Besi tuang kelabu, besi tuang mulur dan besi tuang boleh ditempa adalah tiga jenis utama bahan besi tuang. Mereka berbeza dengan ketara dalam struktur mikro, ciri prestasi, dan proses pembuatan, terutamanya disebabkan oleh perbezaan dalam morfologi grafit. Berikut adalah perbandingan terperinci:
1. Besi Tuang Kelabu
• Morfologi Grafit: Grafit serpihan (permukaan patah kelabu).
• Struktur mikro: Serpihan grafit tersebar dalam matriks ferit atau perlit; kepekatan tegasan mudah berlaku pada hujung kepingan grafit.
• Ciri-ciri Prestasi:
º Kelebihan: Prestasi tuangan yang baik, rintangan haus, redaman getaran (serpihan grafit menyerap getaran), dan kebolehmesinan; kos rendah.
º Kelemahan: Kekuatan rendah, keplastikan yang lemah (hampir tiada kemuluran), kerapuhan tinggi; kekuatan tegangan jauh lebih rendah daripada kekuatan mampatan.
• Aplikasi: Katil alatan mesin, blok enjin, cakera brek, perumah injap dan komponen lain yang memerlukan redaman getaran dan rintangan haus.
2. Besi Tuang Mulur (atau Besi Tuang Nodular)
• Morfologi Grafit: Grafit sferoid (diperolehi melalui rawatan spheroidizing dengan magnesium atau serium, dsb.).
• Struktur mikro: Grafit sferoid mempunyai kesan pemotongan yang kurang pada matriks, mengakibatkan penggunaan kekuatan tinggi matriks (ferit, pearlit, atau campuran).
• Ciri-ciri Prestasi:
º Kelebihan: Kekuatan tinggi, keplastikan yang baik dan keliatan (pemanjangan boleh mencapai 10%-25%), kekuatan tegangan hampir dengan keluli, sambil mengekalkan rintangan haus dan sifat redaman getaran.
º Kelemahan: Keperluan tinggi untuk proses tuangan (memerlukan rawatan spheroidizing), kos yang lebih tinggi daripada besi tuang kelabu.
• Senario Aplikasi: Aci engkol, gear, paip, bahagian casis automotif dan komponen lain yang perlu menahan beban dinamik.
3. Besi Tuang Boleh Tempa
• Morfologi Grafit: Grafit nodular (dibentuk melalui penyepuhlindapan besi tuang putih).
• Mikrostruktur: Grafit diaglomerasi, dengan kesan pemotongan yang kurang pada matriks berbanding grafit serpihan, tetapi lebih lemah daripada grafit sferoid.
• Ciri-ciri Prestasi:
º Kelebihan: Keliatan dan keplastikan yang lebih tinggi (pemanjangan biasanya 5%-15%), lebih baik daripada besi tuang kelabu, dan boleh menahan kesan tertentu.
º Kelemahan: Proses pembuatan yang kompleks (memerlukan penyepuhlindapan yang lama), kos yang tinggi, dan ketebalan dinding yang terhad.
• Klasifikasi:
º Besi tuang boleh ditempa Blackheart (matriks ferit): Keliatan yang baik, digunakan untuk kelengkapan paip dan bahagian automotif.
º Besi tuang boleh ditempa Whiteheart (permukaan dinyahkarburkan): Kebolehkimpalan yang baik, digunakan untuk bahagian-berdinding nipis.
º Besi tuang mudah ditempa mutiara: Kekuatan tinggi, digunakan untuk-bahagian kalis haus.
• Senario Aplikasi: Kelengkapan paip, alatan pertanian, bahagian kereta api dan bahagian berdinding nipis{0}}lain dengan bentuk kompleks yang memerlukan keliatan.
Cadangan Pemilihan
• Keperluan untuk redaman getaran dan kos rendah → Besi tuang kelabu.
• Keperluan untuk kekuatan dan keliatan → Besi tuang mulur (boleh menggantikan beberapa bahagian keluli).
• Bahagian berdinding-nipis dengan bentuk kompleks yang memerlukan keliatan → Besi tuang mudah dibentuk (terutamanya biasa dalam kelengkapan paip).
Walaupun ketiga-tiga bahan ini semuanya tergolong dalam keluarga besi tuang, sifat dan aplikasinya berbeza dengan ketara disebabkan oleh bentuk grafit yang berbeza. Disebabkan prestasi keseluruhannya yang sangat baik, besi mulur telah menjadi bahan besi tuang yang paling banyak digunakan dalam industri moden.
