Besi cor adalah paduan besi dan karbon dengan kadar karbon di atas kira-kira 2%, umumnya 2–4%, ditambah silikon sekitar 1–3%. Kadar karbon yang tinggi inilah yang membedakannya dari baja, yang karbonnya di bawah 2%. Dalam bahasa Inggris material ini disebut cast iron.
Dalam percakapan sehari-hari, “besi cor” sering berarti besi beton, yaitu batang baja tulangan yang dipakai saat mengecor bangunan. Artikel ini membahas besi cor dalam arti metalurgi, yang juga disebut besi tuang (cast iron): paduan besi dengan kadar karbon di atas 2% yang dibentuk dengan cara dituang ke dalam cetakan.
Nama “besi cor” berasal dari cara pembuatannya. Material ini hampir selalu dibentuk dengan menuang logam cair ke dalam cetakan, bukan ditempa atau dirol. Untuk memahami prosesnya dari awal, baca dasar-dasar pengecoran logam.
Mengapa Besi Cor Mudah Dicor?
Karbon yang tinggi menurunkan titik lebur besi. Besi cor mencair pada sekitar 1.150–1.200°C, sedangkan baja baru mencair di atas 1.400°C. Besi cor cair juga mengalir dengan baik sehingga mampu mengisi cetakan berbentuk rumit dan berdinding tipis. Penyusutannya saat membeku relatif kecil, terutama pada besi cor kelabu. Tiga hal ini membuat besi cor murah diproduksi dan cocok untuk komponen berbentuk kompleks.
Jenis-Jenis Besi Tuang
Sifat besi cor ditentukan terutama oleh bentuk karbon di dalamnya: apakah berupa grafit atau karbida besi (sementit), dan bagaimana bentuk grafitnya.
Besi Tuang Kelabu (FC)
Besi cor kelabu (gray cast iron, FC). Grafitnya berbentuk serpih. Patahannya berwarna abu-abu, dari situlah namanya. Jenis ini meredam getaran dengan sangat baik, mudah dimesin, dan kuat menahan tekan, tetapi getas dan lemah terhadap beban tarik. Contoh kelasnya FC200 dan FC250 menurut JIS G5501.
Besi Tuang Nodular (FCD)
Besi cor nodular (ductile iron, FCD). Grafitnya berbentuk bulat karena penambahan magnesium. Hasilnya besi cor yang ulet dan tahan beban kejut, dengan kekuatan mendekati baja. Pembahasan lengkapnya ada di artikel besi cor nodular.
Besi Tuang Putih
Besi cor putih (white cast iron). Karbonnya terikat sebagai karbida besi, bukan grafit. Material ini sangat keras dan tahan aus, tetapi sangat getas dan sulit dimesin. Versi paduan krom tingginya dipakai untuk komponen penggiling dan pompa lumpur.
Besi Tuang Mampu Tempa
Besi cor mampu tempa (malleable iron). Dibuat dari besi cor putih yang dipanaskan lama (anil) sampai karbidanya terurai menjadi gumpalan grafit. Hasilnya ulet. Dulu banyak dipakai untuk sambungan pipa, tetapi kini sebagian besar digantikan besi cor nodular.
Besi cor grafit vermikular (compacted graphite iron, CGI). Bentuk grafitnya di antara serpih dan bulat. Kekuatannya lebih tinggi daripada besi cor kelabu, tetapi daya hantar panasnya masih baik. Jenis ini dipakai untuk blok mesin diesel modern.
Sifat Umum Besi Cor
| Sifat | Keterangan |
|---|---|
| Kekuatan tekan | Tinggi, jauh di atas kekuatan tariknya |
| Keuletan | Rendah pada besi cor kelabu dan putih, baik pada nodular |
| Redaman getaran | Sangat baik, terutama besi cor kelabu |
| Ketahanan aus | Baik, grafit berfungsi sebagai pelumas padat |
| Mampu mesin | Baik, kecuali besi cor putih |
| Mampu las | Sulit, perlu prosedur khusus |
| Ketahanan korosi | Sedang, umumnya lebih baik daripada baja karbon biasa |
Besi Cor vs Baja: Apa Bedanya?
Perbedaan utamanya ada pada kadar karbon. Baja mengandung karbon di bawah 2%, dan pada kebanyakan baja konstruksi di bawah 0,3%. Akibatnya baja lebih ulet, bisa ditempa dan dirol, serta mudah dilas. Besi cor lebih murah untuk dicor, lebih baik meredam getaran, dan lebih mudah dibentuk menjadi geometri rumit, tetapi umumnya lebih getas.
Dalam praktik, pilihannya bergantung pada beban kerja. Komponen yang menerima beban tekan dan getaran, misalnya landasan mesin perkakas, cocok memakai besi cor kelabu. Komponen yang menerima tarikan dan benturan lebih aman memakai besi cor nodular atau baja. Perbandingannya dengan baja berkadar karbon rendah dibahas dalam artikel baja karbon rendah.
Kegunaan Besi Tuang
- Otomotif: blok mesin, cakram dan tromol rem, rumah diferensial, poros engkol (nodular). Lihat studi kasus pengecoran di industri otomotif.
- Infrastruktur air: pipa, katup, sambungan, tutup lubang saluran (manhole).
- Mesin industri: landasan mesin perkakas, rumah pompa, rumah roda gigi, kompresor.
- Peralatan dapur: wajan dan panci besi cor yang menyimpan panas dengan baik.
- Pertambangan dan semen: bola giling dan pelapis tahan aus dari besi cor putih krom tinggi.
Keterbatasan yang Perlu Diingat
Besi cor kelabu dan putih bisa retak mendadak tanpa banyak berubah bentuk lebih dulu, sehingga tidak cocok untuk beban kejut. Besi cor juga sulit dilas. Perbaikan retak atau cacat memerlukan pemanasan awal dan elektroda khusus, seperti dijelaskan dalam artikel pengelasan perbaikan untuk hasil pengecoran logam. Selain itu, massa jenisnya tinggi, sehingga untuk komponen yang harus ringan aluminium sering lebih dipilih.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apakah besi cor bisa berkarat? Bisa. Besi cor tetap berkarat jika terkena air dan udara, meski lajunya sering lebih lambat daripada baja karbon biasa. Pelapisan cat, aspal, atau minyak (pada wajan) dipakai untuk melindunginya.
Apakah besi cor sama dengan besi tuang? Ya. Besi tuang adalah sebutan lain untuk besi cor.
Mana yang lebih kuat, besi cor atau baja? Bergantung pada jenis beban. Terhadap tekanan, besi cor sangat kuat. Terhadap tarikan dan benturan, baja umumnya lebih unggul, kecuali dibandingkan dengan besi cor nodular kelas tinggi.
Material Lama yang Tetap Relevan
Besi cor sudah dipakai selama ratusan tahun dan masih menjadi salah satu material cor dengan volume produksi terbesar di dunia. Alasannya sederhana: murah, mudah dicor menjadi bentuk rumit, dan sifatnya bisa diatur lewat bentuk grafit. Memilih jenis yang tepat untuk beban kerja komponen adalah kunci pemakaiannya.
