gaya seperti tarikan (tensile)atau kompresi(Compressive)berpengaruh sangat kecil pada proses pengkaratan. Adanya kombinasi antara regangan tarik (tensile stress) dan lingkungan yang korosif, maka akan terjadi kegagalan material berupa retakan yang disebut retak karat regangan.
1. Korosi Celah(Crevice Corrosion)Korosi yang terjadi pada logam yang berdempetan dengan logam lain atau non logam dan diantaranya terdapat celah yang dapat menahan kotoran dan air sebagai sumber terjadinya korosi. Konsentrasi Oksigen pada mulut lebih kaya dibandingkan pada bagian dalam, sehingga bagian dalam lebih anodik dan bagian mulut menjadi katodik. Maka terjadi aliran arus dari dalam menuju mulut logam yang menimbulkan korosi.
Atau juga perbedaan konsenrasi zat asam. Diamana celah sempit yang terisi elektrolit (pH rendah) maka terjadilah sel korosi dengan katodanya permukaan sebelah luar celah yang basah dengan air yang lebih banyak mengandung zat asam dari pada daerah dalam yang besifat anodik. Maka dari snilah terjadinya korosi dengan adanya katoda dan anoda.
1. Korosi Kavitasi(Cavitation Corrosion)Terjadi karena tingginya kecepatan cairan menciptakan daerah-daerah bertekanan tinggi dan rendah secara berulang-ulang pada permukaan peralatan dimana cairan tersebut mengalir. Maka terjadilah gelembung-gelembung uap air pada permukaan tersebut, yang apabila pecah kembali menjadi cairan akan menimbulkan pukulan pada permukaan yang cukup besar untuk memecahkan film oksida pelindung permukaan. Akibatnya bagian permukaan yang tidak terlindungi terserang korosi. Karena bagian tersebut menjadi anodik terhadap bagian yang terlindungi.
Karena terjadinya korosi pada bagian tersebut, maka akan kehilangan massa dan menjadi takik. Takik-takik tersebut akan bertambah dalam karena permukaan di dalam takik tidak sempat membentuk film pelindung karena kecepatan cairan yang tinggi dan proses kavitasi akan berlangsung secara berulang-ulang.
1. Korosi Lelah(Fatigue Corrosion)Bila logam mendapat beban siklus yang berulang-ulang, tetapi masih dibawah batas kekuatan luluhnya. Maka setelah sekian lama akan patah karena terjadinya kelelahan logam. Kelelahan dapat dipercepat dengan adanya serangan korosi. Kombinasi antara kelelahan dan korosi yang mengakibatkan kegagalan disebut korosi lelah. Korosi lelah terjadi di daerah yang menderita beban, lasan dan lainnya.
1. Korosi antar kristal
Terjadinya korosi hanya pada batas kristal, akibat dari serangan elektrolit. Karena tegangan pada kristal adalah paling tinggi. Dan terjadiny karbida pada batas butir yang dapat mengakibatkan korosi ini.
1. Penggetasan Hidrogen
1. a.Hydrogen EmbrittlementPenggetasan hidrogen adalah suatu proses hilangnya daktilasi baja dengan terserapnya hidrogen ke dalam struktur material baja. Kekuatan tarik tidak terpengaruh secara nyata. Daktilasi ini dapat dikembalikan melaui perlakuan panas. Kerusakan hidrogen menggambarkan pelemahan baja secara permanen karena berkembangnya retak-retak mikro(microfissures). Retak yang disebabkan oleh kerusakan hidrogen biasanya terjadi di sepanjang batas butir, karenanya berbeda dengan retak dingin akibat kemasukan hidrogen yang biasanya bersifat transgranular. Di dalam material baja, atom-atom hidrogen ini bergabung menjadi molekul (H2) dan menyebabkan terjadinya regangan lokal yang hebat. Jika baja cukup ductil maka kemungkinan dapat bertahan terhadap regangan lokal ini. Namun jika baja getas dan keras, maka akan terjadi retak-retak halus, yang kemudian menjadi besar dan mengakibatkan kegagalan materil.
1. b.Hydrogen DamageKerusakan hidrogen di dalam material baja terjadi akibat atom-atom hidrogen ini bergabung menjadi molekul (H2) dan menyebabkan terjadinya regangan lokal. Jika kemudian gas H2terperangkap di dalam cacat material seperti inklusi, laminasi maka gas hidrogen lama kelamaan berkumpul dan menaikkan tekanan di lokasi tersebut. Karena besarnya tekanan menyebabkan gelembung ataublister. Hal ini tidak terjadi pada suhu yang tidak terlalu tinggi dan pada daerah yang dekat dengan permukaan.
2.3 Lingkungan KorosiAda beberapa pengaruh lingkungan korosi secara umum adalah sebagai berikut.
1. Lingkungan air
Air atau uap air dalam jumlah sedikit atau banyak akan mempengaruhi tingkat korosi pada logam. Reaksinya bukan hanya antara logam dengan oksigen saja, tetapi juga dengan uap air yang menjadi reaksi elektrokimia. Karena air berfungsi sebagai:
- Pereaksi. Misalnya pada besi akan berwarna cokelat karena terjadinya besi hidroksida.
- Pelarut. Produk-produk korosi akan larut dalam air seperti besi klorida atau besi sulfat.
