Home >Documents >pengecoran kuliah metalurgi

pengecoran kuliah metalurgi

Date post:23-Oct-2015
Category:
View:61 times
Download:1 times
Share this document with a friend
Description:
pengecoran coy... mantapmetalurgingecorokhsdasdasdasdasddasdasdasdadasdasdafagggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggasdddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddfwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwqdwajdhwjhfwfwafwwfwffwfwfwawafgegrrgsdfgdfgdfsefesfsefesfeswfefeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeergrgrgrgwadfawfaefafwwwqqfqwffgewrgregregregreegewgrggweefefefefefewfwefwewefwefwefwwefwefwefwp
Transcript:
  • 1Pengecoran logam

    Dr. Ir. Koswara MSc

  • 2Bab. 1. Pendahuluan

    Pengecoran adalah proses pembuatan produk dari logam cair, langsungmenjadi produk jadi.

    Dalam bahasa Inggris proses ini disebut Foundry Syarat agar logam mampu dicor dengan baik

    Ditunjukkan dengan mampu alir atau fluiditas yang tinggi Logam yang umum dicor adalah:

    Besi cor Aluminium Tembaga Magnesium Zinc

  • 3Bab. 1. Pendahuluan

    Jenis jenis engecoran: Sand casting Permanent mold gravity casting Investment casting Tixo forming High Pressure Die Casting Centrifugal casting

  • 4Bab. 1. Pendahuluan

    Besi cor kelabu: Construction castings Motor vehicles Farm equipment Engines Refrigeration and heating Construction machinery Valves Soil pipe Pumps and compressors

    Besi cor maleable Motor vehicles Valves and fittings Construction machinery Railroad equipment Engines Mining equipment

    Besi cor ductile Pressure pipe Motor vehicles Farm machinery Engines Pumps and compressors Valves and fittings Metalworking machinery Construction machinery

    Baja Railroad equipment Construction equipment Mining machinery Valves and fittings General and special

    industrial machinery Motor vehicles Metalworking machinery

    Logam cor yang paling banyak dipakai adalah:

  • 5Bab. 1. Pendahuluan

    Aluminium: Auto and light truck Aircraft and aerospace Other transportation Engines Household appliances Office machinery Power tools Refrigeration, heating, air conditioning

    Magnesium Power tools Sporting goods Anodes Automotive

    Tembaga: Valves and fittings Plumbing brass goods Electrical equipment Pumps and compressors Power transmission equipment General machinery Transportation equipment

    Zinc Automotive Building hardware Electrical components Machinery Household appliances

  • 6Bab. 1. Pendahuluan

    Turbin Pelton, stainless steel, 35 ton

    Transmision case, Die casting, aluminium

    Blok mesin, 12 silinder, besi cor kelabu

    Clamp, ductile iron

    Video Camera case, Die casting, Magnesium

    Door handle, Die casting, Zinc

  • 7Bab. 1. Pendahuluan

    Control Arm, Nodular cast iron Control Arm, Nodular cast iron housing, cmpacted graphite cast iron

  • 8Bab. 2. Pembekuan pada logam

    Perubahan bentuk daries menjadi air

    Pembekuan pada logam murni dan padalogam paduan

    Pembekuan danpencairan pada logam

    murni

  • 9Bab. 2. Pembekuan pada logam

    Diagram fasa pada logam yang saling melarutkandan kurva pembekuan

  • 10

    Bab. 2. Pembekuan pada logam

    Penyusunan diagram fasa berdasarkan kurva pembekuanTitik 1 dan 5 adalah logam murni, Titik 4 adalah eutektikTitik 4 adalah titik dengan temperatur pembekuan paling rendah

