Material teknik disampaikan oleh Catur Pramono UNTIDAR

HARDENABILITY kemampuan baja untuk membentuk martensit pada proses pencelupan/quenching sifat baja yang menentukan kedalaman dan distribusi kekerasan pada proses quenching Hardenability dipengaruhi: prosentase unsur-unsur paduan besar butir austenit temperatur austenisasi lama pemanasan struktur mikro baja sebelum quenching

PENGUJIAN HARDENABILITY mengquench salah satu ujung dari batang uji (end-quench test) yang dikembangkan oleh Jominy Boegehold dari Amerika  uji Jominy Uji Jominy: spesimen berbentuk silinder diameter 1 in (25 mm) dan panjang 4 in (100 mm) salah satu ujungnya diperlebar untuk memudahkan spesimen digantung pada peralatan quench ujung lainnya yang akan disemprot air, permukaannya dihaluskan spesimen dipanaskan pada temperatur austenisasi selama 30-35 menit pada tungku dengan atmosfer netral spesimen digantungkan pada peralatan quench dan salah satu ujungnya disemprot dengan air setelah dingin, permukaan spesimen dibuat datar untuk diuji kekerasan sebagai fungsi jarak dari ujung yang di-quench

UJI JOMINY

Hardenability & diagram CCT baja eutektoid

Kurva hardenability berbagai baja

HARDENABILITY Terbaik : baja 4340, karena dapat mempertahankan kekerasan pada jarak 2 in (50 mm) Terjelek : baja 1040, karena nilai kekerasan turun drastis pada jarak ¾ in Besar butir austenit vs hardenability: Besar butir <<, mampu keras turun besar butir >>, mampu keras naik Unsur paduan peningkat mampu keras:  Mn, Cr, Mo, Ni, W.

BESI COR (CAST IRON) Paduan Fe dengan C dimana %C > 1,7% (umumnya 3%C) BESI COR PUTIH (WHITE CAST IRON) BESI COR KELABU (GRAY CAST IRON) BESI COR NODULAR (NODULAR CAST IRON) BESI COR MALLEABLE (CAST IRON MALLEABLE)

BESI COR PUTIH Cara Pembuatan: Dari diagram fasa Fe-C pada komposisi 3%C dengan pendinginan cepat Karakteristik: Kandungan Si < 1% Struktur mikro terdiri perlit + sementit (Fe3C), matriknya sementit Permukaan patahan berwarna putih Sangat keras dan getas Tidak mampu dimesin Tahan aus Tahan korosi

BESI COR PUTIH Fe3C (sementit) perlit

BESI COR PUTIH

BESI COR PUTIH Aplikasi besi cor putih: Bahan rol Bahan untuk membuat besi cor malleable

BESI COR KELABU Cara Pembuatan: Dari diagram fasa, besi cor kelabu diperoleh melalui proses pendinginan yang sangat lambat (super lambat), sehingga terjadi dekomposisi sementit (jarang dilakukan) Fe3C  Fe(α) + C bebas (grafit) Menambahkan Si > 2% ke dalam besi cor putih (paling banyak dilakukan) Si mudah larut dalam Fe daripada C dalam Fe; sehingga C-nya bebas  terbentuk C bebas (grafit)

BESI COR KELABU Karakteristik: Struktur mikro terdiri ferit + perlit + C bebas (grafit, berbentuk “flakes/serpih”); matriknya ferit atau perlit Permukaan patahan berwarna kelabu Sifat mekanik lemah dan getas ketika menerima beban tarik (grafit serpih dan tajam pada ujungnya); kuat dan ulet jika menerima beban tekan Fluiditasnya tinggi pada temperatur pengecoran Penyusutan rendah Mampu meredam getaran Mampu menyimpan panas Tidak mudah aus Mampu melumasi diri sendiri

BESI COR KELABU

BESI COR KELABU grafit

BESI COR KELABU Aplikasi besi cor kelabu: Struktur dasar dari mesin-mesin Bodi mesin perkakas Blok silinder, tutup silinder, rumah engkol, tromol rem Roda gigi Kopling

BESI COR NODULAR Cara Pembuatan: Menambahkan Mg atau Ce ke dalam besi cor kelabu pada saat proses pengecoran. Fungsi Mg/Ce : membulatkan grafit Karakteristik: Struktur mikro: Perlit+grafit  pendinginan moderate Ferit+grafit  pendinginan lambat Lebih kuat dan ulet daripada besi cor kelabu Sifat mekaniknya mirip baja

BESI COR NODULAR grafit

BESI COR NODULAR Aplikasi besi cor nodular: Valve (katup) Bodi pompa Crankshaft (poros engkol) Roda gigi

BESI COR MAMPU TEMPA Cara Pembuatan: Pemanasan besi cor putih pada 800-900°C selama waktu yang lama dan di dalam atmosfir netral Pemanasan besi cor putih pada 700°C selama 30 jam

BESI COR MAMPU TEMPA grafit

BESI COR MAMPU TEMPA Aplikasi besi cor mampu tempa: Connecting rod Karakteristik: Struktur mikro: Perlit+grafit  pendinginan cepat Ferit+grafit  pendinginan lambat Bentuk grafit “cluster atau rosset” Kekuatan relatif tinggi Ulet dan dapat ditempa Aplikasi besi cor mampu tempa: Connecting rod Gear Pipe fitting

VARIASI LAJU PENDINGINAN PADA BESI COR

Komposisi kimia besi cor

Efek unsur paduan pada besi cor Ditambahkan 1-4% untuk menaikkan jumlah under-cooling yang diperlukan untuk pembentukan sementit dan meningkatkan pembentukan grafit selama solidifikasi Meningkatkan fluiditas Sebagai agen penggrafitan Mengontrol laju pendinginan untuk dekomposisi sementit Meningkatkan presipitasi grafit sekunder pada grafit primer selama transformasi eutektoid yang menghasilkan daerah luas ferit (“free ferrite”) di sekitar grafit

Efek unsur paduan pada besi cor  Menurunkan fluiditas Mn: Carbide stabilizer Cr:  Meningkatkan ketahanan korosi

STANDAR NOTASI BESI COR Standar Jepang (JIS)  FC25: besi cor putih kekuatan tarik 25 kg/mm2  FCD: besi cor nodular Standar Jerman (DIN)  GG25 = FC25  GGG = FCD