Abstrak —Akhir-akhir  ini  banyak  beredar  berbagai  macam produk suku cadang pin piston  mulai dari produk original yang biasanya  berharga  mahal,  hingga  produk-produk  non original yang  harganya  relatif  lebih  murah.saat  ini  produk  non original yang  dijual  dipasaran,  harganya  setengah  kali  lebih  murah dibandingkan  dari  harga  produk original .  Sehingga  perlu membandingkan  kualitas  dari  sifat-sifat  mekanis  antara  pin piston original dengan non original .  Langkah-langkah  penelitian yang  dilakukan  adalah  melakukan  proses heat  treatment pada spesimen  pin  piston  non original dibawah  titik  lebur  850ºC  dan ditahan  selama  30  menit,  kemudian  di- quenching dengan  media air  setelah  itu  dilanjutkan  dengan  proses tempering pada  suhu 200ºC,400ºC dan 600ºC dengan waktu penahanan 60 menit. Hasil pengujian kekerasan didapatkan bahwa nilai rata-rata kekerasan dengan  metode Rockwel pada  spesimen  yang  tidak  diberikan perlakuan  panas  pada  suhu  ruang  28ºC  yaitu  sebesar  55  HRC untuk spesimen pin piston original dan 54 HRC untuk spesimen pin  piston  non original setelah  melewati  tahap  proses heat treatment dan proses quenching , pin piston non original memiliki kenaikan  masing-masing  sebesar  7,4 %, 1,85 %  dan  penurunan sebesar 11,11 % pada setiap proses tempering 200ºC, 400ºC  dan 600ºC. Spesimen pin piston non original dengan proses tempering 200ºC  adalah  spesimen  yang  nilai  kekerasannya  mendekati spesimen  pin  piston original .  Dengan  peningkatan  kekerasan sebesar 5,45 % dibandingkan dengan spesimen original .
Kata Kunci — heat treatment, pin piston , tempering

## I. PENDAHULUAN
AMAN sekarang, produk sepeda motor berkembang pesat. Data  kepolisian  pada  tahun  2013  jumlah  sepeda  motor  di Indonesia  berjumlah  84.732.652  ( www.bps.go.id ).  Jumlah tersebut  akan  terus  meningkat  seiring  dengan  kebutuhan transportasi  masyarakat.  Agar  kinerja  mesin  motor  terjaga, tentunya harus dilakukan servis rutin dan jaminan  ketersediaan suku cadang kendaraan. Salah satu suku cadang kendaraan yang dilakukan pergantian adalah pin piston. Pin piston merupakan komponen mesin yang berfungsi sebagai pemindah gaya dalam hubungan antara connecting rod dengan bushing piston. Pin  piston  biasanya  terbuat  dari  baja  karbon  sedang  AISI 4140 merupakan low alloy chromium-molybdenum steels yang memiliki  kandungan  0,38-0,43%  C,  0,75-1,00%  Mn,  0,15- 0,30%  Si,  0,80-1,10%  Cr,  0,15-0,25%  Mo,  0,04%  S  dan 0,035%  P.  Berdasarkan  aplikasinya  baja  ini  dikembangkan dengan  tujuan  untuk  memiliki  sifat  mekanik  terutama kekerasan,  kekuatan  serta  tahan  terhadap  keausan.  Keausan bahan  yang  lebih  lunak.  Faktor-faktor  yang  mempengaruhi keausan adalah kecepatan, tekanan, kekasaran permukaan dan kekerasan bahan.

## Gambar 1. Kerusakan pin piston
Pin  piston  tersebut  terjadi  pengikisan  atau  aus  pada permukaan  yang  disebabkan  karena  pin  yang  digunakan tersebut  tidak  mempunyai  kekerasan  yang  cukup.  Kekerasan akan  meningkat  apabila  material  dilakukan  proses heat treatment, semakin tinggi angka kekerasan maka sifat keuletan akan menjadi rendah dan laju keausan juga akan menurun.

## II. METODOLOGI
Penelitian  ini  dilakukan  melalui  beberapa  langkah  kerja sebagai  studi  eksperimental.  Awalnya  dengan  melakukan persiapan spesimen, yaitu membeli produk pin piston original dan  non original .  Kemudian  melakukan  pengujian  kekerasan permukaan  terhadap  masing-masing  spesimen  uji.  Penelitian kekerasan dilakukan dengan menggunakan metode Rockwell C. Pada  pengujian  kekerasan  dengan  metode Rockwell C, digunakan pembebanan 150  Kgf dengan waktu penahanan 60 detik  dan  menggunakan  intan  sudut  120º.  Setelah  dilakukan pengujian  kekerasan  permukaan  pin  pada  masing-masing spesimen  uji.  Spesimen  non original akan  dilakukan  proses heat  treatment dibawah  titik  lebur  pada  temperatur  850ºC dengan  waktu  penahanan  selama  30  menit.  Kemudian  di dinginkan cepat atau quenching dengan  media air. Kemudian, spesimen  uji  akan  dilakukan  proses tempering dengan  variasi temperatur  200ºC,  400ºC  dan  600ºC.  Adapun  alat  yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2.