- Katalisator. Besi akan cepat bereaksi dengan O2dari udara sekitar bila ada uap air.
- Elektrolit lemah. Sebagai penghantar arus yang lemah atau kecil.
Mekanisme reaksi uap air di udara dengan logam sebagai berikut (Sumber: Supardi, 1997:72).
4H2O 4H++ 4OH-4H++ O22H2O
Fe Fe2++ 2e
2Fe + 4H+2Fe2++ 4H+2Fe2++ 4OH2-2Fe(OH)22Fe(OH)2+ H2+1/2O22Fe(OH)34Fe + 6H2O + 3O2 4Fe(OH)3Proses reaksi uap air terjadi seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.1 Sel karat logam di dalam titik embun
(Sumber: Widharto S, 1999:4)
Korosi pada lingkungan air bergantung pada pH, kadar oksigen dan temperatur. Misalnya pada baja tahan karat pada suhu 300-500oC bisa bertahan dari karat. Namun pada suhu yang lebih tinggi 600-650oC baja tahan karat akan terserang korosi dengan cepat. Demikian juga dengan penambahan kadar O2dalam air maka akan mempercepat laju korosi pada logam. Pengaruh kondisi lingkungan yang berubah-ubah sangat mempengaruhi laju korosi. Seperti faktor-faktor berikut.
- pH
Menurut penelitian Whitman dan Russel ternyata pH dari suatu elektrolit sangat mempengaruhi pada proses terjadinya korosi pada besi. Pengaturan pH dilakukan dengan pembubuhan KOH pada air yang pH 6-14 dan pembubuhan asam pada 7-0.
Gambar 2.2 Pengaruh pH pada logam besi
(Sumber: Supardi, 1997:90)
- Kadar Oksigen
Oksigen hampir ada dimana-man, karena potensial redoks sangat tinggi maka oksigen dalam proses korosi akan terlebih dahulu akan direduksi oleh H+.
Potensial redoks reaksi: O2+ H2O + 4e 4OH-, E=1.23 V.
Kelarutan O2dalam larutan harus dikurangi oleh garam yang terlarut dalam larutan dan kelarutannya bergantung pada logam yang tercelup dan luasan permukaan logam tercelup serta temperaturnya.
Gambar 2.3 Kelarutan O2(Sumber: Supardi, 1997:133)
Adapun macam-macam air seperti air suling merupakan air yang paling bersih dan bebas dari kation dan anion serta terisolir dari udara dan bebas mikroba. Adapun air hujan atau salju merupakan proses sulingan alam, namun demikian air ini masih mengandung CO2dari udara yang dapat membentuk senyawa H2CO3dan akan bersifat asam menyebabkan korosif pada baja. Untuk air permukaan komposisinya zat terlarut bergantung pada tanah yang ditempati atau tempat tergenangnya. Tetapi pada umumnya zat yang terlarut lebih rendah dari pada air laut. Biasanya air permukaan mengandung Ca2+, Mg2+, NH4+, Cl-, dan SO-4. Agresifitasnya lebih rendah daripada air laut. Sedangkan untuk air tanah dangkal seperti sumur zat terlarutnya bergantung pada tanah sekitanya.
Korosi oleh air bersih pada logam yang tidak mulia akan terbentuk reaksi sebagai berikut: L + 2H2O L(OH)2+ H2Sedangkan untuk air bersih dan adanya O2, akan ada proses oksidasi dari udara sekitarnya. Hal ini biasanya terjadi pada air dekat permukaan.
Reaksinya: 2L + 3H2O +3/2O22L(OH)31. Lingkungan udara
Temperatur, kelembaban relatif, partikel-partikel abrasif dan ion-ion agresif yang terkandung dalam udara sekitar, sangat mempengaruhi laju korosi. Dalam udara yang murni, baja tahan karat akan sangat tahan terhadap korosi. Namun apabila udara mulai tercemari maka serangan korosi dapat mudah terjadi. Salah satu polusi udara yang menimbulkan karosi adalah NOX dari pabrik asam nitrat, Cl2dari pabrik soda, dan NaCl dari air laut.
3. Lingkungan asam, basa dan garam
Pada lingkungan air laut, dengan konsentrasi garam NaCl atau jenis garam-garam yang lain seperti KCl akan menyebabkan laju korosi logam cepat. Sama halnya dengan kecepatan alir dari air laut yang sebanding dengan peningkatan laju korosi, akibat adanya gesekan, tegangan dan temperatur yang mendukung terjadinya korosi.
Pada larutan basa seperti NaOH (Caustic soda), baja karbon akan tahan terhadap serangan korosi pada media ini dengan suhu larutan 75oF (24oC) dan konsentrasi 45% berat. Pada larutan asam seperti Asam cromat (CrO3) dengan Asam kromat 10% pada suhu 60oC tidak akan menyerang baja tahan karat. Tingkat korosi akan naik sebanding dengan temperatur dan konsentrasi yang juga meningkat.
Senyawa kromat mampu sebagai pemasif yang efektif terhadap laju korosi pada logam. Dalam kenyataannya dapat tereduksi menjadi Cr2O3yang membentuk serpih yang berwarna hijau kecoklatan. Cr2O3banyak digunakan sebagai abrasi pada pemolesan karena Cr2O3keras, tajam sehingga mampu mengikis atau mengasah logam menjadi mengkilap.
