Aluminium dan Paduan Aluminium
Aluminium adalah logam yang paling umum digunakan dan tersedia secara komersial. Ringan berat badan dan rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi menjadikannya pilihan yang baik untuk segala hal, mulai dari pesawat terbang, senter, jig, dan apa pun yang dapat Anda buat dari logam. Aluminium murniterutama terlihat pada seri 1xxx yang ditempa paduan aluminiummemiliki sedikit kekuatan, tetapi memiliki konduktivitas listrik yang tinggi, reflektifitas, dan ketahanan korosi. Jadi, berbagai macam paduan aluminium telah dikembangkan.
aluminium adalah logam berwarna putih keperakan yang memiliki ketahanan yang kuat terhadap korosi dan seperti emas, agak mudah dibentuk. Ini adalah logam yang relatif ringan dibandingkan dengan logam seperti baja dan nikel, kuningandan tembaga dengan berat jenis 2,7. Aluminium mudah dikerjakan dan dapat memiliki berbagai macam permukaan akhir. Aluminium juga memiliki konduktivitas listrik dan termal yang baik serta sangat reflektif terhadap panas dan cahaya. Pada suhu yang sangat tinggi (200-250 ° C), paduan aluminium cenderung kehilangan sebagian kekuatannya. Namun, pada suhu di bawah nol suhukekuatan mereka meningkat sambil mempertahankan kekuatan mereka keuletanmenjadikan aluminium sebagai paduan suhu rendah yang sangat berguna.
Paduan aluminium memiliki ketahanan yang kuat terhadap korosi yang merupakan hasil dari kulit oksida yang terbentuk akibat reaksi dengan atmosfer. Kulit korosif ini melindungi Aluminium dari sebagian besar bahan kimia, kondisi pelapukan, dan bahkan banyak asam, namun zat basa diketahui dapat menembus kulit pelindung dan menimbulkan korosi pada logam.
Aluminium juga memiliki konduktivitas listrik yang cukup tinggi, membuatnya berguna sebagai konduktor. Tembaga adalah konduktor yang lebih banyak digunakan, memiliki konduktivitas sekitar 161% dari Aluminium. Konektor Aluminium memiliki kecenderungan untuk menjadi kendor setelah penggunaan berulang kali yang menyebabkan lengkung dan kebakaran, yang membutuhkan tindakan pencegahan ekstra dan desain khusus saat menggunakan kabel Aluminium dalam bangunan.
Aluminium adalah logam yang sangat serbaguna dan dapat dicetak dalam berbagai bentuk yang dikenal. Logam ini dapat digulung, dicap, ditarik, dipintal, dibentuk gulungan, dipalu dan ditempa. Logam ini dapat diekstrusi menjadi berbagai bentuk, dan dapat dibubut, digiling, dan dibor dalam proses pemesinan. Aluminium dapat dipaku, dilas, dibrazing, atau diikat dengan resin. Untuk sebagian besar aplikasi, Aluminium tidak memerlukan lapisan pelindung karena dapat difinishing agar terlihat bagus, namun sering kali dianodisasi untuk meningkatkan warna dan kekuatan.
1100 | 3003 | 5005 | 5052 | 5083 | 5086 | 5454 | 2011 | 2024 | 6061 | 6101 | 6063 | 6262 | 7075 | Aluminium | Temperatur Aluminium | Identifikasi CEN | Aluminium Murni | Pengerasan Kerja | Dapat Diobati dengan Panas | Sifat Mekanis Paduan Aluminium | Sifat Fisik Paduan Aluminium | Komposisi Kimia Paduan Aluminium | Spesifikasi Standar | Ketahanan Korosi Aluminium untuk Penukar Panas Sirip Pelat | Kekuatan Tabung Aluminium untuk Mekanika | Tabel Perbandingan Paduan Aluminium | Berat Jenis Kepadatan Aluminium
Paduan yang Tidak Dapat Diperlakukan Panas
1100 - Aluminium murni secara komersial. Sangat baik ketahanan korosikemampuan kerja dan kemampuan las. 14.000 hingga 24.000 psi.
3003 - Dipadukan dengan mangan 1,2%. Kemampuan kerja, kemampuan las, dan ketahanan korosi yang sangat baik. Kekuatan tarik kisaran 17.000 hingga 30.000 psi.
5005 - Dipadukan dengan magnesium 0,8%. Kemampuan kerja yang sangat baik, kemampuan las dan ketahanan terhadap korosi. Kisaran kekuatan tarik 18.000 hingga 30.000 psi.
