Aluminium alloy atau paduan aluminium adalah aluminium yang dicampur sedikit unsur lain, seperti tembaga, mangan, magnesium, silikon, atau seng. Aluminium murni ringan dan tahan korosi, tetapi lunak: kekuatan tariknya hanya sekitar 90 MPa. Dengan paduan dan perlakuan panas yang tepat, kekuatannya bisa naik lebih dari enam kali lipat tanpa banyak menambah berat.
Hampir semua aluminium yang dipakai di industri adalah paduan, mulai dari kusen jendela, kaleng minuman, velg mobil, sampai rangka pesawat. Artikel ini membahas cara paduan aluminium dikelompokkan, arti kode seri dan temper, paduan cor yang umum, dan cara memilihnya.
Dua Kelompok Besar: Paduan Tempa dan Paduan Cor
Paduan aluminium dibagi menjadi dua kelompok menurut cara pembentukannya.
- Paduan tempa (wrought alloys) dibentuk dalam keadaan padat dengan dicanai, diekstrusi, ditarik, atau ditempa. Hasilnya lembaran, pelat, profil, batang, dan kawat.
- Paduan cor (cast alloys) dibentuk dengan dituang ke dalam cetakan. Komposisinya dirancang agar mudah mengalir dan mengisi cetakan, biasanya dengan silikon yang cukup tinggi.
Masing-masing kelompok dibagi lagi menjadi paduan yang bisa dikeraskan dengan perlakuan panas (heat-treatable) dan yang tidak bisa. Paduan jenis kedua hanya bisa dikuatkan dengan pengerjaan dingin, misalnya dicanai.
Proses pengecorannya, dari peleburan sampai perlakuan T6, kami bahas di artikel pengecoran aluminium.
Seri Aluminium Alloy Tempa (1xxx sampai 8xxx)
Paduan tempa diberi nomor empat angka menurut sistem Aluminum Association, yang juga dipakai di Indonesia. Angka pertama menunjukkan unsur paduan utamanya.
| Seri | Unsur paduan utama | Bisa diperlakupanaskan? | Sifat menonjol | Contoh dan pemakaian |
|---|---|---|---|---|
| 1xxx | Aluminium murni (≥99%) | Tidak | Paling tahan korosi dan paling menghantarkan listrik, tetapi lunak | 1100, 1050: konduktor listrik, foil, peralatan kimia |
| 2xxx | Tembaga | Ya | Sangat kuat, tahan lelah, tetapi kurang tahan korosi | 2024: struktur pesawat, paku keling |
| 3xxx | Mangan | Tidak | Kekuatan sedang, mudah dibentuk, tahan korosi | 3003, 3004: atap, kaleng minuman, penukar panas |
| 4xxx | Silikon | Sebagian besar tidak | Titik lebur lebih rendah | 4043, 4047: kawat las dan bahan brazing |
| 5xxx | Magnesium | Tidak | Kuat untuk paduan tanpa perlakuan panas, sangat tahan air laut, mudah dilas | 5052, 5083: kapal, tangki, badan truk |
| 6xxx | Magnesium dan silikon | Ya | Kekuatan sedang sampai tinggi, mudah diekstrusi, tahan korosi | 6061, 6063: profil, kusen, rangka, komponen mesin |
| 7xxx | Seng (dengan magnesium, tembaga) | Ya | Paling kuat di antara paduan aluminium | 7075, 7050: pesawat, peralatan olahraga, cetakan |
| 8xxx | Unsur lain (litium, besi) | Sebagian | Tergantung paduan | 8011: foil kemasan; Al-Li: pesawat |
Dua angka terakhir menunjukkan paduan tertentu di dalam seri. Pada seri 1xxx, dua angka itu menunjukkan kemurnian: 1050 berarti aluminium minimal 99,50%. Angka kedua menunjukkan modifikasi dari paduan aslinya.