    Pembekuan dua tahaplogam paduan

  • 11

    Bab. 2. Pembekuan pada logam

    eutektik

    Diagram fasa dua unsuryang memiliki eutektik

    Diagram skematisterbektuknya

    struktur eutektikStruktur eutektik Al-Al2Cu

    dg orientasi berbeda

    ASM Metals handbook vol 15

  • 12

    Bab. 2. Pembekuan pada logam

    Bererapa struktur eutektik

    Struktur eutektik besicor kelabu

    Struktur eutektikbesi cor nodular

    Struktur eutektik hurufcina (chinese script) Mg2Sn pada matrix Mg

    ASM Metals handbook vol 15

  • 13

    Bab. 2. Pembekuan pada logam

    CASTING ALUMINIUM ALLOY

    Diagram Fe-Fe3C Diagram Fe-Fe3C dengan pengaruh 2,5% Si

  • 14

    Bab. 2. Pembekuan pada logam

    CASTING ALUMINIUM ALLOY

    Diagram fasa Al dengan beberapaunsur paduan

  • 15

    Bab. 2. Pembekuan pada logam

    REF. FOUNDRY TECHNOLOGY

    Pembentukan struktur kolumnarsaat pembekuan pada logammurni

  • 16

    Bab. 2. Pembekuan pada logam

    Tiga jenis bentuk struktur bekuan logam

    REF. FOUNDRY TECHNOLOGY

  • 17

    Bab. 2. Pengaruh Kecepatan Pembekuan

    REF. FOUNDRY TECHNOLOGY

    Pengertian undercooling

    TE = Temperatur equilibrium (pembekuan) pada komposisi tertentu

    T = Temperatur Logam pada jarak tertentu

  • 18

    Bab. 2. Pengaruh Kecepatan Pembekuan

    REF. FOUNDRY TECHNOLOGY

    Perbedaan komposisi antarafasa padat dan fasa cair saatpembekuan

    Akibat dari komposisi naik (point 2), maka, TEturun, makin jauh dari perbatasan solid-liquid, komposisi CL turun, dan TE naik

  • 19

    Bab. 2. Pengaruh Kecepatan Pembekuan

    REF. FOUNDRY TECHNOLOGY

    Pengertian zona undercooling dengan 2 cara melihat yg berbeda

  • 20

    Bab. 2. Pengaruh Kecepatan Pembekuan

    REF. FOUNDRY TECHNOLOGY

    Pengaruh kecepatan pembekuan padastrukturG = Perbedaan temperaturR = Kecepatan pembekuan

    (a) Planar interface, (b) Celullar interface, (c ) denditric growth (d) independent nucleation

    Pengaruh perbedaan temperatur (Gradient) terhadap struktur bekuan

  • 21

    Bab. 2. Pengaruh Kecepatan Pembekuan

    REF. FOUNDRY TECHNOLOGY

    Struktur eutektik bila satu fasa tidak stabil dan menjadi dendrit (a) dan bila kedua fasatidak stabil (b)

  • 22

    Bab. 2. Pengaruh Kecepatan Pembekuan

    REF. FOUNDRY TECHNOLOGY

  • 23

    Bab. 2. Fluiditas

    REF. FOUNDRY TECHNOLOGY

    Fluiditas merupakan faktor penting dalampengecoran

    Alat ukur fluiditas

  • 24

    Bab. 2. Fluiditas

    Pengaruh superheat pada fluiditas logam.Superheat adalah perbedaan temperatur antara titik bekudan temperatur saat penuangan

    Pengaruh komposisi terhadap fluiditas:

  • 25

    Bab. 2. Fluiditas

    REF. FOUNDRY TECHNOLOGY

  • 26

    Bab. 3. Besi cor

    ASM Metals handbook vol 09

    Besi cor adalah paduan Fe-C dengan C antara 3,5 dari 4,3%.Pendinginan pada besi cor mengikuti reaksi eutektik

    Persamaan umum reaksi eutektik adalah: L + Ada 2 jenis eutektik:Cooperative growth: Kedua fasa dari eutektiktumbuh bersamaan sebagai pasangan difusi .Divorced growth: kedua fasa dari eutektiktumbuh secara terpisah. Tidak ada pertukaranlangsung diantara kedua fasa padat

  • 27

    Bab. 3. Besi cor

    ASM Metals handbook vol 09

    Cooperatitve eutectic ada dua jenis:1.nonfacet/nonfacet (metal/metal)2.Facet/nonfacet (nonmetal/metal)

    Jika perbandingan volume antarafasa dan hampir sama, makapertumbuhan kedua fasa metal/metal lurus. Tapi bila perbandingan volume antara fasa dan berbeda jauh, maka fasa yang kecil tumbuh sepertiserat. Apabila fasa terkecil adalah nonmetal (facet), maka fasa ini tumbuh secaratidak beraturan (irregullar) . Contohnya adalah paduan Besi cordan aluminium silikonBesi cor tumbuh umumnya secaracooperative dan tidak beraturan. Sedangkan besi cor nudular tumbuhsecara divorce, dimana fasa austenitdan grafit tumbuh masing masing.