5052 - Dipadukan dengan magnesium 2.5%. Ketahanan korosi yang sangat baik, kemampuan kerja yang baik, kemampuan las dan kekuatan. Kekuatan tarik antara 31.000 hingga 44.000 psi.
5083 - Dipadukan dengan magnesium 4,45%, mangan 0,65 %, dan kromium 0,15%. Kemampuan las yang sangat baik, ringan dan bagus =ketahanan korosi. Kekuatan tarik antara 40.000 hingga 59.000 psi.
5086 - Dipadukan dengan magnesium 4.0%, mangan 0.45%, dan kromium 0.15%. Sangat bagus ketahanan korosikemampuan kerja yang baik. Kekuatan tarik antara 40.000 hingga 54.000 psi.
5454 - Dipadukan dengan magnesium 2.7%, mangan 0.8%, dan kromium 0.12%. Sifat mampu bentuk yang baik, kemampuan las dan ketahanan korosi. Sering digunakan untuk bejana tekan. Kekuatan tarik antara 36.000 hingga 47.000 psi.
Paduan yang Dapat Dipanaskan
2011- adalah yang paling mudah dikerjakan dari paduan aluminium yang umum tersedia.
2024 - Dipadukan dengan tembaga 4.5%. Kemampuan kerja yang adil dan ketahanan korosi. Digunakan untuk aplikasi struktural. Kekuatan tarik antara 30.000 hingga 63.000 psi.
6061 - dipadukan dengan magnesium 1.0% dan silikon 0.6%. Kemampuan bentuk, kemampuan las, dan ketahanan korosi. Kemampuan alat berat yang sangat baik. Hasil antara 7.000 hingga 39.000 psi.
6101 paling cocok untuk aplikasi yang melibatkan kekuatan sedang dan konduktivitas listrik maksimum.
6063 - Kemampuan bentuk yang baik, sering disebut aluminium arsitektural
6262 dirancang sebagai paduan aluminium untuk operasi yang memerlukan pemesinan yang signifikan.
7075 - Dipadukan dengan seng, magnesium, tembaga dan kromium. Kemampuan bentuk yang buruk, kemampuan mesin yang baik. Hasil antara 32.000 dan 76.000 psi.
The properti dari aluminium yang berkontribusi pada penggunaannya yang luas adalah:
- Aluminium itu ringan; densitasnya hanya sepertiga dari baja.
- Aluminium tahan terhadap cuaca, gas atmosfer yang umum, dan berbagai macam cairan.
- Aluminium dapat digunakan dalam kontak dengan berbagai macam bahan makanan.
- Aluminium memiliki daya pantul yang tinggi dan, sebagai hasilnya, digunakan dalam sejumlah aplikasi dekoratif.
- Paduan aluminium dapat menyamai atau bahkan melebihi kekuatan baja konstruksi normal.
- Aluminium memiliki elastisitas tinggi, yang merupakan keuntungan dalam struktur di bawah beban kejut.
- Aluminium menjaga ketangguhannya hingga suhu yang sangat rendah, tanpa menjadi rapuh seperti baja karbon.
- Aluminium mudah dikerjakan dan dibentuk; dapat digulung hingga sangat tipis mengukur.
- Aluminium menghantarkan listrik dan panas hampir sama baiknya dengan tembaga.
Aluminium murni bersifat lunak, ulet, tahan korosi dan memiliki konduktivitas listrik yang tinggi, lihat Tabel 1. Oleh karena itu, aluminium murni banyak digunakan untuk foil dan kabel konduktor, tetapi paduan dengan elemen lain diperlukan untuk memberikan kekuatan yang lebih tinggi yang diperlukan untuk aplikasi lain.
Tabel 1. Sifat-sifat khas untuk aluminium
| Properti | Nilai |
| Nomor Atom | 13 |
| Berat Atom (g/mol) | 26.98 |
| Valensi | 3 |
| Struktur Kristal | Kubik yang berpusat pada wajah |
| Titik Leleh (°C) | 660.2 |
| Titik Didih (°C) | 2480 |
| Panas Spesifik Rata-rata (0-100°C) (kal/g.°C) | 0.219 |
| Konduktivitas Termal (0-100°C) (kal/cm. °C) | 0.57 |
| Koefisien Pemuaian Linier (0-100°C) (x10-6/°C) | 23.5 |
| Tahanan Listrik pada suhu 20°C (µΩcm) | 2.69 |
| Kepadatan (g/cm3) | 2.6898 |
| Modulus Elastisitas (GPa) | 68.3 |
| Rasio Poisson | 0.34 |
Sebutan untuk Paduan Aluminium Tempa dan Cor
Unsur-unsur paduan utama adalah tembaga, seng, magnesium, silikon, mangan, dan litium. Penambahan kecil kromium, titanium, zirkonium, timbal, bismut, dan nikel juga dibuat dan besi selalu ada dalam jumlah kecil. Ada lebih dari 300 paduan tempa dengan 50 yang umum digunakan. Paduan-paduan tersebut biasanya diidentifikasi dengan sistem empat angka yang berasal dari Amerika Serikat dan sekarang diterima secara universal. Tabel 2 menjelaskan sistem untuk paduan tempa. Paduan tuang memiliki sebutan yang sama dan menggunakan sistem lima angka (tabel 2). Tabel 3 mencantumkan sebutan, karakteristik, penggunaan umum, dan bentuk dari beberapa paduan yang banyak digunakan.
