7/24/2019 83-138-1-SM

1/5

E-Jurnal Teknik Mesin, Vol.1 No.2 Juni 2014

ISSN:2337-9928

14

PENGARUH PROSESHEAT TREATMENTTERHADAP PERUBAHAN STRUKTUR

MIKRO DAN KEKERASAN BAHAN GUIDE VALVE SEPEDAMOTOR

Sujo Purwono, Agoes Duniawan, Saiful Huda

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri

Institut Sains & Teknologi AKPRIND YogakartaJln. Kalisahak No. 28, Komp. Balapan Tromol Pos 45, Yogyakarta 55222

ABSTRAK

Dalam penelitian ini, penulis mengambil bahan baku untuk pembuatan guide valve dari sentra industri

pengecoran di Ceper di wilayah kabupaten Klaten Provinsi Jawa Tengah. Bahan yang digunakan berupa bahan

hasil pengecoran yang belum diketahui jenisnya. Penelitian dilakukan untuk mengetahui jenis bahan guide

valve dan untuk mengetahui perubahan struktur mikro dan kekerasan bahan akibat proses heat treatment pada

logam hasil pengecoran tersebut. Batasan masalah pada penelitian proses heat treatment terhadap perubahan

struktur mikro dan kekerasan bahan guide valve. Bahan baku guide valve sepeda motor : Temperatur dan waktu

proses heat treatment 750C, 800C , 850C , dan Waktu : 30, 60 dan 120 menit. Pengujian yang digunakan

meliputi : Pengujian kekerasan (rockwell) dan analisa stuktur mikro (metalografi). Penelitian proses heat

treatment terhadap perubahan struktur mikro dan kekerasan bahan guide valve, memperoleh hasil sebagai

berikut : Berdasarkan data hasil uji komposisi bahan guide valve dan perhitungan karbon equivalen (CE) 3,936dan bentuk stuktur mikro maka bahan guide valve merupakan jenis besi tuang kelabu (gray iron). Temperatur

heat treatment berpengaruh terhadap harga kekerasan bahan guide valve. Temperatur kritis (A1) besi tuang

kelabu yang digunakan sebagai guide valve berdasarkan kandungan komposisi kimia adalah 765,585 C

(1413,635 F). Proses heat treatment dibawah temperatur kritis menyebabkan penurunan harga kekerasan.

Proses heat treatment diatas temperatur kritis menyebabkan peningkatan harga kekerasan. Struktur mikro dari

besi tuang kelabu terdiri dari matrik pearlite dengan serpihan grafit (grafite flakes) yang meyebar secara

merata. Prosentase karbon dan silikon sangat berpengaruh terhadap pembentukan serpihan grafit dan

pembentukan matrik pearlite. Proses heat treatment pada besi tuang kelabu untuk bahan guide valve

berpengruh tehadap perubahan bentuk serpihan grafit.

.

Kata Kunci : Guide Valve, Heat Treatment, Besi Tuang Kelabu, Karbon Equivalen

PENDAHULUAN

Katup (valve) dan bos katup (guide valve)

pada motor bakar merupakan elemen yang sangat

penting, yang memiliki fungsi untuk membuka dan

menutup saluran masuk dan saluran buang pada

motor bensin. Katup dapat berfungsi untuk

memasukkan udara dan bahan bakar ke dalam

silinder dan mengeluarkan gas sisa hasil

pembakaran dari dalam silinder. Katup harus dapat

ditutup rapat pada dudukannya oleh pegas katup

supaya tidak terjadi kebocoran udara atau gas

buang. Katup dibuka oleh poros cam dengan cara

ditekan langsung oleh poros cam. Poros cam

digerakkan oleh poros engkol dengan perantaraan

transmisi roda gigi atau rantai. Kecepatan putar

poros cam adalah setangah kecepatan putar poros

engkol. Katup udara dan bahan bakar masuk

disebut katup masuk (intake valve), sedangkan

katup pengeluaran disebut katup buang (exhaust

valve). Katup ditunjang oleh komponen lainnya

dalam melakukan fungsinya, koponen tersebut

adalah guide valve. Dalam penelitian ini, penulis

mengambil bahan baku untuk pembuatan guide

valve dari sentra industri pengecoran di Ceper di

wilayah kabupaten Klaten Provinsi Jawa Tengah.

Bahan yang digunakan berupa bahan hasil

pengecoran yang belum diketahui jenisnya.

Penelitian dilakukan untuk mengetahui jenis bahan

guide valve dan untuk mengetahui perubahan

struktur mikro dan kekerasan bahan akibat proses

7/24/2019 83-138-1-SM

2/5

E-Jurnal Teknik Mesin, Vol.1 No.2 Juni 2014

ISSN:2337-9928

15

heat treatment pada logam hasil pengecoran

tersebut.

METODE PENELITIAN

Urutan penelitian proses heat treatment

terhadap perubahan struktur mikro dan kekerasan

bahan guide valve ditunjukkan oleh flowchart

Gambar 1

Gambar 1 Diagram alir penelitian

Bentuk bahan guide valve yang dugunakan

pada penelitian proses heat treatment terhadap

perubahan struktur mikro dan kekerasan bahan

guide valve ditunjukkan oleh Gambar 2

Gambar 2 Pipa API 5L

Selanjutnya membentuk katup menjadi

bagian kecil yang digunakan sebagai spesimen

untuk pengujian, bentuk spesimen ditunjukkan oleh

Gambar 3

Gambar 3 Bentuk spesimen

Alat alat yang digunakan pada proses

heat treatment terhadap perubahan struktur mikro

dan kekerasan bahan guide valve, alat yang

digunakan dikategorikan kedalam dua kelompok,

yaitu kelompok alat utama dan alat bantu, dengan

perincian sebagai berikut:

