Aluminium 1070: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Komprehensif

1070 adalah anggota dari seri 1xxx paduan aluminium tempa dan diklasifikasikan sebagai aluminium murni komersial dengan kandungan aluminium nominal sebesar 99,7% berdasarkan massa. Penamaannya menunjukkan konsentrasi sangat rendah dari unsur paduan, menjadikannya bagian dari keluarga aluminium murni yang tidak dapat diperlakukan panas dan mengandalkan pengerjaan dingin untuk peningkatan kekuatan.

Konstituen paduan utama adalah jumlah sangat kecil besi dan silikon dengan kadar tembaga, mangan, magnesium, seng, krom, dan titanium yang sangat sedikit sebagai residu atau impuritas terkontrol. Paduan ini diperkuat terutama melalui pengerjaan pengerasan (strain hardening) daripada pengerasan presipitasi, dan annealing digunakan untuk mengembalikan keuletan dan merekristalisasi mikrostruktur.

Ciri utama dari 1070 meliputi konduktivitas listrik dan termal terbaik di antara grade aluminium struktural, ketahanan korosi yang sangat baik di banyak lingkungan, kemampuan pembentukan yang luar biasa dalam kondisi annealed, dan kemudahan pengelasan. Karakteristik ini menjadikannya menarik untuk industri seperti distribusi listrik dan tenaga, pengolahan kimia, reflektor dan pencahayaan, komponen arsitektur, serta beberapa aplikasi manajemen termal di mana konduktivitas lebih diutamakan daripada kekuatan.

Engineer memilih 1070 dibandingkan paduan berkekuatan lebih tinggi ketika konduktivitas maksimal, kemampuan bentuk superior, dan ketahanan korosi lebih penting daripada kebutuhan kekuatan mekanik yang tinggi. Material ini dipilih untuk kebutuhan pembentukan kompleks, brazing atau penyambungan bagian tipis dan di mana lingkungan kerja mendapatkan manfaat dari film oksida yang stabil dan aktivitas galvanik minimal dibandingkan kelompok paduan lain.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemudahan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Kondisi annealed penuh yang merekristalisasi untuk keuletan maksimum
H12	Sedang-Rendah	Moderat	Baik	Istimewa	Pengerasan strain ringan, umum untuk drawing dan pembentukan ringan
H14	Sedang	Berkurang	Baik	Istimewa	Temper setengah keras dengan keseimbangan antara kekuatan dan kemampuan stretch form
H16	Sedang-Tinggi	Rendah-Moderat	Cukup-Baik	Istimewa	Tiga perempat keras, digunakan untuk kekakuan lebih tinggi pada bagian tipis
H18	Tinggi	Rendah	Terbatas	Istimewa	Penuh keras, kekuatan maksimal dari pengerjaan dingin, kemampuan bentuk terbatas
H22/H24	Variabel	Variabel	Variabel	Istimewa	Temper stabil yang menggabungkan perlakuan solusi/strain dan kontrol anneal ringan

Temper memiliki efek utama pada keseimbangan kekuatan/keuletan untuk 1070 karena paduan ini tidak dapat diperlakukan panas; peningkatan pengerjaan dingin meningkatkan kekuatan sambil mengurangi elongasi dan kemampuan bentuk. Oleh karena itu, pemilihan temper adalah pertukaran langsung antara kekakuan mekanik yang dibutuhkan saat pemakaian dan jumlah proses pembentukan atau drawing yang harus dialami bagian tersebut.

