Paduan besi cor: nilai, properti, dan aplikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Besi paduan adalah bahan yang diproduksi dengan peleburan di tanur tinggi. Ini dapat mengandung jumlah karbon yang berbeda. Tergantung pada kandungan kuantitatif zat ini, dua jenis besi cor dibedakan. Yang pertama disebut konversi, atau putih, dan yang kedua abu-abu, atau pengecoran.

Deskripsi jenis besi cor

Tipe pertama adalah pig iron. Ini adalah nama bahan di mana karbon disajikan dalam bentuk zat seperti sementit. Dalam istirahat memiliki warna putih, maka namanya. Besi cor semacam itu ditandai dengan kekerasan dan kerapuhan yang tinggi. Sangat sulit untuk mesin. Pada saat yang sama, sekitar 80% dari semua besi kasar yang dilebur berwarna putih. Tujuan utama dari bahan jenis ini adalah untuk melebur kembali menjadi baja.

Besi cor paduan abu-abu adalah logam di mana karbon hadir dalam bentuk grafit ulet. Dalam istirahat, warnanya abu-abu, yang juga menentukan namanya. Kerapuhan dan kekerasan besi tuang semacam itu lebih rendah daripada besi tuang putih, tetapi pengerjaannya jauh lebih baik.

Sifat besi cor paduan jenis ini adalah sebagai berikut:

• Pertama-tama, ia menahan beban tekan dengan sangat baik.
• Kedua, logam ini tidak sensitif terhadap cacat permukaan, dan juga memiliki ketahanan yang baik terhadap kegagalan fatik.

Namun, besi cor paduan pengecoran memiliki kekuatan impak yang agak lemah, serta keuletan yang rendah. Karena dua kelemahan ini, cukup sulit untuk menggunakan bahan tersebut untuk tujuan struktural.

Deskripsi umum kadar besi cor kelabu

Saat ini, ada grade besi cor kelabu paduan: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 dan beberapa lainnya. Huruf SCh dalam penandaan menunjukkan bahwa itu adalah besi tuang abu-abu, dan dua digit berikutnya menunjukkan beban maksimum yang dapat ditahan logam saat diregangkan. Kekuatan tarik dalam hal ini diukur dalam MPa.

Varietas besi cor kelabu

Besi paduan pengecoran memiliki beberapa subtipe. Salah satunya adalah besi ulet. Nama bersyarat ini diberikan pada bahan, yang dibedakan oleh fakta bahwa bahan itu lebih lembut dan lebih kental daripada abu-abu. Dapatkan dari besi cor putih. Untuk melakukan ini, gunakan prosedur anil, yang berlangsung lama. Tanda-tanda di sini hampir sama, misalnya KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Huruf-huruf tersebut menunjukkan bahwa besi cor ini dapat ditempa, dan dua angka berikutnya menentukan kekuatan tarik. Tetapi untuk satu atau dua digit terakhir, mereka mencirikan perpanjangan relatif maksimum, yangdiukur sebagai persentase.

Subtipe lain dari besi paduan pengecoran dimodifikasi. Untuk mendapatkannya, Anda perlu menambahkan elemen khusus ke abu-abu. Pengubah semacam itu ditambahkan sebelum menuangkan zat. Aluminium, silikon, kalsium dan lain-lain dapat digunakan sebagai aditif. Aditif ini secara signifikan meningkatkan jumlah pusat kristalisasi. Dengan kata lain, mereka berkontribusi pada pengurangan grafit yang signifikan.

Berkat aditif ini, besi cor paduan khusus dicirikan oleh karakteristik kekuatan yang lebih tinggi, kerapuhan yang lebih sedikit, dan peningkatan ketahanan terhadap retak. Perlu ditambahkan bahwa semua nilai terbaik dari paduan ini diperoleh dari bahan yang dimodifikasi tersebut.

Jenis paduan paduan

Apa yang dimaksud dengan besi cor paduan? Paduan adalah operasi untuk memasukkan berbagai pengotor ke dalam komposisi bahan yang dapat meningkatkan karakteristiknya. Untuk besi cor, titanium, kromium, vanadium dan lainnya telah menjadi aditif tersebut. Pengenalan elemen paduan ke dalam komposisi dapat meningkatkan karakteristik seperti kekuatan, kekerasan, ketahanan aus, ketahanan korosi dan banyak lainnya.

Saat ini, tergantung pada jumlah elemen paduan dalam besi tuang, tiga jenis dapat dibedakan:

1. Jika aditif terkandung dalam jumlah hingga 2,5% dari total massa, maka ini adalah besi cor paduan rendah.
2. Bahan paduan sedang adalah bahan yang kandungan zatnya berkisar dari2,5 hingga 10%.
3. Tipe yang terakhir adalah high alloy, jika kandungan modifier secara total melebihi 10%.

Zat untuk paduan, penandaan

Menurut GOST, besi cor paduan harus mengandung sejumlah zat untuk digunakan di area tertentu. Selain itu, pelabelan juga standar. Misalnya, ChN15D7Kh adalah paduan kekuatan tinggi yang mengandung 15% nikel, 7% tembaga dan sekitar 1% kromium. Seperti yang Anda lihat, dalam penandaan, elemen paduan ditandai dengan satu huruf, diikuti dengan angka yang menunjukkan kandungan kuantitatif aditif. Namun, mungkin juga sosok itu hilang, seperti setelah kromium. Artinya kandungan zat dalam komposisi tersebut sekitar 1%.