Penggunaan larutan garam Natrium Cromat / sodium kromat (Na2CrO4) dengan kadar tertentu mampu menghambat laju korosi. karena sodium kromat sebagai inhibitor kimia, yaitu suatu zat kimia yang dapat menghambat atau memperlambat suatu reaksi kimia. Secara khusus, inhibitor korosi merupakan suatu zat kimia yang bila ditambahkan ke dalam suatu lingkungan tertentu, dapat menurunkan laju penyerangan lingkungan itu terhadap suatu logam.
Selain itu fungsi dari inhibitor adalah mampu memperpanjang umur pakai logam, melindungi dan memperindah permukaan logam, lebih mengkilap dan terang dengan warna tertentu yang dihasilkan sesuai inhibitornya.
Penggunaannya sebagai berikut (Sumber: Widharto, 1999:140).
- Na2CrO4, dengan konsentrasi 50 ppm digunakan pada pipa baja.
- 2,3 gr/l Na2CrO4untuk sambungan galvanik Cu-Zn-Fe
- 2,4 gr/l Na2CrO4untuk sambungan galvanik Fe-Al
- 0,1% Na2CrO4digunakan untuk penghambat laju korosi logam Fe, Cu, Zn dalam sistem air pendingin (water cooling) dan pada larutan garam (Brines)
- 0,1% -1% Na2CrO4digunakan untuk penghambat laju korosi (inhibitor) logam Fe, Pb, Cu, Zn dalam sistem mesin pendingin(engine coolants)
Di bawah ini berbagai jenis media dan penyebab terjadinya korosi.
Gambar 2.4 Berbagai Media Karat dan Faktor-faktor
yang mempengaruhinya
(Sumber: Widharto S, 1999:2)
2.4 Perhitungan Laju KorosiLogam baja karbon dicelupkan pada lingkungan yang telah dipersiapkan sebelumnya. Volume lingkungan yang digunakan mengikuti rasio minimum volume larutan terhadap luas permukaan benda uji adalah 20 ml/cm2, sesuai dengan ASTM G31-72 (Reapproved1990)Standard Practice for Laboratory ImmersionCorrosion Testing of Metals.
Untuk perhitungan laju korosi dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut.
Laju korosi = (mpy)
Mpy = dimana :
mpy = laju korosi, (mils/year)
W = berat yang hilang, (gr)
A = luas, (cm2)
T = waktu, (jam)
D =density, (gr/cm3)
2.5 Pengendalian KorosiKorosi tidak mungkin sepenuhnya dapat dicegah karena memang merupakan proses alamiah bahwa semuanya akan kembali ke sifat asalnya. Asalnya dari tanah maka akan kembali ke tanah. Hal ini adalah siklus alam yang akan terus terjadi selama kesetimbangan alam belum tercapai. Namun demikian pengendalian dan pencegahan korosi harus tetap dilakukan secara maksimal, karena dilihat dari segi ekonomi dan dari segi keamanan merupakan hal yang tidak boleh ditinggalkan dan dibiarkan begitu saja.
Pengendalian korosi harus dimulai dari suatu perencanaan, pengumpulan data lingkungan, proses, peralatan dan bahan yang dipakai serta pemeliharaan yang akan diterapkan. Adapun metode-metode yang dilakukan dalam pengendalian korosi sebagai berikut.
1. Pengubahan lingkungan
2. Pemilihan bahan
3. Modifikasi rancangan
4. Teknik pelapisan
5. Proteksi anodik dan katodik
2.6Penelitian TerdahuluAdapun penggunaan sodium kromat dalam suatu material baja yang direndam dalam larutan sodium klorida selama kurang lebih 50 hari dapat membentuk pasivitas dalam larutan.
Penggunaan konsentrasi sodium kromat (satuan ppm) dalam larutan awal adalah 25, 50, 100, 250, 500, dan 1000 yang ditambahkan dalam air dengan konsentrasi 100 ppm sodium klorida, masih perlu adanya penambahan sodium kromat secara berturut-turut pada larutan awal adalah 1.0, 1.3, 0.5, 0.3, 0.1, dan 0.1 pon/1000 ft2. Sedangkan untuk untuk air yang mengandung sodium kromat 1000 ppm, maka pada konsentarsi larutan awal 25, dan 50 ppm tanpa perlu adanya penambahan sodium kromat lagi. Karena dengan konsentrasi tersebut sudah bisa menjadi inhibisi yang baik. Dan untuk konsentrasi larutan awal 100, 250, 500, dan 1000 ppm, perlu penambahan secara berturut-turut adalah 1.1, 1.3, 0.7, dan 0.7 agar jumlah larutan Na2CrO4dapat membentuk pasivitas dalam larutan sodium klorida(NaCl). (Sumber: Widharto, 1999:127).
