Besi Tuang vs Keluli Tuang: Komposisi Kimia dan Perbezaan Utama Diterangkan

Memilih antara besi tuang dan keluli tuang adalah keputusan asas dalam kejuruteraan dan pembuatan. Walaupun kedua-duanya adalah aloi ferus yang dihasilkan melalui proses pengecoran, komposisi kimianya yang berbeza—terutamanya kandungan karbon—mengakibatkan sifat dan aplikasi yang sangat berbeza.

Komposisi Kimia & Struktur Mikro
Perbezaan utama terletak pada kandungan karbon. Besi tuang kebiasaannya mengandungi 2% hingga 4% karbon, bersama-sama 1% hingga 3% silikon. Kandungan karbon yang tinggi menyebabkan karbon berlebihan mendapan sebagai serpihan grafit (dalam besi kelabu) atau nodul (dalam besi mulur) di dalam matriks besi. Keluli leburan sebaliknya, mempunyai kandungan karbon yang jauh lebih rendah, secara umum di bawah 0.5%, mengekalkan karbon dalam larutan atau sebagai karbida besi, menghasilkan struktur mikro yang kebanyakkannya perlitik atau martensitik.

Ciri Mekanikal & Prestasi
Perbezaan struktur ini menentukan prestasi mereka:

• Kekuatan & Kekenyalan:  Keluli leburan menawarkan kekuatan tegangan, rintangan hentaman, dan kekenyalan yang unggul. Ia mampu menahan perubahan bentuk yang ketara sebelum gagal, menjadikannya sesuai untuk beban dinamik. Besi tuang terutamanya besi kelabu, kuat dalam mampatan tetapi agak rapuh dalam tegangan, dengan rintangan hentaman yang rendah.

• Kekerasan & Haus: Beberapa besi tuang, seperti besi putih, menawarkan kekerasan dan rintangan kakisan yang luar biasa. Walaupun keluli tuang boleh dikeraskan pada permukaannya, besi tuang biasanya memberikan rintangan haus yang lebih baik dalam aplikasi tertentu.

• Peredaman & Kebolehmesinan:  Besi tuang mempunyai keupayaan peredaman getaran yang sangat baik disebabkan oleh serpihan grafit dan secara amnya lebih mudah dimesin. Keluli leburan meredam getaran dengan kurang berkesan tetapi menawarkan kebolehlasiman dan kekuatan kimpalan yang lebih baik.

Pertimbangan Aplikasi & Kos

• Penggunaan tipikal:

  • Besi Tuang: Digunakan untuk blok enjin, cakera brek, tapak alat mesin, paip, dan perkakas memasak, di mana kekakuan, peredaman, atau rintangan haus adalah penting.

  • Keluli Tuang: Digunakan dalam komponen struktur, gear, bahagian jentera berat, bekas tekanan, dan gantungan kereta di mana kekuatan tinggi, ketahanan, dan rintangan lesu diperlukan.

• Kos: Secara am, kos bahan mentah dan pengeluaran untuk besi tuang asas adalah lebih rendah berbanding keluli tuang. Proses pengeluaran keluli lebih intensif tenaga, dan pengecoran keluli kerap kali memerlukan teknologi acuan yang lebih canggih serta rawatan haba selepas pengecoran untuk mencapai sifat-sifat yang diinginkan.

Ringkasnya, besi tuang ialah pilihan untuk komponen yang berkesan dari segi kos yang memerlukan kekukuhan, penampan getaran, dan rintangan haus. Keluli leburan dipilih untuk bahagian berprestasi tinggi yang mengalami hentaman, tekanan, dan beban dinamik di mana ketahanan adalah perkara utama. Keputusan akhirnya bergantung kepada penilaian tepat terhadap keperluan mekanikal, keadaan perkhidmatan, dan jumlah kos.