Paduan Aluminium yang Paling Sering Dipakai
| Paduan | Kekuatan tarik umum | Kelebihan | Kekurangan |
|---|---|---|---|
| 1100-O | ±90 MPa | Sangat ulet, tahan korosi | Lunak |
| 3003-H14 | ±150 MPa | Mudah dibentuk, murah | Kekuatan terbatas |
| 5052-H32 | ±230 MPa | Tahan air laut, mudah dilas | Tidak bisa diperlakupanaskan |
| 5083-H116 | ±315 MPa | Pilihan utama untuk kapal | Rawan korosi intergranular jika lama terpapar panas |
| 6063-T5 | ±185 MPa | Permukaan halus untuk profil arsitektur | Kekuatan sedang |
| 6061-T6 | ±310 MPa | Serba guna, mudah dimesin dan dilas | Kekuatan turun di daerah las |
| 2024-T3 | ±480 MPa | Tahan lelah | Kurang tahan korosi, sulit dilas |
| 7075-T6 | ±570 MPa | Paling kuat yang umum | Mahal, sulit dilas, rawan korosi retak tegangan |
Angka di tabel adalah nilai tipikal dan bergantung pada tebal produk. Untuk desain, pakai nilai minimum dari standar dan sertifikat material.
Seri Aluminium Alloy Cor
Paduan cor memakai tiga angka dan satu angka desimal (misalnya 356.0). Angka pertama juga menunjukkan unsur paduan utama.
| Seri | Unsur paduan utama | Contoh |
|---|---|---|
| 1xx.x | Aluminium murni | 170.0: rotor motor listrik |
| 2xx.x | Tembaga | 206.0: komponen berkekuatan tinggi |
| 3xx.x | Silikon dengan tembaga dan/atau magnesium | A356, A380: velg, blok mesin, rumah transmisi |
| 4xx.x | Silikon | 413.0: coran berdinding tipis |
| 5xx.x | Magnesium | 535.0: komponen kapal |
| 7xx.x | Seng | 712.0: komponen yang matang sendiri tanpa perlakuan panas |
Seri 3xx.x adalah yang paling banyak dipakai. Silikon menaikkan fluiditas logam cair dan mengurangi penyusutan, sehingga paduan ini mudah mengisi cetakan rumit.
ADC12, A356, A380, dan AlSi10Mg
Beberapa nama paduan cor sering muncul di bengkel dan katalog di Indonesia:
- A356 (Al-Si7Mg). Paduan cor gravitasi dan cetakan pasir yang paling umum. Bisa diperlakupanaskan sampai temper T6, ulet, dan tahan korosi. Dipakai untuk velg, rumah pompa, dan komponen struktur.
- A380 (Al-Si8,5Cu3,5). Paduan die casting paling umum di Amerika. Mudah dicor dan murah, tetapi tembaganya membuat ketahanan korosinya lebih rendah.
- ADC12 (Al-Si11Cu2). Paduan die casting standar Jepang (JIS) yang paling banyak dipakai di Indonesia, misalnya untuk komponen sepeda motor. Komposisinya mirip A383.
- AlSi10Mg. Dipakai untuk die casting dan untuk pencetakan 3D logam (additive manufacturing), karena hasilnya padat dan bisa diperlakupanaskan.
Perbedaan cara cor yang cocok untuk tiap paduan dibahas di artikel sand casting vs die casting vs investment casting.
Kode Temper: Arti T6, H32, dan O
Di belakang nomor paduan biasanya ada huruf dan angka, misalnya 6061-T6. Itu kode temper, yang menunjukkan perlakuan yang sudah dialami material.
| Kode | Arti |
|---|---|
| F | Seperti hasil pembuatan, tanpa pengendalian sifat |
| O | Dianil, kondisi paling lunak (lihat proses annealing) |
| H | Dikeraskan dengan pengerjaan dingin. H1x hanya dikerjakan dingin, H2x dikerjakan dingin lalu dianil sebagian, H3x dikerjakan dingin lalu distabilkan. Angka kedua menunjukkan tingkat kekerasan, misalnya H14 setengah keras dan H18 keras penuh |
| W | Sudah dilaku larut (solution treatment) tetapi belum stabil |
| T4 | Dilaku larut, lalu dituakan alami pada suhu ruang |
| T5 | Didinginkan dari proses pembentukan, lalu dituakan buatan |
| T6 | Dilaku larut, lalu dituakan buatan. Kondisi paling kuat untuk banyak paduan |
| T7 | Dilaku larut, lalu dituakan berlebih (overaged), misalnya T73, untuk ketahanan korosi retak tegangan yang lebih baik |
| Tx51 | Tambahan “51” berarti tegangan sisa dihilangkan dengan peregangan, misalnya T651 |
Temper T6 dicapai dengan pengerasan presipitasi: paduan dipanaskan sampai unsur paduannya larut (sekitar 500–540°C untuk 6061), dicelup dengan cepat, lalu dituakan pada sekitar 160–180°C selama beberapa jam. Partikel halus yang terbentuk saat penuaan menghambat gerakan dislokasi dan menaikkan kekuatan. Prinsip perlakuan panas ini dibahas lebih luas di artikel mengenal heat treatment.
