Alloy Aluminium / Aluminium paduan

Aluminium paduan adalah logam paduan yang unsur utamanya adalah aluminium (Al). Unsur-unsur paduan yang umum digunakan adalah tembaga, magnesium, mangan, silikon, timah, nikel, dan seng.

Aluminium paduan memiliki beberapa keunggulan, di antaranya: Bobotnya ringan, Tahan karat, Mudah dibentuk, Lentur, Daya tahannya baik.

Aluminium paduan digunakan dalam berbagai bidang, seperti: Struktur dan komponen perteknikan, Industri dirgantara, Peralatan rumah tangga.

Namun, aluminium paduan juga memiliki beberapa kelemahan, di antaranya:

1. Titik cairnya rendah sehingga tidak dapat digunakan pada aplikasi bersuhu tinggi
2. Beberapa paduan rentan mengalami stress-corrosion
3. Dapat terjadi penggetasan pada batas butir ketika terkena mercury secara langsung

Aluminium paduan dapat dibedakan menjadi dua golongan besar, yaitu paduan cetak dan paduan Wrought.

Alloy aluminium sering di gunakan di bidang industri penerbangan, otomotif dan kontruksi. Hal ini karena karakteristik dasar dari logam ini yang kuat, mudah ditempa, dan tahan korosi.

Lalu apa sebenernya Alloy aluminium, bagaimana prosesnya, apa saja manfaatnya? Dibawah ini kami menuliskan informasi tentang alloy aluminium. Mulai dari proses perpaduan, seri alloy, manfaat dan contoh produk dari masing-masing alloy

Pengertian dan sejarah alloy aluminium

Aluminium paduan adalah logam paduan yang unsur utamanya adalah aluminium (Al). Unsur-unsur paduan yang umum digunakan adalah tembaga, magnesium, mangan, silikon, timah, nikel, dan seng.

Aluminium paduan memiliki beberapa keunggulan, di antaranya: Bobotnya ringan, Tahan karat, Mudah dibentuk, Lentur, Daya tahannya baik.

Aluminium paduan digunakan dalam berbagai bidang, seperti: Struktur dan komponen perteknikan, Industri dirgantara, Peralatan rumah tangga.

Namun, aluminium paduan juga memiliki beberapa kelemahan, di antaranya:

1. Titik cairnya rendah sehingga tidak dapat digunakan pada aplikasi bersuhu tinggi
2. Beberapa paduan rentan mengalami stress-corrosion
3. Dapat terjadi penggetasan pada batas butir ketika terkena mercury secara langsung

Aluminium paduan dapat dibedakan menjadi dua golongan besar, yaitu paduan cetak dan paduan Wrought.

Alloy aluminium merupakan material berbahan utama aluminium yang dipadukan dengan elemen lain seperti tembaga, magnesium, manganese, silicon, seng, bismuth, timbal, boron, nickel, titanium, chromium, vanadium, dan zirconium.

Alloy aluminium telah digunakan dalam rekayasa dan konstruksi pada Perang Dunia I dan II, saat itu, aluminium merupakan sumber daya yang sangat penting bagi dunia penerbangan. Sejak ditemukannya alloy aluminium, produksi logam dunia tumbuh dari 6,800 metrik ton pada tahun 1900 menjadi 2,810,000 metrik ton pada tahun 1954, saat ini aluminium menjadi logam non besi yang paling banyak diproduksi, melebihi tembaga.

Alloy Series atau Seri Alloy

Alloy aluminium dikelompokan pada banyak kategori, pengelompokan produk ini paling banyak ditemukan di Amerika Serikat. Seperti diketahui bahwa negara tersebut mengelompokan alloy aluminium dengan membedakan bagaimana cara aluminium tersebut dipadukan, yaitu paduan aluminium dengan proses tempa dan proses tuang.

Tetapi, mereka juga mengelompokan aluminium yang lebih sederhana, nomenklatur alloy aluminium tempa dengan menggunakan 4 digit angka. Pada Artikel ini pengelompokan tersebut disebut dengan Seri Alloy