Tabel 2. Sebutan untuk paduan aluminium tempa dan cor.
| Elemen Paduan Utama | Ditempa | Pemain |
| Tidak ada (99%+ Aluminium) | 1XXX | 1XXX0 |
| Tembaga | 2XXX | 2XXX0 |
| Mangan | 3XXX | |
| Silikon | 4XXX | 4XXX0 |
| Magnesium | 5XXX | 5XXX0 |
| Magnesium + Silikon | 6XXX | 6XXX0 |
| Seng | 7XXX | 7XXX0 |
| Lithium | 8XXX | |
| Tidak terpakai | 9XXX0 |
Tabel 3. Beberapa paduan aluminium yang umum, karakteristik dan penggunaan umumnya.
| Paduan | Karakteristik | Penggunaan Umum | Formulir |
| 1050/1200 | Kemampuan bentuk, kemampuan las, dan ketahanan korosi yang baik | Industri makanan dan kimia. | S, P |
| 2014A | Dapat diolah dengan panas, kekuatan tinggi, tidak dapat dilas, ketahanan korosi yang buruk. | Badan pesawat. | E, P |
| 3103/3003 | Paduan pengerasan kerja berkekuatan sedang dengan kekuatan sedang Kemampuan las, kemampuan bentuk, dan ketahanan korosi yang baik. | Panel kendaraan, struktur yang terpapar atmosfer laut, kandang tambang. | S, P, E |
| 5251/5052 | Paduan pengerasan kerja berkekuatan sedang dengan kekuatan sedang Kemampuan las, kemampuan bentuk, dan ketahanan korosi yang baik. | Panel kendaraan, struktur yang terpapar atmosfer laut, kandang tambang. | S, P |
| 5454* | Tidak dapat diolah dengan panas, digunakan pada suhu 65-200°C. Kemampuan las yang baik dan ketahanan terhadap korosi. | Bejana tekan dan tanker jalan. Pengangkutan amonium nitrat, minyak bumi, dan pabrik kimia. | S, P |
| 5083*/5182 | Dapat diolah tanpa panas Kemampuan las dan ketahanan korosi yang baik Sangat tahan terhadap air laut, atmosfer industri Paduan unggul untuk penggunaan kriogenik (dalam kondisi anil) | Bejana tekan dan aplikasi transportasi darat di bawah 65°C. Struktur bangunan kapal secara umum. | S, P, E |
| 6063* | Dapat diolah dengan panas Paduan kekuatan sedang Kemampuan las yang baik dan ketahanan terhadap korosi Digunakan untuk profil yang rumit. | Ekstrusi arsitektur (internal dan eksternal), bingkai jendela, pipa irigasi. | E |
| 6061*/6082* | Dapat diolah dengan panas Paduan kekuatan sedang Kemampuan las yang baik dan ketahanan terhadap korosi. | Anggota struktur yang tertekan, jembatan, derek, rangka atap, tong bir. | S, P, E |
| 6005A | Dapat diolah dengan panas Sifatnya sangat mirip dengan 6082 Lebih disukai karena dapat dipadamkan dengan udara, oleh karena itu memiliki lebih sedikit masalah distorsi Tidak peka terhadap takik. | Ekstrusi lebar berdinding tipis. | E |
| 7020 | Dapat diolah dengan panas Umur mengeras secara alami sehingga akan memulihkan sifat di zona yang terkena panas setelah pengelasan Rentan terhadap korosi tegangan Sifat penangkal balistik yang baik. | Kendaraan lapis baja, jembatan militer, sepeda motor, dan rangka sepeda. | P, E |
| 7075 | Dapat diolah dengan panas, kekuatan sangat tinggi, tidak dapat dilas, ketahanan korosi yang buruk. | Badan pesawat. | E, P |
Di mana: * = paduan yang paling umum digunakan, S = lembaran, P = pelat dan E = ekstrusiPenunjukan untuk Paduan Tempa
Paduan ini terbagi dalam dua kategori yang berbeda
1. Mereka yang mendapatkan sifat-sifatnya dari pengerasan kerja.
2. Mereka yang bergantung pada solusi perlakuan panas dan pengerasan usia Paduan Aluminium yang Diperkeras
Paduan seri 1000, 3000 dan 5000 memiliki sifat-sifat yang disesuaikan dengan pekerjaan dingin, biasanya dengan pengerolan dingin.