Sedangkan untuk pembuatan besi cor tersebut cukup murah. Pada saat yang sama, produk akhir memiliki sifat kinerja yang cukup tinggi. Berkat dua faktor ini, cakupan materi yang dijelaskan terus meningkat.

Jenis paduan paduan

Wajar jika penambahan zat apa pun ke dalam komposisi akan meningkatkan karakteristik tertentu. Oleh karena itu, beberapa kelas bahan paduan dibedakan.

Jadi, besi tuang bisa tahan aus. Bahan yang termasuk dalam kelompok ini dicirikan oleh peningkatan ketahanan terhadap abrasi, yang terjadi selama gesekan permukaan. Kategori ini termasuk besi cor anti-gesekan dan gesekan. Yang pertama memiliki yang sangat rendahkoefisien gesekan. Karena itu, aplikasi utama dari besi cor paduan dari jenis yang disebutkan adalah produksi suku cadang seperti bantalan biasa, busing untuknya, dan suku cadang lain dengan persyaratan serupa.

Bahan gesekan, sebaliknya, dicirikan oleh koefisien gesekan yang cukup tinggi, dan oleh karena itu paling sering digunakan dalam produksi perangkat rem untuk berbagai mekanisme, peralatan, dll.

Besi cor tahan karat

Banyak orang tahu bahwa ada logam yang disebut stainless steel. Sebenarnya, ini bukan definisi yang sangat akurat. Hanya paduan seperti itu yang berbeda karena ketahanannya terhadap korosi cukup tinggi. Besi cor bernama paling banyak digunakan dalam pembuatan kapal. Jika lebih dari 12% krom ditambahkan ke komposisi besi sebagai elemen paduan dan kandungan karbon dikurangi sebanyak mungkin, maka paduan seperti itu akan diperoleh.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 menjadi merek yang paling umum. Mereka berbeda karena mereka mempertahankan ketahanan korosi yang tinggi bahkan di lingkungan yang agresif, memiliki ketahanan yang baik terhadap kavitasi dan keausan di lingkungan air-uap.

Sebuah kelompok kecil tapi masih cukup populer adalah besi cor tahan panas. Keuntungan utama dari bahan ini adalah agak sulit untuk teroksidasi, dan juga mempertahankan kualitasnya dengan baik pada suhu tinggi.

Pengenalan tembaga

Saat iniwaktu, semakin sering mulai menggunakan besi cor dengan tambahan tembaga. Pengenalan aditif ini ke dalam paduan secara signifikan meningkatkan kualitas pengecorannya. Yang terbaik dari semuanya, ini mempengaruhi fluiditas material. Selain itu, kecenderungan porositas retak dan susut sangat berkurang.

Penggabungan 0,5% Cu (tembaga) membuat besi cor cukup cocok untuk dicor menjadi bagian-bagian dengan ketebalan dinding berkisar antara 10 hingga 25 mm. Jika perlu untuk meningkatkan ketebalan dinding elemen masa depan, maka perlu untuk meningkatkan kandungan kuantitatif tembaga, serta kompleksnya. Perlu dicatat di sini bahwa efek penambahan tembaga dapat ditingkatkan jika unsur-unsur seperti antimon atau bismut dimasukkan ke dalam paduan.

Jika ekuivalen karbon bertambah, maka pengaruh tembaga terhadap kristalisasi grafit akan berkurang. Paduan besi cor dengan tembaga juga dapat mencegah pemutihan pada lapisan permukaan, dan juga sangat meningkatkan kekerasan ke arah tengah. Ini cukup terlihat saat melebur liner silinder, kepala blok besi cor, dan barang-barang lainnya.

Besi cor paduan kompleks

Agar berhasil melebur besi tuang yang dapat digunakan untuk casting liner silinder, perlu untuk menggunakan tidak hanya berbagai ferroalloy, tetapi juga tungku induksi. Untuk melakukan pengecoran bagian tersebut digunakan merek IChKhN4, ChN1KhMD dan ChNMSh dan beberapa jenis lainnya. Ciri khasnya adalah semua bagian dilebur menjadi cetakan berdinding tipis atau besar.

Jarumstruktur dan bahan kekuatan tinggi

Sejumlah kecil besi cor kelabu, yang termasuk dalam kelompok tahan aus, adalah bahan dengan struktur acicular. Tingkat doping dalam bahan semacam itu cukup rendah. Kandungan silikon dan karbon di dalamnya juga cukup rendah. Dalam hal ini, jumlah zat seperti tembaga, molibdenum, nikel dan beberapa pengubah lainnya meningkat tergantung pada ketebalan dinding yang diperlukan, serta tergantung pada metode pengecoran yang digunakan.

Varietas lainnya adalah bahan berkekuatan tinggi. Ini adalah variasi kecil dari besi cor kelabu, yang dibedakan oleh kandungan grafit nodular. Untuk mendapatkan struktur seperti itu, perlu untuk memasukkan magnesium, serium dan bismut ke dalam paduan. Penambahan ketiga elemen paduan ini mengubah grafit ulet bahan cor menjadi grafit spheroidal. Jenis ini berbeda karena kualitas mekanisnya jauh lebih tinggi daripada jenis besi cor lainnya. Sampai saat ini, sekitar 10 nilai yang berbeda dari paduan kategori ini sedang diproduksi. Bahan seperti itu dapat digunakan dengan sempurna dalam pembuatan kapal daripada jenis yang dapat ditempa. Dan jenis besi ulet yang paling umum adalah magnesium (dengan komposisi magnesium dalam jumlah besar).