  • 28

    Bab. 3. Besi cor

    ASM Metals handbook vol 15

    Besi cor adalah paduan Fe-C dengan C antara 3,5 dari 4,3%.Pendinginan pada besi cor mengikuti reaksi eutektikPersamaan umum reaksi eutektik adalah: L + Graphite

  • 29

    Bab. 3. Besi cor

    Pengaruh Si pada posisi eutektik

    ASM Metals handbook vol 15

  • 30

    Bab. 3. Besi cor

    Perbedaan antara besi cor dengan baja adalah, pada besi cor terjadi grafitisasi sedangkan padabaja tidak terjadi grafitisasi.Unsur yang membentuk grafitisasi adalah unsurdengan P negatif.P positif menunjukkan logam bersifat carbide promoter, dan P negatif bersifat Graphite promoter. Si merupakan Graphite Promoter paling tinggi.

    Ti, Al dan Si berada di luar garis karena ketigaunsur ini bisa mengikat nitrogen. Apabilakandungan nitrogen di logam cair tinggi, makapembentukan grafit berubah.

    Namun, nitrida bersifat sebagai nuklei (awalpembentukan) grafit. Maka, khusus Ti, selainbersifat sebagai carbide promoter, juga sebagaigraphite promoter, tergantung kandungan N dilogam cair

  • 31

    Bab. 3. Besi cor

    Unsur yang ditambahkan ke dalam besicair, bersifat carbide promotor ataugraphite promotor. Unsur yang bersifatgraphite promotor menurunkankelarutan C di dalam besi danmemaksa C berkelompok sehinggamemudahkan terbentuknya graphite.

  • 32

    Bab. 3. Besi cor kelabu

    Standar bentuk flake (serpih) besi cor kelabu dengan distribusi uniform

    Besi cor kelabu adalah besi cor dengan grafit berbentuk flake (serpih)

  • 33

    Bab. 3. Besi cor kelabu

    Bentuk besi cor kelabu akibat berbagaimacam proses pendinginan

  • 34

    Bab. 3. Besi cor kelabu

    Struktur dan nilai kekerasanbesi cor pada sampelpiramida

    Klasifikasi kekuatan tarikbesi cor kelabu

    Klasifikasi besi cor kelabuberdasarkan komposisi C dan Si

  • 35

    Bab. 3. Besi cor kelabu

    Pengaruh inokulasi padapembentukan serpih besi corkelabu, dengan variasi S

    (ASM vol 15 hal 1368)

    Dengan inokulasi, jumlah cell count konstan dan chill depth menurun

    Pengaruh inokulan terhadap chill depth

  • 36

    Bab. 3. Besi cor nodular

    Nodularity besi cor nodular

    Pengaruh nodularity thdkekuatan tarik

    Bahanbaku besi cor nodular: Pig iron dg komposisi sbb:

    Besi cor nodular adalah besi cor dengan grafit berbentuk nodule (bulatan)

  • 37

    Bab. 3. Besi cor nodularBesi cor nodular adalah besi cor dengan grafit berbentuk nodule (bulatan)

  • 38

    Bab. 3. Besi cor nodularBesi cor nodular adalah besi cor dengan grafit berbentuk nodule (bulatan)

  • 39

    Bab. 3. Besi cor nodular

    Standar kekuatan tarik besi cor nodular

    Hal 1421

  • 40

    Bab. 3. Besi cor nodular

    Proses inokulasi belangsung 2 x1. Penambahan magnesium2. Penambahan silikon (after inoculation)

    Pengaruh jumlah Mg terhadapnodulaity

    Inokulan dengan silikon

    Proses inokulasi pd plat tebal 3 mm lebih baik

  • 41

    Bab. 3. Besi cor nodular

    Pengaruh after inoculation (inokulasitahap II), terhadap waktu

    Inokulasi tahap keduadilakukan dalam mold

  • 42

    Bab. 3. Besi cor nodular

    Pengaruh nodularity dan pearlite thd sifat mekanik (tensile strength dan yield strength

  • 43

    Bab. 3. Compacted Graphite Iron

    Korelasi antara Si dan C untuk memperoleh strukturcompacted graphiteStruktur mikro CG dengan

    mikroskop optik dan SEM. Struktur mikro SEM diperolehdengan cara selected etching

  • 44

    Bab. 3. Compacted Graphite Iron

    Pengaruh Mg terhadapterbentuknya CG

    Pengaruh Mg terhadapterbentuknya CG

    Pengaruh Ni, Cu dan Snterhadap fasa pearlit padaCG

  • 45

    Bab. 3. Compacted Graphite Iron

  • 46

    Bab. 3. Perbandingan fluiditas

    Perbandingan fluiditas Flake Graphite, Compacted Graphite dan Nodular Graphite

  • 47

    Bab. 3. Besi cor malleable

    Struktur besi cor malleable setelahproses perlakuan panas

    Struktur besi cor malleable sebelumproses perlakuan panas, masihberbentuk besi cor putih

  • 48

    Bab. 3. Besi cor malleable

    besi cor putih terbentuk bila produk berukuran tipis.