Kemudahan pengelasan tetap istimewa di semua temper karena tidak ada presipitat penguat yang harus larut, namun pelunakan pasca las akibat annealing lokal pada bagian yang dikerjakan dingin dapat mengubah performa mekanik lokal dan harus diperhitungkan dalam desain dan proses.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.20	Impuritas residu utama; dikontrol untuk membatasi kekuatan dan mempertahankan konduktivitas
Fe	≤ 0.40	Impuritas umum yang membentuk intermetalik dan mempengaruhi sifat mekanik
Mn	≤ 0.03	Biasanya sangat rendah; dapat sedikit memengaruhi struktur butir jika ada
Mg	≤ 0.03	Minimal; kadar rendah tidak menghasilkan pengerasan presipitasi pada 1070
Cu	≤ 0.05	Dipertahankan sangat rendah untuk menjaga ketahanan korosi dan konduktivitas
Zn	≤ 0.03	Jumlah residu; kadar Zn lebih tinggi digunakan pada keluarga paduan lain
Cr	≤ 0.03	Jumlah jejak dapat mempengaruhi perilaku rekristalisasi pada kadar sangat rendah
Ti	≤ 0.03	Sering hadir sebagai penghalus butir dalam penambahan kecil yang disengaja
Lainnya (masing-masing)	≤ 0.05	Gabungan elemen lain dipertahankan rendah untuk menjaga kemurnian Al; keseimbangan Al

Aluminium merupakan unsur sisa komposisi (≈99,7%), dan total kandungan elemen paduan yang rendah adalah karakteristik utama dari 1070. Unsur jejak dan impuritas mempengaruhi ukuran butir, perilaku pembentukan, serta stabilitas film oksida alami; pengendalian ketat elemen-elemen ini menjamin konduktivitas tinggi dan respons pengerjaan dingin yang terprediksi.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik 1070 dicirikan oleh kekuatan luluh rendah dan kekuatan tarik maksimum sedang dalam kondisi annealed, dengan peningkatan signifikan yang mungkin terjadi melalui pengerjaan dingin. Kekuatan luluh relatif rendah dibandingkan seri paduan sehingga desain harus mengakomodasi deformasi yang lebih besar sebelum luluh, dan elongasi dalam kondisi annealed biasanya tinggi yang menguntungkan operasi pembentukan dan deep drawing.

Kekerasan pada 1070 annealed rendah (lunak, lentur) dan meningkat secara progresif dengan pengerjaan dingin; kekerasan berkorelasi dengan nilai tarik dan berguna untuk kontrol proses saat coining, bending dan operasi stretch-forming. Performa kelelahan dipengaruhi oleh kondisi permukaan dan pengerjaan dingin: cacat permukaan dan lekukan mendominasi umur lelah pada produk ketebalan tipis, sementara pengerjaan dingin dapat meningkatkan kekuatan lelah dengan mengorbankan keuletan.

Ketebalan berdampak besar pada metrik mekanik karena struktur butir bergantung ketebalan dan riwayat proses mengubah kekuatan luluh dan elongasi; lembar tipis sering menunjukkan kemampuan bentuk dan elongasi lebih baik, sementara plat lebih tebal dapat mempertahankan elongasi lebih rendah dan kekuatan sedikit lebih tinggi tergantung jadwal penggulingan.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (misal H14/H16)	Catatan
Kekuatan Tarik	~60–95 MPa	~110–180 MPa	Sangat tergantung pada pengerjaan dingin dan ketebalan; rentang tipikal untuk material giling
Kekuatan Luluh	~20–45 MPa	~80–160 MPa	Yield 0,2% offset bervariasi dengan temper dan riwayat deformasi sebelumnya
Elongasi	~15–35%	~1–10%	Kondisi annealed memberikan kemampuan deep draw; pengerjaan dingin sangat mengurangi keuletan
Kekerasan (HB)	~15–35 HB	~30–65 HB	Kekerasan Brinell perkiraan; pengerjaan dingin meningkatkan kekerasan sebanding dengan kenaikan kekuatan

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Kerapatan	2.70 g/cm³	Tipe untuk paduan aluminium, berguna untuk perhitungan massa dan kekakuan
Rentang Leleh	660–660.5 °C	Rentang solidus-liquidus sempit untuk aluminium dengan kemurnian tinggi
Konduktivitas Termal	220–240 W/(m·K)	Konduktor termal yang sangat baik; termasuk yang terbaik di antara paduan aluminium struktural
Konduktivitas Listrik	~60–64 % IACS	Konduktivitas listrik tinggi untuk aplikasi distribusi dan busbar
Kalor Jenis	~0.90 J/(g·K)	Kalor jenis tinggi mendukung pemakaian sebagai heat-sink dan penyangga termal
Koefisien Ekspansi Termal	~23.6 µm/(m·K)	Koefisien khas untuk aluminium; penting untuk desain ketidakcocokan termal