• 1xxx adalah paduan murni aluminium, walaupun terdapat element lain, tetapi pada dasarnya seri alloy ini didominasi dengan aluminium yang mencapai 99%. Produk aluminium seri 1xxx banyak ditemukan pada industri listrik, kimia dan pada bidang kontruksi, salah satunya adalah ACP, atau yang sering disebut dengan Aluminium Composite Panel.
• 2xxx adalah paduan antara aluminium dengan Tembaga (Cu), tembaga merupakan unsur utama dari paduan ini. Produk seri alloy 2xxx banyak ditemukan pada industri penerbangan yang digunakan pada pesawat, untuk membuat piston dan silinder head motor. Hal ini dikarenakan paduan seri itu memiliki kekuatan yang tinggi, yaitu 455 MPa, atau 66 ksi.
• 3xxx adalah paduan aluminium dimana Mangan (Mn) sebagai elemen paduan utama, aluminium dengan seri alloy ini digunakan untuk memproduksi pipa, tangki minyak dan produk arsitektural. Salah satunya adalah ACP, atau yang disebut juga dengan aluminium composite panel.
• 4xxx adalah paduan aluminium dimana Silikon (Si) sebagai elemen paduan utama, aluminium dengan seri alloy ini digunakan pada kawat las dan lembaran brazing.
• 5xxx adalah paduan aluminium dimana Magnesium (Mg) sebagai elemen paduan utama, aluminium dengan seri alloy ini digunakan pada lambung kapal, gangplank, dan produk lain yang terpapar ke lingkungan laut. Bahkan, seperti produk yang tercamtum pada website ini, seri alloy ini juga digunakan pada produk arsitektural, yaitu aluminium composite panel.
• 6xxx adalah paduan aluminium dimana Magnesium (Mg) dan Silikon (Si) sebagai elemen paduan utama, aluminium dengan seri alloy ini digunakan pada aluminium ekstruksi untuk bangunan dan komponen otomotif.
• 7xxx adalah paduan aluminium dimana Seng atau Zinkum (Zn) sebagai elemen paduan utama, aluminium dengan seri alloy ini digunakan pada komponen struktural pesawat terbang dan aplikasi lainnya yang membutuhkan kekuatan tinggi.
• 8xxx adalah paduan aluminium yang tidak termasuk pada seri alloy yang sudah disebutkan sebelumnya. Paduan jenis ini bisa saja mengandung Timah (Sn), Litium (Li), dan atau Besi (Fe) dalam jumlah yang cukup banyak.
• 9xxx paduan jenis ini akan dibahas khusus pada halaman lainnya pada website ini.

Komposisi Elemen Alloy Aluminium

Seperti yang sudah dibahas sebelumnya, alloy aluminium merupakan perpaduan antara aluminium dengan beberapa elemen lainnya. Dibawah ini merupakan tabel komposisi elemen yang terdapat pada masing-masing seri alloy.

Paduan aluminium dan silikon

Paduan aluminium dengan silikon hingga 15% akan memberikan kekerasan dan kekuatan tensil yang cukup besar, hingga mencapai 525 MPa pada aluminium paduan yang dihasilkan pada perlakuan panas. Jika konsentrasi silikon lebih tinggi dari 15%, tingkat kerapuhan logam akan meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika.

Paduan Al-Si termasuk jenis yang tidak dapat diperlaku-panaskan. Jenis ini dalam keadaaan cair mempunyai sifat mampu alir yang baik dan dalam proses pembekuannya hampir tidak terjadi retak. Karena sifat-sifatnya, maka paduan jenis Al-Si banyak digunakan sebagai bahan atau logam las dalam pengelasan paduan aluminium baik paduan cor atau tempa.

Paduan aluminium dan magnesium

Keberadaan magnesium hingga 15,35% dapat menurunkan titik lebur logam paduan yang cukup drastis, dari 660℃ hingga 450℃. Namun, hal ini tidak menjadikan aluminium paduan dapat ditempa menggunakan panas dengan mudah karena korosi akan terjadi pada suhu di atas 60℃. Keberadaan magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja dengan baik pada temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan logam akan mengalami failure pada temperatur tersebut.

Magnesium merupakan paduan utama dari komposisi sekitar 5%. Jenis ini mempunyai sifat yang baik dalam daya tahan korosi, terutama korosi oleh air laut dan sifat mampu lasnya. Paduan ini juga digunakan untuk ACP dan sheet metal work, sheet metal work biasanya digunakan untuk komponen bus, truk, dan untuk aplikasi kelautan

Paduan aluminium dan tembaga

Paduan aluminium dan tembaga adalah kombinasi dari logam aluminium yang mempunyai sifat ringan, tahan korosi, mudah dimesin, dengan tembaga yang mempunyai sifat penghantar listrik yang baik, keuletan yang tinggi dan juga sifat tahan korosi. Paduan Al dan tembaga dapat digolongkan dalam tiga jenis yaitu hypoeutectic, eutectic dan hypereutectic.

Elemen paduan utama pada seri ini adalah tembaga, tetapi magnesium dan sejumlah kecil elemen lain juga ditambahkan kesebagian besar paduan jenis ini. Jenis paduan Al-Cu adalah jenis yang dapat diperlaku-panaskan. Dengan melalui pengerasan endap atau penyepuhan, sifat mekanikpaduan ini dapat menyamai sifat dari baja lunak, tetapi daya tahan korosinya rendah bila dibandingkan dengan jenis paduan yang lainnya.

