Besi Tuang dan Besi Tempa

Logam (metal) merupakan bahan yang banyak dipergunakan untuk keperluan teknik, antara lain untuk mesin/komponen mesin, perpipaan, atau bagian utama dari suatu konstruksi/non-konstruksi bangunan. Besi (iron) dan Aluminium adalah logam dari sekian banyak jenis logam yang umum digunakan dalam bidang ke teknik sipilan.

Secara kimiawi, besi adalah bahan logam yang terdiri dari sebagian besar atom besi (ferro), sehingga sering disebut juga ferrous metal, sebaliknya logam yang sedikit atau tidak mengandung atom besi disebut non-ferrous metal.

Pekerjaan Besi Konstruksi. (sumber: ironworks-construction.com)

Biji besi merupakan bahan mentah besi yang diekploitasi dalam jumlah besar dari pertambangan biji besi. Dilahan pertambangan, biji besi umumnya dalam bentuk senyawa oksida besi (Fe2O3) dan tercampur dengan bahan-bahan lain seperti silika (SiO2), alumina (Al2O3), mangan, belerang, fosfor, dsb.nya. 

Bahan mentah tersebut dikenal dengan sebutan besi gubal (pig iron), dengan komposisi 90 – 95% besi, 3 – 4% karbon, dan selebihnya adalah bahan-bahan tercampur lainnya.

Besi gubal bersifat lunak dan getas, sehingga tidak dapat digunakan sebagai bahan struktur atau lainnya yang membutuhkan kekuatan yang cukup. Oleh karena itu besi gubal dioleh lebih lanjut menjadi antara lain:

• Besi tuang/cor
• Besi tempa
• Baja

Besi Tuang

Besi tuang diperoleh dengan cara melebur biji-biji besi dan diproses sedemikian agar diperoleh proporsi tertentu kandungan unsur-unsur lain di luar besi, kemudian dituang ke dalam cetakan dengan bentuk sesuai yang diinginkan. Kandungan unsur utama dalam besi tuang selain Fe2O3 adalah karbon bersama-sama dengan mangaan (Mn) sebesar 2 – 4%, belerang (S) 0,1%, posfor (P) 0,3% dan silikon (Si) 2,5%.

Pengaruh Kandungan unsur utama dalam Besi Tuang

a. Belerang (S), maksimum  0,1%

• Menyebabkan besi tuang keras dan getas.
• Menyebabkan adonan besi tuang cepat mengeras, mendahului keluarnya gelembung-gelembung udara yang terperangkap sehingga menimbulkan banyak pori-pori.

b. Phosfor (P), maksimum  0,3%

• Menyebabkan besi tuang mudah mencair.
• Menyebabkan besi tuang semakin getas.
• Kandungan > 0,3 % akan menyebabkan besi tuang kehilangan kekerasannya sehingga tidak mudah diolah, dan bila diinginkan besi tuang berbentuk tipis dan halus digunakan posfor 1,0 – 1,5%.

c. Silikon (Si), maksimum 2,5%

• Mengurangi susut pengerasan besi tuang.
• Menyebabkan besi tuang lebih lunak.
• Kadar sampai  2,5%, menyebabkan adonan mudah dituangkan.

d. Mangan (Mn) maksimum 0,7%

• Menyebabkan besi tuang keras.
• Menyebabkan besi tuang bersifat getas.

Sifat-sifat Besi Tuang

• Keras.
• Getas (tidak kuat menahan benturan).
• Mudah melebur mencair, titik leleh 1250 derajat C.
• Menyusut waktu pendinginan.
• Dapat dikeraskan dengan cara dipanaskan, lalu didinginkan secara mendadak.
• Kuat menahan desak, sampai 6000 kg/cm2.
• Lemah terhadap tarik, maksimum 500 kg/cm2.
• Tidak mudah berkarat (coklat).
• Tidak dapat diberi muatan magnit.
• Tidak dapat disambung dengan paku keling atau dengan pengelasan.

Penggunaan Besi Tuang

• Pipa bertekanan tinggi.
• Alat-alat sanitasi.
• Bagian-bagian struktur yang menahan desak.
• Tumpuan gelagar jembatan (sendi dan roll).
• Bagian-bagian mesin, pintu gerbang, dll.

Besi Tempa (Wrought Iron)

Besi tempa adalah jenis besi yang mengandung unsur-unsur lain dalam jumlah yang kecil, yaitu

• Karbon: 0,05 – 0,15%
• Silika : 0,15 – 0,20%
• Posfor: 0,12 – 0,16%
• Belerang: 0,02 – 0,03%
• Mangan: 0,03 – 0,10%
• Unsur-unsur lain: 2%

Sifat-sifat besi tempa:

• Daktail (liat), kuat dan dapat ditempa
• Kuat tarik maksimum  4000 kg/cm2
• Kuat tekan maksimum  2000 kg/cm2
• Adonan sulit dituang, suhu leleh 1535o C
• Tahan korosi
• Dapat disambung dengan las

Saat ini besi tempa sudah jarang digunakan, untuk keperluan yang sama lebih sering digunakan baja struktur. Kecuali bagian-bagian yang membutuhkan bahan yang kuat, seperti paku keling/sumbat, baut, sekrup, pipa gas, rantai tapal kuda, dll.

Baca lanjutan terkait postingan ini: Baja.

Demikian penjelasan tentang Besi Tempa dan Besi Tuang. Semoga menambah pengetahuan kita semua. Semangat belajar selalu sobat ruang sipil.

Berbagi :