Ringkasan
Cawan lebur dilapisi dengan bahan tahan api. Pemrosesan baja menggunakan grafit atau kombinasi kromit dan magnesit untuk kontak langsung dengan lelehan. Pemrosesan besi cor sering menggunakan tanah liat rekayasa, yang juga dikenal sebagai campuran alumina-magnesia-silika. Grafit lebih sulit dibentuk daripada refraktori jenis tanah liat. Agar cocok sebagai refraktori, material harus memenuhi sejumlah persyaratan properti agar ekonomis dan aman.
Bahan tahan api
Seperti yang Anda catat, besi memiliki titik lebur high-end sekitar 1.540 ° C di sisi paling kiri dari diagram fase bawah ini, dalam bentuk besi murni. Ada dua kategori material dengan titik leleh yang lebih tinggi, tetapi hanya beberapa dari material tersebut yang ekonomis dan aman. Secara umum, setiap bahan dengan titik lebur yang cukup tinggi untuk menahan titik lebur logam yang digunakan secara komersial seperti besi, tembaga, dan aluminium disebut bahan refraktori .Fe-C
Sumber: ispatguru.com
Logam Tahan Api (Tidak Berguna untuk Pengecoran)
Kategori pertama dari bahan titik lebur tinggi, yang Anda perhatikan satu bahannya, disebut logam refraktori . Perhatikan bahwa ini umumnya tidak disebut sebagai refraktori atau bahan tahan api di industri pengecoran. Mereka terdiri dari niobium, molibdenum, tungsten, tantalum, dan renium, (Nb, Mo, W, Ta, Re) dan memiliki titik leleh mulai dari sekitar 2.500 ° C hingga 3.500 ° C. Meskipun titik lebur cukup tinggi dan memiliki kekuatan yang cukup sebagai bahan struktural, dan beberapa ketangguhan impak untuk mem-boot, ada sejumlah faktor yang membatasi penggunaannya.
- Reaktivitas tinggi dengan oksigen
- Reaktivitas tinggi dengan logam lain
- Biaya tinggi per berat
- Kepadatan tinggi
- Kapasitas panas tinggi
- Konduksi panas tinggi
- Sulit dibentuk (membutuhkan peleburan yang dikendalikan dengan hati-hati dalam ruang hampa atau metalurgi serbuk )
Keramik Tahan Api (Berguna untuk Pengecoran)
Kategori kedua dari bahan refraktori didasarkan pada berbagai keramik, dan disebut keramik refraktori , atau lebih umum lagi hanya refraktori . Namun, bukan sembarang keramik yang cocok. Idealnya keramik memiliki kekuatan ikatan atom yang sangat tinggi, atau afinitas yang lebih tinggi terhadap oksigen daripada logam yang dilelehkan. Ini akan membuat bahan relatif lembam sehubungan dengan logam cair. Keramik seperti itu juga harus mudah dibentuk, memiliki kapasitas panas rendah dan konduksi panas, dan harus cukup murah.
( MgCO3)( FeCr2HAI4)
Fe + O2⇌ FeO2
Ellingham Diagram (Memilih Refraktori Stabil)
Cara membaca Diagram Ellingham, untuk tujuan kita, adalah bahwa bergerak naik pada grafik berarti afinitas yang menurun untuk oksigen, sementara bergerak ke bawah berarti afinitas yang meningkat. Garis diagonal dengan persamaan kimia menunjukkan energi bebas standar dari reaksi itu (sumbu vertikal) pada suhu yang diberikan (sumbu horizontal). Jika, pada suhu tertentu, satu garis reaksi berada di atas yang lain, reaksi yang lebih tinggi akan melanjutkan menuju logam murni plus oksigen (reduksi kimia) sedangkan reaksi yang lebih rendah akan melanjutkan menuju oksida logam (oksidasi kimia). Oleh karena itu, bahan tahan api dengan afinitas yang lebih tinggi untuk oksigen daripada logam cair akan stabil secara kimia selama peleburan. Perhatikan bahwa diagram tambahan ada atau dapat dibuat untuk bahan non-oksida menggunakan prinsip-prinsip termodinamika dan beberapa eksperimen, dan lebih sulit didapat di internet.
Sumber: Tutorial Diagram Cambridge Ellingham