1. Alat utama porses proses heat treatment

terhadap perubahan struktur mikro dan

kekerasan bahan guide valve adalah :Alat uji

kekerasan (hardness tester), mikroskop logam,

dan peralatan pemanas (furnace)

2. Alat bantu porses proses heat treatment

terhadap perubahan struktur mikro dan

kekerasan bahan guide valve adalah: Gergaji,

mesin bubut, dan ragum

HASIL PENGUJIAN

Dari data hasil uji komposisi bahan guide valve

yang ditunjukkan oleh Tabel 4.1 digunakan untuk

menentukan jenis bahan guide valve, adapun cara

penentuannya dalah sebagai berikut:

1. Menentukan prosentase karbon (%C) dan

prosentase silikon (%Si) adalah sebagai berikut:

% C = 3,42 %

% Si = 1,72 %

2. Menentukan Carbon Equvalent (CE)

berdasarkan prosentase karbon (%C) dan

prosentase silikon (%Si) (ASM Handbook Vol

1, 2005:20):

CE = % C + 0,3 (% Si)

CE = 3,42 + 0,3 (1,72) = 3,936

3. Selanjutnya menggunakan diagram yang

ditunjukkan oleh Gambar 4 untuk mengetahui

7/24/2019 83-138-1-SM

3/5

7/24/2019 83-138-1-SM

4/5

E-Jurnal Teknik Mesin, Vol.1 No.2 Juni 2014

ISSN:2337-9928

17

Handbook Vol 4, 1991:1456). Penurunan harga

kekerasan pada proses perlakuan panas di

temperatur 750 C dikarenakan sampela berada

pada jangkauan temperature annealing yaitu 700C

- 760 C. Sedangkan peningkatan harga kekerasan

pada sampel yang mengalami proses perlakukan

panas 800 C dan 850 C karena mengalami proses

pengerasan (hardening), proses hardening pada

besi tuang kelabu dapat terjadi pada temperatur 55

C diatas temperatur kritis (A1) besi tuang kelabu,

sealin temperatur yang berpengaruh terhadap harga

kekerasan pada proses hardening adalah holding

time. Holding time yang semakin meningkat lebih

banyak karbon larut dalam austenit, hal ini

berpengaruh terhadap peningkatan harga kekerasan

(ASM Handbook Vol 4, 1991:1456).

KESIMPULAN

Penelitian proses heat treatment terhadap

perubahan struktur mikro dan kekerasan bahan

guide valve, memperoleh hasil sebagai berikut :

1. Berdasarkan data hasil uji komposisi bahan

guide valve dan perhitungan karbon equivalen

(CE) 3,936 dan bentuk stuktur mikro maka

bahan guide valve merupakan jenis besi tuang

kelabu (gray iron)

2. Temperatur heat treatment berpengaruh

terhadap harga kekerasan bahan guide valve.

Temperatur kritis (A1) besi tuang kelabu yang

digunakan sebagai guide valve berdasarkan

kandungan komposisi kimia adalah 765,585

C (1413,635 F). Proses heat treatment

dibawah temperatur kritis menyebabkan

penurunan harga kekerasan seperti, sedangkan

proses heat treatment diatas temperatur kritis

menyebabkan peningkatan harga kekerasan,

menunjukan harga kekerasan yang lebih

tinggi dibandingkan dengan raw material

(NHT).

3. Struktur mikro dari besi tuang kelabu terdiri

dari matrik pearlite dengan serpihan grafit

(grafite flakes) yang meyebar secara merata.

Prosentase karbon dan silikon sangat

berpengaruh terhadap pembentukan serpihan

grafit dan pembentukan matrik pearlite.

Proses heat treatmentpada besi tuang kelabu

untuk bahan guide valve berpengruh tehadap

perubahan bentuk serpihan grafit

Saran-Saran

Penelitian proses heat treatment terhadap

perubahan struktur mikro dan kekerasan bahan

guide valve kedepan harap dimasukan variable

untuk pengaruh media pendingin terhadap

perubahan struktur mikro dan harga kekerasan besi

tuang bahan guide valve.

DAFTAR PUSTAKA

ASM HANDBOOK VOL 1, 1990 Properties and

Selection: Irons, Steels, and High-

Performance Alloys ASM International

ASM HANDBOOK VOL 4, 1991, Heat Treating,

ASM International

ASM HANDBOOK VOL 9, 2004, Metallography

and Microstructures, ASM International

Aryadi. W., & Karnowo 2008, Motor Bensin,

Universitas Negeri Semarang, Semarang

B.H. Amstead, Phillip F. Ostwald, 1986,

Teknologi mekanik Jilid 2, Erlangga,

Jakarta.

George E. Dieter, Alih Bahasa Sriati Dj., 1987,

Metalurgi mekanik, Jilid 1, Erlangga,

Jakarta.

Jama J., 2008, Teknik Sepeda Motor Jilid 1,

Direktorat Pembinaan Sekolah

Menengah Kejuruan, Departemen

Pendidikan Nasional, Jakarta.

7/24/2019 83-138-1-SM

5/5

E-Jurnal Teknik Mesin, Vol.1 No.2 Juni 2014

ISSN:2337-9928

18

Lawrence H. Van Vlack, Alih Bahasa Sriati Dj,

1991, Ilmu dan Teknologi Bahan,

Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta.

Surdia. T & Saito, 1995, Pengetahuan Bahan

Teknik , Pradya Paramitha,

Jakarta

Widodo, Basuki. 2008.Pengaruh Penambahan

Unsur Cu dan Cr Terhadap Sifat

Mekanik dan Struktur Mikro Besi Tuang

Kelabu FC-25 Untuk Tromol

Kendaraan Bermotor (BIS). Tesis, tidak

diterbitkan. Depok: Universitas

Indonesia