Sifat-sifat paduan ini tergantung pada tingkat pengerjaan dingin dan apakah ada perlakuan termal anil atau stabilisasi setelah pengerjaan dingin. Nomenklatur standar digunakan untuk menggambarkan kondisi ini.
Ini menggunakan huruf, O, F atau H yang diikuti dengan satu atau lebih angka. Hal ini disajikan dalam bentuk ringkasan pada Tabel 4 dan didefinisikan pada Tabel 6.
Tabel 4. Nomenklatur standar untuk paduan aluminium yang dikeraskan.
| Simbol Baru | Deskripsi | Old BS Simbol |
| O | Anil, lembut | O |
| F | Seperti yang dibuat | M |
| H12 | Dikeraskan dengan tegang, seperempat keras | H2 |
| H14 | Mengeras tegang, setengah keras | H4 |
| H16 | Dikeraskan dengan regangan, tiga perempat keras | H6 |
| H18 | Dikeraskan dengan regangan, sepenuhnya keras | H8 |
| H22 | Dikeraskan dengan regangan, seperempat keras yang dianil sebagian | H2 |
| H24 | Dikeraskan dengan regangan, sebagian dianil setengah keras | H4 |
| H26 | Dikeraskan dengan regangan, dianil sebagian menjadi tiga perempat keras | H6 |
| H28 | Dikeraskan dengan regangan, dianil sebagian hingga keras sepenuhnya | H8 |
| H32 | Dikeraskan dan distabilkan, seperempat keras | H2 |
| H34 | Dikeraskan dan distabilkan, setengah keras | H4 |
| H36 | Dikeraskan dan distabilkan, tiga perempat keras | H6 |
| H38 | Dikeraskan dan distabilkan dengan regangan, sepenuhnya keras | H8 |
Tabel 5. Penjelasan simbol yang digunakan dalam tabel 4.
| Istilah | Deskripsi |
| Pekerjaan Dingin | Nomenklatur ini menunjukkan tingkat pekerjaan dingin yang dikenakan pada logam dengan menggunakan huruf H yang diikuti oleh angka. Angka pertama menunjukkan bagaimana temper dicapai. |
| H1x | Dikeraskan dengan regangan hanya untuk mendapatkan kekuatan yang diinginkan tanpa perlakuan termal tambahan. |
| H2x | Dikeraskan dengan regangan dan dianil sebagian. Sebutan ini berlaku untuk produk yang dikeraskan dengan regangan lebih dari jumlah akhir yang diinginkan dan kemudian dikurangi kekuatannya ke tingkat yang diinginkan dengan anil parsial. Untuk paduan yang melunak karena usia pada suhu kamar, temper H2x memiliki kekuatan tarik utama minimum yang sama dengan temper H3x yang sesuai. Untuk paduan lain, temper H2x memiliki kekuatan tarik ultimat minimum yang sama dengan temper H1x yang sesuai dan perpanjangan yang sedikit lebih tinggi. |
| H3x | Dikeraskan dan distabilkan. Sebutan ini berlaku untuk produk yang dikeraskan dengan regangan dan yang sifat mekanisnya distabilkan baik dengan perlakuan termal suhu rendah atau sebagai hasil dari panas yang dimasukkan selama fabrikasi. Stabilisasi biasanya meningkatkan keuletan. Penunjukan ini hanya berlaku untuk paduan yang, kecuali jika distabilkan, secara bertahap akan melunak pada suhu kamar. |
| H4x | H4x Dikeraskan dengan regangan dan dipernis atau dicat. Penunjukan ini berlaku untuk produk yang dikeraskan dengan regangan dan yang mungkin mengalami anil parsial selama proses pengawetan termal yang mengikuti operasi pengecatan atau pernis. Angka kedua setelah H menunjukkan tingkat akhir pengerasan regangan, angka 8 biasanya merupakan yang paling keras. Angka ketiga setelah H, jika digunakan, menunjukkan variasi dari dua angka temper. Ini digunakan ketika tingkat kontrol temper atau sifat mekanis atau keduanya berbeda dari, tetapi mendekati, (atau keduanya) untuk penunjukan temper dua digit H yang ditambahkan, atau ketika beberapa karakteristik lain terpengaruh secara signifikan. Kondisi anil yang sepenuhnya lunak ditunjukkan dengan huruf O dan 'sebagai fabrikasi' yaitu bahan yang tidak menerima perlakuan selanjutnya ditunjukkan sebagai F. Sebagai ilustrasi; dapat dilihat bahwa 3103-0 menunjukkan paduan aluminium mangan tertentu dalam kondisi lunak yang dianil, sementara 3103-H16 menunjukkan paduan yang sama yang dikeraskan hingga tiga perempat keras. |
Untuk mengilustrasikan hal ini, dengan mengacu pada Tabel 2 dan 4, kita dapat melihat bahwa 3103-0 adalah paduan aluminium mangan dalam kondisi anil lunak dan 3103-H16 adalah paduan yang sama dengan tiga perempat keras.