    Produk ukuran tebal, akan membuat bagian tengahberbentuk besi cor kelabu

    Proses annealing menentukan keberhasilan pembuatan besicor malleable

    Ada 2 tahap annealing

    1. Pemanasan pada temperatur 9400C selama 3 jam atau lebih, tergantung kandungan Si

    2. Pendinginan cepat ke 7400C 7600C

    3. Pendinginan perlahan lahan dengan kecepatan 30C 110C per jam

  • 49

    Bab. 3. Besi cor malleable

    Struktur malleable cast iron dengan (a) pendinginan udaradan (b) dengan tiupan angin

    Struktur malleable cast iron dengan pendinginan cepatpada medium oli setelah annealing tahap I danpenahanan pada 8400C selama 30 menit

  • 50

    Bab. 3. Besi cor malleable

    Sifat mekanik, martensitic malleable cast iron

  • 51

    Bab. 4. Aluminium

    Aluminium adalah logam ringan yang banyak dipakai untuk kebutuhan manusiaAluminium cor memiliki klasifikasi berikut:

    1xx.x: Controlled unalloyed compositions2xx.x: Aluminum alloys containing copper as the major alloying element3xx.x: Aluminum-silicon alloys also containing magnesium and/or copper4xx.x: Binary aluminum-silicon alloys5xx.x: Aluminum alloys containing magnesium as the major alloying element6xx.x: Currently unused7xx.x: Aluminum alloys containing zinc as the major alloying element, usually also containing

    additions of either copper, magnesium, chromium, manganese, or combinations of these elements

    8xx.x: Aluminum alloys containing tin as the major alloying element9xx.x: Currently unused

  • 52

    Bab. 4. Aluminium1. Paduan dengan solid solution type

    (contoh, paduan AlCu dan AlMg).2. Paduan Hypo-eutectic adalah paduan

    dengan komponen eutectic yang memilikidua struktur, yaitu Al dan eutektik(contoh, paduan AlSi dengan 7%Si).

    3. Paduan Eutectic adalah paduan denganstruktur eutectic merupakan komponenutama (contoh, paduan AlSi dengan12%Si).

    4. Paduan hyper eutektik adalah paduanyang memiliki kristal primer (constituent particles) (contoh, contoh, paduan AlSidengan > 12%Si).

  • 53

    Bab. 4. Aluminium

    Paduan Al-SiPaduan Al-Si adalah paduanantara dua unsur yang salingtidak melarutkan dan tidakmembentuk senyawaEutektik terbentuk padakomposisi Si 12,6%Di atas 12,6%Si terbentukstruktur Si berbentuk block (blocky structure)

  • 54

    Bab. 4. Aluminium

    Struktur mikro paduan Al-Si dengan pengaruh unsur lain

    Paduan Al-Si denganpengaruh Fe

    Paduan Al-Si denganpengaruh Cu terbentukstruktur Al2Cu berbentukchinese script

    Paduan Al-Si denganpengaruh Ni terbentukstruktur Al3Ni (biru) danAl2FeNi (gelap) berbentukchinese script

  • 55

    Bab. 4. Aluminium

    Pengaruh kecepatan pendinginan terhadap struktur mikro paduan Al 7%Si (A 356)(a)Pendinginan cepat. (b)Pendinginan lambat . (c)Pendinginan dengan teknik semisolid casting (sangat cepat)Pada (b) terbentuk struktur dendrit

  • 56

    Bab. 4. AluminiumModifikasi:Tujuan modifikasi adalah mengubah bentuk Si menjadi lebih kecil. Ada 2 jenis modifikasi, yaitu:a.Untuk Si dengan struktur hypoeutektik (dengan Sr) disebut modifikasib.Untuk Si dengan struktur hypereutektik (dengan P) disebut refine

    Struktur hypo eutektik sebelum modifikasidan sesudah modifikasi

    Struktur hyper eutektik Al-22%Si sesudahmodifikasi dengan P dan sebelummodifikasi. Tampak Blocky silicon mengecil

