Besi tuang atau disebut juga besi cor (dalam bahasa Inggris dikenal sebagai cast iron) ialah paduan antara besi dan karbon di mana kandungan karbonnya lebih dari dua persen. Unsur paduan utama yang turut membentuk karakter besi tuang ialah karbon (C) antara 3 hingga 3.5 persen serta silikon (Si) antara 1.8 hingga 2.4 persen. Perbedaan kadar karbon serta silikon akan membuat titik lebur besi tuang menjadi lebih rendah dibanding baja, yaitu antara 1.150 hingga 1.200 derajat Celcius. Unsur paduan di dalamnya ini juga akan mempengaruhi warna patahan. Besi tuang putih akan memiliki unsur karbida sementara besi tuang kelabu memiliki kandungan serpihan grafit.
Besi tuang cenderung memiliki sifat yang rapuh, kecuali besi tuang mampu tempa atau malleable cast iron. Titik lelehnya relatif rendah, mampu tempa, tingkat fluiditas lebih baik, mampu mesin yang baik serta ketahanan akan deformasi dan aus lebih baik. Semua ini menjadikan besi tuang sebagai salah satu bahan rekayasa yang diaplikasikan serta digunakan dalam mesin, pipa maupun suku cadang dalam industri otomotif seperti blok silinder, kepala silinder dan gearbox. Jika dilihat dari sejarahnya, besi tuang tertua di dunia sendiri ditemukan arkeolog dari abad ke-5 SM di Tiongkok. Besi tuang digunakan sebagai alat perang, arsitektur maupun pertanian pada masa Tiongkok Kuno.
pxhere.com
Besi cor akan dibuat dengan cara meleburkan kembali besi kasar atau pig iron hasil tanur tinggi bijih besi, kemudian ditambah lagi dengan baja tua, besi tua serta batu kapur guna membantu pembentukan terak atau slag yang bisa mengikat kotoran. Hal ini akan membuatnya terpisah dari besi cair serta karbon sebagai bahan bakar. Peleburan besi tuang akan dilakukan di dalam tanur tinggi khusus yang disebut kupola. Namun, belakangan ini pabrik-pabrik pengecoran akan lebih banyak menggunakan tanur listrik dari jenis induksi serta tanur busur listrik guna menggantikan kupola. Logam cair dari dalam kupola selanjutnya akan diangkut dengan menggunakan ladel.
Jenis Besi Tuang
Terdapat beberapa jenis besi tuang yang dapat kita temukan di pasaran. Masing-masing jenisnya akan memiliki karakteristik yang berbeda satu sama lain. Kelebihan dan kekurannya juga beraneka ragam. Pemilihan jenis yang tepat akan berpengaruh pada konstruksi bangunan yang dikerjakan. Berikut adalah beberapa di antaranya.
- Besi Tuang Kelabu
Besi tuang kelabu atau gray cast iron memiliki kandungan grafit dalam bentuk serpihan tipis yang terbagi secara merata di seluruh strukturnya. Ini membuat bidang patahannya tampak berwarna abu-abu. Besi tuang dari jenis ini seringkali digunakan karena harga beton cor yang murah serta proses penuangan dalam jumlah besar bisa dilakukan dengan mudah. Komposisi kimia dari besi tuang jenis ini ialah 1 hingga 3 persen silikon serta 2.5 hingga 4 persen karbon. Apabila kadar karbonnya tinggi, maka kadar silikonnya akan tinggi pula sehingga persentase mangan dan sulfurnya akan rendah. Oleh karenanya, pembentukan karbon bebas akan meningkat dan setelah didinginkan akan memiliki kandungan grafit.
pxhere.com
- Besi Tuang Putih
Besi tuang putih atau white cast iron memiliki bidang patahan berwarna putih. Hal ini terjadi karena kandungan sementit dalam jumlah yang besar serta karbon yang lebih dari 1.7 persen. Kandungan silikonnya yang rendah serta terjadinya pendinginan yang cepat akan membuat besi tuang ini setelah didinginkan membentuk fasa metastabil sementit. Sementit sendiri memiliki sifat getas serta keras, sehingga besi tuang putih juga memiliki tingkat kekerasan serta ketahanan aus yang tinggi. Akan tetapi, walau demikian ternyata kekuatan tariknya relatif rendah. Besi tuang putih ialah bahan baku bagi pembuatan besi tuang mampu tempa. Hal ini tentu tidak lepas dari ketahanan dan kekerasan yang dimilikinya sehingga dapat melalui proses tempa.
- Besi Tuang Mampu Tempa
Besi tuang mampu tempa atau dalam bahasa Inggrisnya disebut malleable cast iron ialah besi tuang putih yang sudah diberi perlakuan panas hingga 900 derajat Celcius. Perlakuan panas yang dilakukan pada besi tuang putih biasanya adalah anil dnegan tujuan agar karbida besi bisa dipisahkan menjadi grafit serta besi. Secara umum, besi tuang mampu tempa memilii sifat yang nyaris sama seperti halnya baja ringan. Besi tuang dari jenis ini juga memiliki mampu tempa yang terbilang sangat baik. Ketahanannya terhadap beban kejut serta mampu mesin juga sangat baik. Besi tuang mampu tempa seringkali digunakan untuk industri otomotif, industri kereta api, industri pertanian hingga sambungan pipa.
pxhere.com
- Besi Tuang Nodular
Besi tuang nodular atau nodular cast iron memiliki bentuk yang khas yaitu grafitnya bulat. Besi tuang ini dibentuk dengan menambahkan magnesium serta cerium atau paduan Fe-Si-Mg saat besi tuang masih dalam keadaan cair. Hal ini akan membuat grafitnya menjadi bulat atau mengalami nodularisasi. Besi tuang nodular terutama memiliki kekuatan, keuletan serta ketangguhan yang melebihi besi tuang kelabu. Ini karena bentuk grafitnya bulat, maka otomatis konsentrai regangan menjadi lebih kecil apabila dibandingkan dengan besi tuang kelabu. Harga beton cor jenis ini juga pastinya akan lebih tinggi.