Dengan fleksibilitas komposisi, tingkat kerja dingin dan variasi anil dan suhu, berbagai sifat mekanik dapat dicapai terutama pada produk lembaran.
Paduan seri 2000, 4000, 6000, 7000 dan 8000 merespons dengan cara ini.
Berbagai pilihan komposisi paduan, suhu dan waktu perlakuan panas larutan, laju pendinginan dari suhu, pilihan perlakuan penuaan buatan, dan tingkat deformasi produk akhir memungkinkan berbagai macam sifat yang dapat dicapai. Sistem penunjukan standar digunakan, berdasarkan huruf T yang diikuti dengan angka setelah penunjukan paduan, untuk menggambarkan berbagai kondisi. Hal ini dijelaskan dalam Tabel 6.
Tabel 6. Definisi sebutan perlakuan panas untuk aluminium dan paduan aluminium.
| Istilah | Deskripsi |
| T1 | Didinginkan dari proses pembentukan suhu tinggi dan secara alami menua hingga mencapai kondisi yang sangat stabil. Penunjukan ini berlaku untuk produk yang tidak dikerjakan dengan pengerjaan dingin setelah pendinginan dari proses pembentukan suhu tinggi, atau di mana efek pengerjaan dingin dalam perataan atau pelurusan tidak berpengaruh pada sifat mekanis |
| T2 | Didinginkan dari proses pembentukan suhu tinggi, dikerjakan dengan dingin dan secara alami menua hingga mencapai kondisi yang sangat stabil. Penunjukan ini berlaku untuk produk yang dikerjakan dengan dingin untuk meningkatkan kekuatan setelah pendinginan dari proses pembentukan suhu tinggi, atau di mana efek kerja dingin dalam meratakan atau meluruskan memiliki efek pada sifat mekanis. |
| T3 | Larutan yang diberi perlakuan panas, dingin, dan secara alami menua hingga mencapai kondisi yang sangat stabil. Penunjukan ini berlaku untuk produk yang dikerjakan secara dingin untuk meningkatkan kekuatan setelah perlakuan panas larutan, atau di mana efek kerja dingin dalam meratakan atau meluruskan memang berpengaruh pada sifat mekanis. |
| T4 | Larutan yang diberi perlakuan panas dan secara alami menua hingga mencapai kondisi yang sangat stabil. Penunjukan ini berlaku untuk produk yang tidak dikerjakan secara dingin setelah perlakuan panas larutan, atau di mana efek pengerjaan dingin dalam meratakan atau meluruskan tidak mempengaruhi sifat mekanis. |
| T5 | Didinginkan dari proses pembentukan suhu tinggi dan kemudian dituakan secara artifisial. Penunjukan ini berlaku untuk produk yang tidak dikerjakan secara dingin setelah pendinginan dari proses pembentukan suhu tinggi, atau di mana efek pengerjaan dingin dalam meratakan atau meluruskan tidak memengaruhi sifat mekanis. |
| T6 | Larutan yang diberi perlakuan panas dan kemudian ditua secara artifisial. Penunjukan ini berlaku untuk produk yang tidak dikerjakan secara dingin setelah perlakuan panas larutan, atau di mana efek pengerjaan dingin dalam meratakan atau meluruskan tidak mempengaruhi sifat mekanis. |
| T7 | T7 Larutan yang diberi perlakuan panas dan terlalu tua/stabil Penunjukan ini berlaku untuk produk yang diberi umur buatan setelah perlakuan panas larutan untuk membawanya melampaui titik kekuatan maksimum untuk memberikan kontrol terhadap beberapa karakteristik signifikan selain sifat mekanis. |