  • 57

    Bab. 4. Aluminium

    Penngaruh modifikasi terhadap kurva pendinginan

  • 58

    Bab. 4. Aluminium

    Kelarutan hidrogen dalam aluminium

    Tingkat porositas hidrogen

    Kelarutan hidrogen dalamaluminiumHidrogen adalah gas yang terlarutpada aluminium cairSumber hidrogen adalah1.Kelembaban udara. Makinlembab udara, makin tinggikemungkinan hidrogen larut kedalam aluminium cair.2.Api pembakaran saat peleburan

  • 59

    Bab. 4. Aluminium

    Alat pembuang hidrogen

    rotary Porous plug

  • 60

    Bab. 4. Aluminium

    Pengaruh gas dan alat terhadap pembuangan hidrogen

  • 61

    Bab. 4. Aluminium

    Paduan aluminium dengan 7%Si, Fe dan Mg

    Paduan ini digunaan untuk komponen roda ban (wheel rim, velg) dengan unsur Fe sangat rendah. Dalam klasifikasi amerika, A356Dalam klasifikasi Jepang AC4CH

    = Al5FeSi; = Al8FeMg3Si6Si abu-abu, AlFeSi Merah

    Si abu-abu, Al(FeMn)Si Merah

  • 62

    Bab. 4. Aluminium

    Paduan aluminium dengan 10%Si, Fe dan Cu

    Paduan Al 10Si dengan Cu dan pengotor Fe digunakan untukkomponen umumDalam klasifikasi Jepang disebut ADC12

    Diagram fasa Al dengan 6% Si 1% Fe dan Cu variasi

    Si biruAl2Cu merah coklat; Al(FeMn)Si abu abu

  • 63

    Bab. 4. Aluminium

    Struktur (a) modifikasi, (b) tidakdimodifikasi dan (c) strukturAl2CuNi

  • 64

    Bab. 5. Baja

    Baja dapat dikelompokkan pada dua bagian besar:1. Baja (cast steel)

    1.1 Baja karbon rendah1.2 Baja karbon medium dan tinggi1.3 Baja paduan

    2. Baja tahan karat (cast stainless steel) 2.1 Baja tahan korosi2.2 Baja tahan panas

    Baja cor atau cast steel adalah paduan Fe-C dengan C kurang dari 0,8%.Pendinginan pada baja mengikuti reaksi peritektik

  • 65

    Bab. 5. BajaDasar pertitektik mengikuti persamaan reaksi sbb:

    L +

  • 66

    Bab. 5. Baja

    Ada dua jenis pembekuan peritektik1. Peritectic reaction2. Pritectic transformation

  • 67

    Bab. 5. Baja

    Perkembangan pertumbuhan fasa

    Perkembanagn pertumbuhan fasa yang kemudianberubah menjadi

  • 68

    Bab. 5. Baja

    Fraksi L, dan pada berbagai kecepatanpendinginan

    Sifat mekanik pada berbagai fraksipembekuan

  • 69

    Bab. 5. Baja

    Baja karbonBaja karbon adalah baja dengan C maksimum 0,8%

  • 70

    Bab. 5. Baja

    Klasifikasi baja cor Low-carbon steel castings

    Low-carbon steels: 0.20% C or less Medium-carbon steels: 0.20 to 0.50% C High-carbon steels: 0.50% C or more

    Medium-carbon steel castings High-carbon steel castings Low-alloy steel castings

    Pengaruh C pada sifat mekanik baja karbon

  • 71

    Bab. 5. Baja

    Pengaruh C dan proses perlakuan panas pada sifatmekanik baja karbon

  • 72

    Bab. 5. Baja

    Ferrite Pearlite

    Ferrite dan pearlitePearlite dilihat dengan SEM

  • 73

    Bab. 5. Baja

    Struktur mikro baja 1040

    Struktur mikro baja 1040 setelah proses speroidisasiselama beberapa jam

  • 74

    Bab. 5. Baja

    Martensit temper Upper Bainit Bainit dilihat dengan TEM

  • 75

    Bab. 5. Baja

    Klasifikasi baca paduan Cr-Ni Cor berdasarkan ACI, Alloy Casting Institute

  • 76

    Bab. 5. Baja

  • 77

    Bab. 5. Baja

  • 78

    Bab. 5. Baja

  • 79

    Bab. 5. Baja

    Sifat mekanik stainless steel corHP-50WZ

    Creep rate vs temperatur pada stainless steel corHP-50WZ

  • 80

    Bab. 5. Baja

    Struktur mikro CF-8M

    (a) as cast (b) setelahsolution annealing

    Struktur mikro martensitik CA-6NM dengan berbagaimacam etsa

of 80/80
1 Pengecoran logam Dr. Ir. Koswara MSc
Embed Size (px)
Recommended