Paduan aluminium-tembaga juga menghasilkan sifat yang keras dan kuat, namun rapuh. Umumnya, untuk kepentingan penempaan, paduan tidak boleh memiliki konsentrasi tembaga di atas 5,6% karena akan membentuk senyawa CuAl? dalam logam yang menjadikan logam rapuh.

Paduan aluminium dan mangan

Manganesee merupakan elemen paduan utama seri ini. Paduan ini adalah jenis yang tidak dapat diperlaku-panaskan, sehingga penaikan kekuatannya hanya dapat diusahakan melalui pengerjaan dingin pada proses pembuatannya. Bila dibandingkan dengan jenis alumunium murni, paduan ini mempunyai sifat yang sama dalam hal ketahanan terhadap korosi, mampu potong dan sifat mampu lasnya, sedangkan dalam hal kekuatannya, jenis paduan ini jauh lebih unggul.

Penambahan mangan memiliki akan berefek pada sifat dapat dilakukan pengerasan tegangan dengan mudah (work-hardening) sehingga didapatkan logam paduan dengan kekuatan tensil yang tinggi namun tidak terlalu rapuh. Selain itu, penambahan mangan akan meningkatkan titik lebur paduan aluminium.

Paduan aluminium dan seng

Paduan aluminium dan seng

Paduan aluminium dengan seng merupakan paduan yang paling terkenal karena merupakan bahan pembuat badan dan sayap pesawat terbang. Paduan ini memiliki kekuatan tertinggi dibandingkan paduan lainnya, aluminium dengan 5,5% seng dapat memiliki kekuatan tensil sebesar 580 MPa dengan elongasi sebesar 11% dalam setiap 50 mm bahan. Bandingkan dengan aluminium dengan 1% magnesium yang memiliki kekuatan tensil sebesar 410 MPa namun memiliki elongasi sebesar 6% setiap 50 mm bahan.

Paduan ini termasuk jenis yang dapat diperlaku-panaskan. Biasanya ke dalam paduan pokok Al-Zn ditambahkan Mg, Cu dan Cr. Kekuatan tarik yang dapat dicapai lebih dari 504 Mpa, sehingga paduan ini dinamakan juga ultra duralumin yang sering digunakan untuk struktur rangka pesawat. Berlawanan dengan kekuatan tariknya, sifat mampu las dan daya tahannya terhadap korosi kurang menguntungkan. Akhir-akhir ini paduan Al-Zn-Mg mulai banyak digunakan dalam kontruksi las, karena jenis ini mempunyai sifat mampu las dan daya tahan korosi yang lebih baik daripada paduan dasar Al-Zn

Paduan aluminium dan lithium

Lithium menjadikan paduan aluminium mengalami pengurangan massa jenis dan peningkatan modulus elastisitas; hingga konsentrasi sebesar 4% lithium, setiap penambahan 1% lithium akan mengurangi massa jenis paduan sebanyak 3% dan peningkatan modulus elastisitas sebesar 5%. Namun aluminium-lithium tidak lagi diproduksi akibat tingkat reaktivitas lithium yang tinggi yang dapat meningkatkan biaya keselamatan kerja.

Paduan aluminium dan skandium

Paduan aluminium dan skandium

Penambahan skandium ke aluminium membatasi pemuaian yang terjadi pada paduan, baik ketika pengelasan maupun ketika paduan berada di lingkungan yang panas. Paduan ini semakin jarang diproduksi, karena terdapat paduan lain yang lebih murah dan lebih mudah diproduksi dengan karakteristik yang sama, yaitu paduan titanium. Paduan Al-Sc pernah digunakan sebagai bahan pembuat pesawat tempur Rusia, MIG, dengan konsentrasi Sc antara 0,1-0,5%

Paduan aluminium dan besi

Besi (Fe) juga kerap kali muncul dalam aluminium paduan sebagai suatu "kecelakaan". Kehadiran besi umumnya terjadi ketika pengecoran dengan menggunakan cetakan besi yang tidak dilapisi batuan kapur atau keramik. Efek kehadiran Fe dalam paduan adalah berkurangnya kekuatan tensil secara signifikan, namun diikuti dengan penambahan kekerasan dalam jumlah yang sangat kecil.

Dalam paduan 10% silikon, keberadaan Fe sebesar 2,08% mengurangi kekuatan tensil dari 217 hingga 78 MPa, dan menambah skala Brinnel dari 62 hingga 70. Hal ini terjadi akibat terbentuknya kristal Fe-Al-X, dengan X adalah paduan utama aluminium selain Fe.

Last update 01 Oktober 2024 oleh Regina

Feed