## Studi Eksperimen Proses Tempering Terhadap Kekerasan Permukaan dan Estimasi Keausan
Windra Sampurna, Yusuf Kaelani
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : y_kaelani@me.its.ac.id
J
Gambar 2. Tungku pemanas
Setelah  melewati  proses heat  treatment dan  proses tempering . Spesimen uji pin piston non original akan dilakukan pengujian kekerasan. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui  apakah  proses tempering tersebut  mempengaruhi niai kekerasan dan proses tempering mana nilai kekerasannya lebih mendekati dengan spesimen uji lain. Alat yang digunakan dalam pengujian kekerasan dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Rockwell hardness tester

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bagian ini akan dibahas dan dianalisa hasil eksperimen proses tempering dan kekerasan pin piston sepeda motor.

## A. Analisa Proses tempering 200ºC
Pada  proses  dengan  suhu tempering 200ºC  dengan  waktu penahanan atau holding time selama 60 menit dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Proses tempering 200ºC
Diagram prosses tempering yang ditunjukkan pada Gambar 4  dengan  asumsi  garis  berwarna  merah  adalah  struktur  yang terjadi setelah dilakukan proses tempering 200ºC. Pada proses
ini struktur yang terjadi yaitu martensit yang bersifat keras dan rapuh berpartisipasi menjadi martensit temper , pada proses ini struktur perlit lebih mendominasi dibandingkan struktur ferit .
B. Analisa Proses tempering 400ºC
Pada  proses  dengan  suhu tempering 400ºC  dengan  waktu penahanan atau holding time selama 60 menit dapat dilihat pada Gambar 5
Gambar 5. Proses tempering 400ºC
Diagram proses tempering yang ditunjukkan pada Gambar 5 dengan  asumsi  garis  berwarna  merah  adalah  struktur  yang terjadi setelah dilakukan proses tempering 400ºC. Pada proses ini  struktur  yang  terjadi  yaitu ferit dan perit lebih  merata. Sedangkan martensit berkurang  sedikit  dibandingkan  proses tempering 200ºC

## C. Analisa Proses tempering 600ºC
Pada  proses  dengan  suhu tempering 600ºC  dengan  waktu penahanan atau holding time selama 60 menit dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Proses tempering 200ºC
Diagram prosses tempering yang ditunjukkan pada Gambar 6  dengan  asumsi  garis  berwarna  merah  adalah  struktur  yang terjadi setelah dilakukan proses tempering 600ºC. Pada proses ini  struktur  yang  terjadi  yaitu ferit dan  perit  lebih  merata  dan mendominasi. Sedangkan martensit lebih sedikit dibandingkan proses tempering 200ºC  dikarenakan  suhu  pemanasan  yang lebih tinggi.

## D. Pengujian kekerasan rockwell pada permukaan spesimen
Pengujian  kekerasan  permukaan  pada  spesimen  diambil kekerasannya  dibeberapa  titik  yang  sudah  ditentukan.  Tiap spesimen  diambil  lima  titik  pengujian,  dapat  dilihat  pada Gambar 7.
Gambar 7 Titik pengujian Rockwell pada permukaan spesimen
E. Data hasil pengujian kekerasan Rockwell pada permukaan dan data hasil komposisi kimia.
Pada  pengujian  kekerasan  dengan  metode Rockwell C, digunakan pembebanan 150  Kgf dengan waktu penahanan 60 detik  dan  menggunakan  intan  sudut  120º  untuk  spesimen  pin piston original maupun  pin  piston  non original .  Hasil percobaan dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1. Data hasil pengujian komposisi kimia pada spesimen uji
Unsur % Non original Original Fe 97,1 97,2 C 0,409 0,443 Cr 0,933 0,958 Mn 0,734 0,771 Si 0,195 0,203 Mo 0,180 0,185 Tabel 2.
Data hasil pengujian kekerasan permukaan pada spesimen pin piston original dan non original Spesimen Teknik Pengujian Original (28°C) 1 2 3 4 5 55 55 55 55 54 Rerata
HRC Pin Original 55 Non Original (28°C) 1 2 3 4 5
53
54 54 54 54 Rerata
HRC Pin Original 54 Non Original (200°C) 1 2 3 4 5 58 57
58 58 58 Rerata
HRC Pin Original 58 Non Original (400°C)
1
2 3 4 5 54
55 55 55 54
Rerata HRC Pin Original 55 Non Original (600°C)
1
2 3 4 5 47
48 48 47 48 Rerata HRC Pin Original 48
Hasil  dari  pengujian  komposisi  kimia  pada  masing-masing spesimen  uji  yang  ditunjukkan  pada  Tabel  1  dimana  setiap unsur pada spesimen uji pin piston original memiliki persentase lebih tinggi dibandingkan spesimen uji pin piston non original . Dengan  adanya  perbedaan  persentase  unsur  kimia  pada spesimen  uji  tersebur  dapat  diketahui  perbedaan  kekerasan permukaan  antara  spesimen  uji  pin  piston original dan  non original . Hal ini dapt dilihat pada Tabel 2 mengenai perbedaan kekerasan  antara  pin  piston original dengan  pin  piston  non original .  Pengaruh  perbedaan  unsur  kimia  terhadap  nilai kekerasan dapat dilihat pada Gambar 8.