Cara Memilih Aluminium Alloy
| Kebutuhan | Pilihan umum |
|---|---|
| Lingkungan laut dan pantai | 5083, 5052, 6061 |
| Profil arsitektur, kusen | 6063-T5 atau T6 |
| Struktur dan komponen mesin serba guna | 6061-T6 |
| Kekuatan tertinggi, berat minimum | 7075-T6 atau T73, 2024-T3 |
| Lembaran yang harus banyak dibentuk | 3003, 5052 |
| Konduktor listrik | 1350, 6101 |
| Coran tahan korosi dan ulet | A356-T6 |
| Die casting massal | ADC12, A380 |
Ada tiga hal yang perlu diingat saat memilih:
- Pengelasan. Seri 5xxx dan 6xxx mudah dilas, tetapi paduan 6xxx kehilangan sebagian kekuatannya di daerah las. Paduan 2xxx dan sebagian besar 7xxx sulit dilas dengan las busur biasa.
- Korosi. Paduan bertembaga (2xxx, 7xxx, dan paduan cor seperti A380 dan ADC12) paling rentan. Penjelasannya ada di artikel korosi aluminium.
- Biaya dan ketersediaan. 6061 dan 6063 paling mudah didapat di Indonesia. Paduan pesawat seperti 7075 dan 2024 lebih mahal dan biasanya harus dipesan.
Untuk perbandingan dengan besi cor dan baja cor, baca artikel pemilihan material untuk pengecoran logam. Paduan aluminium juga menjadi matriks yang paling umum untuk komposit logam yang dibuat dengan stir casting.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa beda aluminium murni dan aluminium alloy? Aluminium murni (seri 1xxx) mengandung minimal 99% aluminium. Ia lunak, sangat tahan korosi, dan menghantarkan listrik dengan baik. Aluminium alloy mengandung unsur paduan sehingga jauh lebih kuat, dengan sedikit pengorbanan pada ketahanan korosi atau daya hantar listrik.
Aluminium alloy apa yang paling kuat? Paduan seri 7xxx, misalnya 7075-T6, dengan kekuatan tarik sekitar 570 MPa, setara dengan banyak baja konstruksi.
Mana yang lebih baik, 6061 atau 7075? 7075 jauh lebih kuat, tetapi lebih mahal, sulit dilas, dan kurang tahan korosi. 6061 lebih serba guna dan lebih mudah dikerjakan. Untuk kebanyakan konstruksi umum, 6061 sudah cukup.
ADC12 setara dengan paduan apa? ADC12 mirip dengan paduan A383 dalam standar Amerika, dan cukup dekat dengan A380. Ketiganya paduan die casting aluminium-silikon-tembaga.
Apakah aluminium alloy bisa dilas? Sebagian besar bisa, terutama seri 1xxx, 3xxx, 5xxx, dan 6xxx, dengan las TIG atau MIG dan kawat las yang sesuai (biasanya 4043 atau 5356). Paduan 2xxx dan 7075 umumnya disambung dengan paku keling atau baut.
Kesimpulan
Aluminium alloy dikelompokkan menjadi paduan tempa bernomor empat angka (1xxx sampai 8xxx) dan paduan cor bernomor tiga angka. Angka pertama menunjukkan unsur paduan utama, dan kode temper di belakangnya menunjukkan perlakuan yang sudah dialami. Memahami kedua kode ini memudahkan memilih paduan yang tepat: 5xxx untuk lingkungan laut, 6061 dan 6063 untuk keperluan umum, 7075 untuk kekuatan tertinggi, A356 untuk coran yang ulet, dan ADC12 untuk die casting massal.