Ada juga nilai konsentrasi kritis dalam media sodium klorida dan sodium sulfat, sehinggga apabila terlampaui akan menyebabkanpitting corrosionpada baja apabila terendam dalam larutan kromat selama 5 hari pada suhu 25oC dalam larutan diam. Konsentrasi Na2CrO4(ppm) adalah 200 dan 500. dengan konsentrasi kritis pada NaCl adalah 12 dan 30 ppm. Sedangkan pada Na2SO4konsentrasi kritisnya adalah 500 dan 120 ppm. (Sumber USU:Indra, Kimia dari Inhibitor Korosi: 2004)Metalurgi serbuk merupakan salah satu teknik produksi dengan menggunakan serbuk sebagai material awal sebelum proses pembentukan. Prinsip ini adalah memadatkan sebuk logam menjadi bentuk yang dinginkan dan kemudian memanaskannya di bawah temperatur leleh. Sehingga partikel-partikel logam memadu karena mekanisme transportasi massa akibat difusi atom antar permukaan partikel. Metode metalurgi serbuk memberikan kontrol yang teliti terhadap komposisi dan penggunaan campuran yang tidak dapat difabrikasi dengan proses lain. Sebagai ukuran ditentukan oleh cetakan dan penyelesaian akhir (finishing touch).
Proses metalurgi serbuk adalah merupakan proses pembuatan produk dengan menggunakan bahan dasar dengan bentuk serbuk yang kemudian di sinter yaitu proses konsolidasi serbuk pada temperatur tinggi yang di dalamnya termasuk juga proses penekanan atau kompaksi.
Proses metalurgi serbuk memiliki banyak keuntungan antara lain :
1.Efisiensi pemakaian bahan yang sangat tinggi dan hampir mencapai 100%
2.Tingkat terjadinya cacat seperti segregasi dan kontaminasi sangat rendah.
3.Stabilitas dimensi sangat tinggi.
4.Kemudahan dalam proses standarisasi dan otomatisasi
5.Tidak menimbulkan tekstur pada produk.
6.Besar butir mudah dikendalikan
7.Mudah dalam pembuatan produk beberapa paduan khusus yang susah didapatkan dengan proses pengecoran (casting).
8.Porositas produk mudah dikontrol
9.Cocok untuk digunakan pada material dengan kemurnian tinggi.10.Cocok untuk pembuatan material komposit dengan matriks logam.Proses metalurgi serbuk untuk aplikasi magnetik yang dalam hal ini adalah untuk memproduksi material magnetic lunak (soft magnetic materials) untuk aplikasi arus DC pada peralatan elektronik juga untuk magnet permanent. Dalam beberapa tetapi tidak berarti semua bagian dari aplikasi yang ada diproduksi dengan proses metalurgi serbuk karena metode ini dapat menghasilkan bentuk akhir dengan proses tambahan seperti machining dan grinding minimal pada satu waktu untuk mendapatkan sifat magnet yang diinginkanSifat-sifat serbuk logamSerbuk dibuat menurut spesifikasi antara lain :BentukBentuk partikel serbuk tergantung pada cara pembuatannya, dapat bulat, tidak teratur, dendritik, pipih atau bersudut tajam.KehalusanKehalusan berkaitan erat dengan ukuran butir dan ditentukan dengan mengayak serbuk dengan ayakan standar atau dengan pengukuran mikroskop. Ayakan standar berukuran mesh 36 - 850m digunakan untuk mengecek ukuran dan menentukan distribusi ukuran pertikel dalam daerah tertentu.Sebaran Ukuran PartikelDengan sebaran ukuran partikel ditentukan jumlah partikel dari setiap ukuran standar dalam serbuk tersebut. Pengaruh sebaran terhadap mampu alir, berta jenis semu dan porositas produk cukup besar. Sebaran tidak dapat diubah tanpa mempengaruhi ukuran benda tekanMampu AlirMampu alir merupakan karakteristik yang menggambarkan sifat alir serbuk dan kemampuan memenuhi ruang cetak. Dapat digambarkan sebagai laju alir melalui suatu celah tertentu.Sifat KimiaTerutama menyangkutkemurnianserbuk, jumlah oksida yang diperbolehkan dan kadar elemen lainnya.KompresibilitasKompresibilitas adalah perbandingan volume serbuk semula dengan volume benda yang ditekan. Nilai ini berbeda-beda dan dipengaruhi oleh distribusi ukuran dan bentuk butir. Kekuatan tekan mentah tergantung pada kompresibilitas.Berat Jenis CurahBerat jenis curah atau berat jenis serbuk dinyatakan dalam kilogram per meter kubik. Harga ini harus tetap, agar jumlah serbuk yang mengisi cetakan setiap waktunya tetap sama.Kemampuan SinterSinter adalah proses pengikatan partikel melalui proses pemanasan.Cara pembuatan serbukAda beberapa cara dalam pembuatan serbuk antara lain: decomposition, electrolytic deposition, atomization of liquid metals, mechanical processing of solid materials.1.Decomposition, terjadi pada material yang berisikan elemen logam. Material akan menguraikan/memisahkan elemen-elemennya jika dipanaskan pada temperature yang cukup tinggi. Proses ini melibatkan dua reaktan, yaitu senyawa metal dan reducing agent. Kedua reaktan mungkin berwujud solid, liquid, atau gas.2.Atomization of Liquid Metals, material cair dapat dijadikan powder (serbuk) dengan cara menuangkan material cair dilewatan pada nozzel yang dialiri air bertekanan, sehingga terbentuk butiran kecil-kecil.3.Electrolytic Deposition, pembuatan serbuk dengan cara proses elektrolisis yang biasanya menghasilkan serbuk yang sangat reaktif dan brittle. Untuk itu material hasil electrolytic deposition perlu diberikan perlakuan annealing khusus. Bentuk butiran yang dihasilkan oleh electolitic deposits berbentuk dendritik.4.Mechanical Processing of Solid Materials, pembuatan serbuk dengan cara menghancurkan material dengan ball milling. Material yang dibuat dengan mechanical processing harus material yang mudah retak seperti logam murni, bismuth, antimony, paduan logam yang relative keras dan britlle, dan keramik.Dari sekian proses pembuatan serbuk, proses yang banyak dipakai adalah proses atomisasi.Proses pembuatan serbuk bisa di kategorikan melalui tiga macam cara yaitu : secara fisik, secara kimiawi, dan secara mekanik. Pembuatan serbuk secara fisik dapat diibaratkan sebagai proses atomisasi yaitu proses perusakan arus logam cair yang disemprot dengan bahan pendingin yang dalam hal ini dapat berupa cairan atau gas sehingga logam cair berubah menjadi tetesan padat yang berbentuk butiran. Sedangkan pembuatan serbuk dengan cara kimia melibatkan banyak reaksi dekomposisi kimia terhadap senyawa logam ini juga termasuk reaksi reduksi didalamnya. Pembuatan serbuk secara mekanik secara umum dapat dilakukan pada logam logam yang bersifat getas sehingga mudah dihancurkan dengan diberikan gaya tekan dan dijadikan serbuk.