Kombinasi kerapatan rendah dan konduktivitas termal/listrik tinggi membuat 1070 bernilai di mana massa, perpindahan panas, atau kapasitas arus mendominasi pemilihan material. Data ekspansi termal dan konduktivitas sangat penting saat perakitan sambungan untuk mengelola ketidakcocokan CTE dan tegangan siklik termal pada aplikasi elektronik dan arsitektur.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (Plat Tipis)	0,2–6,0 mm	Kekuatan meningkat dengan proses cold rolling	O, H12, H14, H16	Sering digunakan untuk reflektor, kemasan, panel pelapis
Plate (Plat Tebal)	>6,0 mm	Terbatas; plat ketebalan besar jarang digunakan	O, H18	Tersedia tapi kurang umum karena kekuatan paduan yang rendah
Extrusion (Ekstrusi)	Profil hingga penampang besar	Kekuatan terkait dengan pengerjaan dingin selanjutnya	O, H14	Bentuk ekstrusi untuk busbar, komponen rangka, dan heat sink
Tube (Pipa)	Pipa dinding tipis hingga tebal	Pengerjaan dingin dan penarikan mengontrol sifat mekanik	O, H14	Digunakan dalam sistem kimia dan arsitektur, mudah dilas atau disambung brazing
Bar/Rod (Batang)	Diameter dari kecil hingga besar	Ditingkatkan oleh penarikan dingin	O, H12/H14	Batang konduktor, stok pengikat, dan suku cadang khusus

Produk plat tipis dan sheet adalah bentuk produk paling umum dari 1070, yang dioptimalkan untuk pembentukan dan aplikasi termal/elektrikal; plat berat kurang sering dipakai karena paduan dengan kekuatan lebih tinggi biasanya dipilih untuk struktur penopang beban. Bentuk ekstrusi dan batang digunakan saat dibutuhkan geometri profil dan konduktivitas, dengan sifat mekanik yang terutama dibentuk melalui pengerjaan dingin dan pilihan temper selanjutnya.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	1070	USA	Penunjukan di bawah sistem Aluminum Association untuk aluminium murni komersial
EN AW	1070	Eropa	EN AW-1070 sesuai dengan batas komposisi serupa dalam standar Eropa
JIS	A1070	Jepang	Grade standar industri Jepang sesuai aluminium murni komersial
GB/T	1070	Tiongkok	Grade standar Tiongkok dengan batas impuritas dan aplikasi setara

Tabel kesetaraan mencerminkan batas kimia yang secara umum mirip namun dapat berbeda pada konsentrasi impuritas maksimum, elemen jejak yang diperbolehkan, dan metode pengujian sifat mekanik yang dispesifikasikan. Perbedaan halus ini mempengaruhi pengadaan dan kontrol kualitas, dan untuk aplikasi kelistrikan atau pembentukan kritis, engineer harus memverifikasi data sertifikat uji sesuai standar regional yang berlaku.

Ketahanan Korosi

1070 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer umum yang sangat baik karena pembentukan film aluminium oksida yang kontinu dan kuat yang cepat terbentuk saat terpapar udara. Dalam lingkungan industri netral dan sedikit korosif, paduan ini berperforma baik, dan minimnya elemen paduan agresif mengurangi kerentanan terhadap korosi lokal galvanik pada banyak rakitan.

Dalam lingkungan laut, 1070 menunjukkan ketahanan yang wajar, namun pitting akibat klorida dapat terjadi pada permukaan yang terkontaminasi atau celah; pembersihan permukaan yang tepat, pelapisan pelindung, atau anodizing adalah mitigasi umum untuk penggunaan jangka panjang di lepas pantai. Retak korosi tegangan tidak menjadi perhatian signifikan untuk 1070 dibandingkan dengan paduan aluminium heat-treatable berkekuatan tinggi karena kekuatannya yang rendah dan ketiadaan fase pengerasan presipitasi yang dapat rapuh di bawah tegangan tarik dan lingkungan korosif.