## Gambar 8 Pengaruh komposisi kimia terhadap nilai kekerasan [1]
Grafik  rerata  kekerasan  permukaan  dari  setiap  spesimen original dan  non original dengan  variasi tempering 200ºC, 400ºC serta 600ºC dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar  9  Grafik  pengaruh  variasi tempering terhadap  kekerasan  permukaan spesimen uji.
Pada  Gambar  9  dapat  dilihat  bahwa  nilai  kekerasan  pada semua pin piston non original yang sudah dilakukan proses heat treatment telah  terjadi  peningkatan  kekerasan  dan  penurunan kekerasan.  Spesimen  pin  piston  non original dengan  variasi tempering 200ºC  nilai  kekerasannya  meningkat  7,4%  dari spesimen  pin  piston  non original dengan  rerata  kekerasan  58 HRC.  Pada  spesimen  dengan  variasi tempering 400ºC  nilai kekerasannya  meningkat  1,85%  dari  spesimen  pin  piston  non original dengan  rerata  kekerasan  55  HRC.  Spesimen  dengan variasi tempering 600ºC  memiliki  penurunan  11,11%  dari spesimen  pin  piston  non original dengan  rerata  kekerasan  48 HRC.  Penurunan  kekerasan  akibat  proses tempering disebabkan  struktur martensit cenderung  untuk  berubah menjadi martensit  temper dan  cenderung  bertransformasi menjadi bainit atau endapan karbida . Jadi dapat dikatan bahwa menurunnya  kekerasan  bahan  disebabkan  oleh  menurunnya
sifat tetragonal martensit dan mulai terbentuknya pengendapan karbida dan  pembentukan ferit dengan  meningkatnya temperatur temper .
Berdasarkan  hasil  pengujian  kekerasan  pada  pesimen  pin piston  dengan  menggunnakan  metode Rockwell dapat disimpulkan  bahwa  spesimen  non original dengan  proses tempering 200ºC  terjadi  peningkatan  kekerasan  paling  tinggi yaitu  sebesar  7,4%  dari  spesimen  non original yang  tanpa diberikan proses heat treatment dan terjadi peningkatan sebesar 5,4%  dibandingkan  dengan  spesimen original .  Peningkatan kekerasan  tersebut  terjadi  disebabkan  pada  saat  pendinginan melalui range austenite metastabil , proses nukleasasi berjalan lambat. Pada saat proses nukleasasi berjalan lambat, dilakukan pendinginan  cepat  sehingga  inti  akan  tumbuh  perlahan  yang disebabkan  proses  difusi,  jarak  inti  atom  menuju  batas  butir memerlukan  jarak  dan  waktu  yang  lebih  lama  sehingga  butir austenite menjadi lebih besar dan kasar sehingga hardenability spesimen  menjadi  meningkat.  Dari  pengujian  yang  dilakukan pada spesimen non original , proses tempering 200ºC memiliki hasil yang paling sesuai.

## IV. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian yang telah dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Nilai rerata kekerasan Rockwell spesimen pin piston yang tidak mengalami proses perlakuan panas pada suhu ruang 28ºC  yaitu  sebesar  55  HRC  untuk  spesimen  pin  piston original dan  54  HRC  untuk  spesimen  pin  piston  non original .  Setelah  dilakukan  proses tempering 200ºC  pada spesimen pin piston non original dengan waktu penahanan 60  menit,  nilai  kekerasannya  meningkat  7,4%  yaitu menjadi  58  HRC.  Nilai  ini  merupakan  nilai  kekerasan tertinggi dibandingkan silai kekerasan spesimen pin piston non original lainnya.  Terjadi  penurunan  sebesar  11,11% pada  spesimen  pin  piston  non original dengan  proses tempering 600ºC  dengan  waktu  penahanan  selama  60 menit. Nilai kekerasannya yaitu sebesar 48 HRC . 2. Proses tempering 200ºC  memiliki  peningkatan  kekerasan sebesar 5,4% dibandigkan spesimen original
3. Proses perlakuan panas dan holding time pada spesien pin piston non original pada saat dilakukan proses tempering sangat berpengaruh terhadap kekerasan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Pollack, H.W, 1988,”Materials Science and Metallurgy”,4 th , New Jesey, Prentice Hall