Pembentukan SerbukSerbuk untuk produk tertentu harus dipilih dengan teliti agar terjamin sutu proses pembentukan yang ekonomis dan diperoleh sifat-sifat yang diinginkan untuk produk akhirnya. Bila hanya digunakan satu jenis serbuk dengan sebaran ukuran partikel yang tepat, biasanya tidak diperlukan pencampuran lagi sebelum proses penekanan. Kadang-kadang berbagai ukuran partikel serbuk dicampurkan dengan tujuan untuk merubah beberapa karakteristik tertentu seperti yang telah dijelaskan sebelumnya ; mampu alir dan berat jenis, umumnya serbuk yang ada di pasar mempunyai sebaran ukuran partikel yang memadai. Pencampuran akan sangat penting bila menggunakan campuran serbuk, atau bila ditambahkan serbuk bukan logam.Pencampuran serbuk harus dilakukan di liungkungan tertentu untuk mencegah terjadinya oksida atau kecacatan. Hampir semua jenis serbuk memerlukan pelumas pada proses pembentukan untuk mengurangi gesekan pada dinding cetakan serta untuk memudahkan pengeluaran. Meskipun penambahan pelumas menyebakan peningkatan porositas namun sebenarnya fungsi pelumas dimaksudkan untuk meningjkatkan tingkat produksi tang banyak digunakan pada mesin peres dengahn pengumpan otomatik. Pelumas tersebut antara lain adalah asam stearik, lithium stearat dan serbuk grafit.Pembagian berbagai proses pembentukan serbuk :PengerolanPemampatanEksplosif Proses Serat LogamPeningkatan Kepadatan secara SentrifugalPencetakanSecara IsostatikSecara HidrostatikSinter gravitasiEkstruksiCetakan SlipSinteringSintering adalah salah satu tahapan metodologi yang sangat penting dalam ilmu bahan, terutama untuk bahan keramik. Selama sintering terdapat dua fenomena utama yaitu :pertamaadalah penyusutan (shrinkage) yaitu proses eliminasi porositas dan yangkeduaadalah pertumbuhan butiran. Fenomena yang pertama dominan selama pemadatan belum mencapai kejenuhan, sedang kedua akan dominan setelah pemadatan mencapai kejenuhan. Parameter sintering diantaranya adalah :temperatur, waktu penahanan, kecepatan pendinginan, kecepatan pemanasandanatmosfir.Sintering biasanya digunakan pada sampel pada temperatur tinggi. Dalam terminologi teknik istilah sintering digunakan untuk menyatakan fenomena yang terjadi pada produk bahan, padat dibuat dari bubuk, baik logam / non logam. Sebuah kumpulan partikel dengan ukuran yang tepat (biasanya diameter beberapa mikro atau lebih kecil) dipanaskan sampai suhu antara dan titik leleh, ini dalam orde menit selama perlakuan ini partikel-partikel tergabung bersama-sama.
Dari segi cairan, sintering dapat menjadi dua yaitu : sintering fasa padat dan sintering fasa cair. Sintering dengan fasa padat adalah sintering yang dilaksanakan pada suatu temperatur yang telah ditentukan, dimana dalam bahan semuanya tetap dalam fasa padat. Proses penghilagan porositas dilakukan melalui transport massa. Jika dua partikel digabung dan dipanaskan pada suhu tertentu, dua partikel ini akan berikatan bersama-sama dan akan membentuk neck. Pertumbuhan disebabkan oleh transport yang meliputi evaporasi, kondensasi, difusi.Lingkungan sangat berpengaruh karena bahan mentah terdiri dari partikel kecil yang mempunyai daerah permukaan yang luas. Oleh karena itu lingkungan harus terdiri dari gas reduksi atau nitrogen untuk mencegah terbantuknya lapisan oksida pada permukaan selama proses sinter.Penekanan panasDalam proses pemampat serbuk biasa, penekan pemampat serbuk digunakan bersama perkakasan dan die. Biasanya ruang die yang tertutup di sebelah (die menegak, bahagian dasar ditutup dengan perkakasan penekan) diisi dengan serbuk. Serbuk itu kemudiannya dimampatkan menjadi bentuk dan dikeluarkan dari ruang die. Pelbagai komponen boleh dibentuk menggunakan proses pemampata serbuk. Setengah contoh bahagian ini adalah bearings, bushings, gear, piston, tuil, dan pengikat bingkai (brackets). Apabila memampatkan bentuk ini, saiz dimensi dan kawalan berat dikekalkan dengan baik. Dalam kebanyakan penggunaan bagi bahagian ini hanya sedikit perubahan perlu dilakukan bagi sebelum digunakan; menjadikannya sangat menjimatkan untuk dihasilkan.
Dalam sesetengah operasi penekanan (seperti pemampatanTekanan Isostatik panas)pembentukan dan pensinteran berlaku serantak. Prosedure ini, bersama teknik pemampatan dipancu letupan, digunakan secara meluas dalam penghasilan bahagian bersuhu tinggi dan kekuatan tinggi seperti bilah turbin bagi enjin jet. Dalam kebanyakan kegunaan metalurgi serbuk pemampat menekan panas, dipanaskan pada suhu melebihi tahap beku bahan. Penekan panas merendahkan tekanan yang diperlukan bagi mengurangkan keporosan dan kepantasan pengimpalan panas dan proses herotan urat (grain deformation). Juga ia membenarkan kawalan dimensi atas barangan yang lebih baik, mengurangkan kesensitifan pada ciri-ciri fizikal bahan pemula, dan membenarkan serbuk dipancu kepada ketumpatan lebih tinggi berbanding penekanan sejuk, menghasilkan kekuatan lebih tinggi. Aspek keburukan penekanan panas termasuk jangka hayat die lebih pendek, penghasilan lebih perlahan kerana pemanasan serbuk, dan keperluan kerap bagi melindungi atmosfera semasa fasa pembentukan dan penyejukan.
Penekanan terhadap serbuk dilakukan agar serbuk dapat menempel satu dengan lainnya sebelum ditingkatkan ikatannya dengan proses sintering. Dalam proses pembuatan suatu paduan dengan metode metalurgi serbuk, terikatnya serbuk sebagai akibat adanya interlocking antar permukaan, interaksi adesi-kohesi, dan difusi antar permukaan. Untuk yang terakhir ini (difusi) dapat terjadi pada saat dilakukan proses sintering. Bentuk benda yang dikeluarkan dari pressing disebut bahan kompak mentah, telah menyerupai produk akhir, akan tetapi kekuatannya masih rendah. Kekuatan akhir bahan diperoleh setelah proses sintering.
Keuntungan dan keterbatasan metalurgi serbukKeuntungan metalurgi serbuk adalah:1.Menghasilkan produk yang baik dan lebih ekonomis karena tidak ada material yang terbuang selama proses.2.Porositas produk dapat dikendalikan dan diatur.3.Serbuk yang murni akan menghasilkan produk yang murni.4.Hasil produk mempunyai toleransi yang tinggi, permukaan halus, dank eras.5.Dapat menghasilkan produk dengan bahan yang berbeda.Teknik pembuatan logam telah banyak dikembangkan oleh para ahliteknik untuk memperoleh sifat mekanik dan korosi yang baik, salah satunyaadalah teknik pencampuran dengan metode metalurgi serbuk. Perilaku baja tahankarat (Stainless Steels)yang dibuat dengan metode metalurgi serbuk menunjukkanketahanan korosi yang juga baik.Baja paduan Fe-Cu yang dibuat dengan teknik metalurgi serbukmerupakan baja yang memiliki sifat mekanik dan korosi atmosfer yang cukupbaik di samping harganya yang relatif murah diantara baja paduan ferrous yanglain, sehingga baja ini banyak dimanfaatkan sebagai baja konstruksi dalamlingkungan industri automotif, karena sifatnya dapat dikendalikan, maka dalampembuatan baja paduan Fe-Cu dioptimalisasi dengan berbagai macam cara baikmetode pencampuran, temperatur sintering dan waktu sintering maupunkonsentrasi tembaga yang ditambahkan ke dalam paduan metalurgiserbuk.Baja produk metalurgi serbuk Fe-Cu dalam lingkungan atmosfer yangterkontaminasi SO2 disimulasikan dalam lingkungan tiruan yaitu larutan yangmengandung 0,1 M Na2SO4 memiliki ketahanan korosi yang lebih baik dari bajakarbon rendah. Baja produk metalurgi serbuk Fe-Cu menunjukkan suseptibilitaskorosi yang lebih baik pada temperatur sintering sedikit di atas titik leleh(11500C) karena terjadi difusi fasa cair,dari pada yang dilakukan pada temperatursintering sedikit di bawah titik lelehnya (10000C) terjadi difusi fasa padat. Hasilpengamatan dari berbagai kondisi ini akan dianalisis dan dipadukan dengan hasilpenelitian sebelumnya sehingga dapat diketahui dengan jelas mekanismeperlakuan korosi dan kinerja optimal baja produk metalurgi serbuk di bawahkondisi potensial korosi bebas
PENGERTIAN BESI TUANGPENGERTIAN BESI TUANG
Secara umum Besi Tuang adalah Besi yang mempunyai kandungan karbon antara 2,5%- 4%, karena kandungannya hanya 2,5%- 4% maka besi tuang ini mempunyai kemampuan las yang rendah. Karbon dalam Besi Tuang dapat berupa sementit (Fe3C) atau biasa disebut dengan Karbon Bebas (grafit).
MACAM MACAM BESI TUANG
Besi tuang terdapat beberapa jenis, yaitu:1. BESI TUANG PUTIH (WHITE CAST IRON).
Dimana Besi Tuang ini seluruh karbonnya berupa Sementit sehingga mempunyai sifat sangat keras dan getas. Mikrostrukturnya terdiri dari Karbida yang menyebabkan berwarna Putih.
2. BESI TUANG MAMPU TEMPA (MALLEABLE CAST IRON).
Besi Tuang jenis ini dibuat dari Besi Tuang Putih dengan melakukan heat treatment kembali yang tujuannya menguraikan seluruh gumpalan graphit (Fe3C) akan terurai menjadi matriks Ferrite, Pearlite dan Martensite. Mempunyai sifat yang mirip dengan Baja.
3. BESI TUANG KELABU (GREY CAST IRON).
Jenis Besi Tuang ini sering dijumpai (sekitar 70% besi tuang berwarna abu-abu). Mempunyai graphite yang berbentuk FLAKE. Sifat dari Besi Tuang ini kekuatan tariknya tidak begitu tinggi dan keuletannya rendah sekali.
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SIFAT MAMPU LAS PADA BESI TUANG :
1. Ketegangan saat pendinginan.
Secara teori pengelasan (welding) material las (logam las / weld metal) akan berkontraksi selama pendinginan. Karena kerapuhan dari besi tuang inilah kontraksi cast iron mempunyai kemampuan yang lebih rendah dibandingkan Baja.
2. Bentuk yang tidak beraturan.
Umumnya Besi Tuang ini dibuat dalam bentuk yang tidak berarturan atau boleh saya bilang artistic. Dengan adanya bentuk yang rumit besi tuang tersebut sedikit banyak mempunyai ketebalan yang tidak seragam hal ini akan mempengaruhi konstraksi tegangan yang terjadi pada material tersebut dan mudah terjadi retak dan perlu diingat juga yang melatarbelakangi ini adalah sifatnya yang mempunyai daya lentur yang sangat rendah.
3. HAZ yang keras.
HAZ pada Besi Tuang yang berdekatan dengan Weld Metal akan mempunyai sifat yang keras. Pengerasan ini diakibatkan oleh adanya bagian HAZ yang tidak ikut mencair.
4. Pengikatan Karbon dari Base Metal.
Akibat Pengelasan Besi tuang yang tercampur dengan logam dasar akan menyebabkan terjadinya pengikatan karbon pada sambungan las sehingga menyebabkan peningkatan kandungan sulfur dan pospor.dalam logam las tersebut.
5. Penyerapan Minyak pada Besi Tuang.
Karena bentuk karekteristik material ini rata-rata berpori maka kemungkinan terjadinya peresapan minyak dalam gravit yang menyebabkan porositas pada logam las. Biasanya sering dialami oleh para praktisi pada saat memperbaiki sambungan las ketika sedang dilakukannya perawatan.
Faktor yang menyebabkan terjadinya retak pada besi tuang setelah terjadinya pengelasan.
1. Chemical Composition : %C = Carbon terlalu tinggi. Unsur C yang tinggi memang akan menurunkan Titik Lebur baja (Mesti dibahas juga Diagram Fe-Fe3C) sehingga antara proses peleburan dan penuangan di cetakan lebih mudah. Tetapi karena sifatnya yang lunak akan menjadi sumber keretakan di paduan Besi Cor, apalagi yang C nya berbentuk Flake (Besi cor mempunyai Carbon bebas, mungkin seperti radikal bebas di tubuh kita). %P= Posphor dan %S= Sulphur Tinggi. Dalam paduan Fe, kadar P dan S tidak boleh lebih besar dari keteentuan. Karena lebih dari itu akan menyebabkan sumber keretakan (kalau di proses rolling pembuatan besi beton bisa pecah) . Lantas mengapa unsur P dan S ini tidak diturunkan saja? Dalam proses pengecoran, unsur P dan S sangat diperlukan untuk meningkatkan mampu alir dari cairan besi.
2. Faktor-faktor lain seperti bentuk yang kompleks dan lain tidak banyak berpengaruh, karena kebanyakan pada proses pengelasan Cast Iron, keretakan terjadi pada daerah HAZ.
3. Bagaimana pengaruh Oli ? Pengotor seperti ini lebih banyak berpengaruh terhadap terjadinya Porosity pada besi lasan.
Cara menghindari terjadinya keretakan pada pada proses pengelasan besi tuang.
1. Gunakan kawat las Nickel.
2. Kontrol heat input dan Cooling rate.
3. Sebelum mengelas harus dibersihkan terlebih dulu dari misalnya Oli, Cat dan sebagainya.
Pada umumnya Besi Tuang (Cast Iron) mempunyai bentuk yang rumit suatu contoh (pipe fitting, sprokect, pump, crank shaft mesin mobil dan beberapa peralatan yang terdapat pada pabrik gula) bukan dalam bentuk mild seperti steel yang sering kita temui dipasaran.
HUBUNGAN ANTRA BESI TUANG DENGAN TEGANGAN
Dengan adanya bentuk yang rumit besi tuang tersebut sedikit banyak mempunyai ketebalan yang tidak seragam hal ini akan mempengaruhi konstraksi tegangan yang terjadi pada material tersebut dan mudah terjadi retak.
Untuk menghindari timbulnya keretakan pada sebuah besi tuang karena ketegangan akibat konstraksi tegangan selama pengelasan sering dilakukan dengan memperluas bidang yang dipanasi dengan pemanasan awal untuk menyeimbangkan kontraksi tegangan dalam hal ini ada metode yang dilakukan dalam preheating :
1. Preheating setempat.Tujuannya untuk menghambat tingkat pendinginan sambungan las.
2. Preheating keseluruhan.Mempunyai fungsi untuk melepaskan tegangan internal yang tersembunyi dan untuk memperlambat pendinginan pengelasan. Hal ini cocok untuk material yang mempunyai bentuk rumit Seperti roda gigi, sproket dsb.
Alasan penggunaan kawat las besi tuang berbasis pada unsur nickel (ni).
Nickel adalah suatu logam berwarna Putih perak, Mempunyai Berat Jenis 8.5 yang hampir sama dengan Tembaga.Nikel dijadikan sebagai bagian dari bahan kawat las cast iron karena nickel mempunyai karakteristik low solubility pada carbon. Dengan menyatunya nickel & besi dapat menghindari terjadinya crack (retak) pada daerah fusion line akibat Adanya perbedaan expansion temperature pengelasan pada material cast iron. selain itu logam las ini mempunyai karakteristik yang lentur dan mudah untuk dimachining.
Perlu diketahui juga tidak selamanya kawat las cast iron berbasiskan pada nickel tetapi ada juga kawat las yang berbasiskan tembaga (copper).
Definisi besi cor (yang paling mudah dipahami) adalah paduan antara besi (Fe) dengan karbon (C), tapi kandungan C-nya harus lebih besar dari 2%. Material ini selalu mengandung unsur silikon (Si) yang berfungsi sebagai "Penggalak penggrafitan" , makudnya mendorong terjadinya grafit di dalam besi cor.Grafit itu sebenarnya karbon bebas yang terdapat dalam suatu material, dia ngak berikatan dengan unsur lain untuk membentuk suatu senyawa, jadi sifatnya relatif lunak. Tapi jangan salah, grafit ini memegang peranan penting juga lho..dalam menentukan sifat mekanik besi cor. Nah, sebelum ngebahas grafit, kayanya perlu tahu juga nih jenis-jenis besi cor :1. Besi Cor Kelabu : besi cor ini memiliki grafit yang serpih dan banyak digunakan untuk bodi mesin perkakas (mesin freis, bubut, bor, dll). Karena bentuk grafit-nya serpih jadi besi cor kelabu mampu meredam getaran, tapi sayangnya bentuk serpih memiliki ujung yang tajam jadi bisa berperan sebagaistress raiserataustress concentration(konsentrasi tegangan) sehingga kekuatan tarik dan keuletan besi cor ini relatif rendah kalau dibandingkan dengan besi cor lainnya. Warna permukaan patahan dari besi cor ini adalah kelabu, makanya dinamakan besi cor kelabu.2. Besi Cor Nodular : besi cor ini memiliki grafit yang bulat, biasanya dipakai untuk ring piston. Karena grafitnya bulat maka sifat mekaniknya cukup baik (keuletan dan kekuatannya relatif tinggi). Sifat mekanik besi cor ini hampir menyerupai baja lho.., apa lagi kalau di proses heat treatment (misalnya austemper), maka sifat mekaniknya lebih meningkat. Besi cor nodular yang mengalami proses austemper dikenal dengan namaAustempered Ductile Iron(ADI). Untuk proses heat treatment (perlakuan panas)...nanti-nati aja deh dibahasnya ya...O..iya, grafit itu bisa bulat karena ada penambahan unsur magnesium (Mg) atau cerium (Ce) sewaktu besi cor itu masih cair.3. Besi Cor Malleable : besi cor ini cukup kuat dan ulet, tapi masih kalah kalau dibandingkan dengan besi cor nodular. Biasanya besi cor ini dibuat dari besi cor putih yang dipanaskan kurang lebih 1000oC . Bentuk grafit dari besi cor ini mengelompok dan hampir bulat.4. Besi Cor Putih : Nah...inilah satu-satunya besi cor yang tidak memiliki grafit, karena karbon yang ada sebagian kecil larut di dalam ferit dan sisanya berikatan dengan besi membentuk sementit ( Fe3C). Karena sementit memiliki sifat yang keras dan jumlahnya cukup banyak, maka besi cor putih memiliki kekerasan yang tinggi, sehingga tidak mudah aus dan digunakan untukslide-waypada mesin bubut. Ketiadaan grafit dalam besi cor ini disebabkan oleh kecepatan pendinginan yang cepat sekali. Permukaan patahan material ini terang (putih mengkilap) , makanya disebut besi cor putih.Nah.., sebagai catatan, sifat semua jenis besi cor ini selain ditentukan oleh bentuk,ukuran , dan distribusi grafit juga ditentukan oleh fasa-fasa yang ada dalam matriksnya.