Interaksi galvanik tetap harus diperhitungkan saat 1070 dipasangkan dengan logam mulia seperti tembaga atau baja tahan karat; meskipun aktivitasnya lebih rendah dibanding seng, bila digunakan sebagai konduktor bersentuhan dengan logam tidak sama, lapisan isolasi, pelapis, atau perlindungan sakrifisial harus diterapkan sesuai kebutuhan. Dibandingkan dengan paduan seri 3xxx dan 5xxx, 1070 sering menunjukkan sifat kelistrikan dan termal yang lebih baik namun ketahanan korosi bisa serupa atau sedikit lebih unggul karena kemurnian tinggi dan film oksida yang stabil.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Las
1070 mudah dilas dengan proses fusi umum seperti TIG dan MIG karena tidak ada presipitasi pengerasan yang larut selama siklus panas, dan sifat logam las terutama ditentukan oleh pilihan kawat pengisi dan praktik fusi. Kawat pengisi umum meliputi aluminium murni (ER1100) atau aluminium-silikon (ER4043) untuk meningkatkan fluiditas; ER5356 (Al-Mg) digunakan saat diperlukan kekuatan las lebih baik, meskipun komposisi pengisi mempengaruhi konduktivitas dan perilaku korosi.

Risiko retak panas rendah untuk 1070 yang homogen dan bersih tetapi dapat meningkat jika terdapat kontaminasi, desain sambungan tidak tepat, atau kecepatan pengelasan terlalu tinggi; kontrol input panas dan metalurgi pengisi mengurangi porositas dan retakan. Zona terpengaruh panas (HAZ) biasanya mengalami pelunakan karena anil pada daerah yang pernah dikerjakan dingin, sehingga perlu mempertimbangkan gradasi sifat mekanik pasca-las dalam desain.

Keluwesan Mesin CNC
Pengolahan mesin CNC pada 1070 cukup mudah tetapi harus memperhatikan ductilitas tinggi dan kecenderungan material membentuk serpihan panjang dan kontinu yang dapat menyangkut alat dan benda kerja. Alat potong yang direkomendasikan meliputi pemotong carbide tajam atau baja kecepatan tinggi dengan rake positif untuk kontrol serpihan, kecepatan potong sedang hingga tinggi, dan pendingin yang cukup agar tidak terjadi edge buildup dan smeer pada permukaan. Indeks keluwesan mesin umumnya lebih baik dibanding banyak grade aluminium paduan, tetapi kurang dari paduan modifikasi mudah potong; teknik seperti peck drilling dan chip breaker sering diterapkan.

Tingkat keausan alat rendah dibanding baja, tetapi permukaan akhir dan kontrol dimensi menuntut setup kaku karena kelembutan material dan kecenderungan deformasi di depan ujung potong.

Keluwesan Pembentukan
Keluwesan adalah salah satu atribut terkuat 1070, terutama pada temper O di mana proses deep drawing, stretch forming, dan radius pembengkokan besar dapat dicapai tanpa retak. Radius bengkok minimum yang direkomendasikan biasanya beberapa kali ketebalan pada sheet anil (misal 0,5–1× ketebalan untuk bending udara pada temper O), sementara temper setengah keras dan tiga perempat keras membutuhkan radius lebih besar dan kontrol springback yang cermat. Pengerjaan dingin meningkatkan kekuatan dengan cepat tetapi mengurangi regangan pembentukan yang diperbolehkan, sehingga perencana proses biasanya membentuk pada kondisi O lalu diikuti pengerasan ringan jika dibutuhkan kekakuan lebih tinggi saat pemakaian.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai anggota seri 1xxx yang murni secara komersial, 1070 tidak dapat diperlakukan panas dan tidak merespon perlakuan larutan atau pengerasan penuaan seperti paduan Al-Mg-Si atau Al-Cu. Kekuatan diperoleh dan dikontrol oleh deformasi plastik (work hardening) selama proses; berbagai temper H mencerminkan tingkat pengerasan regangan dan anil stabilisasi setelahnya.

Anil atau pelunakan penuh (temper O) dicapai dengan pemanasan pada suhu yang cukup untuk merekristalisasi struktur dan melarutkan jaringan dislokasi akibat deformasi, biasanya diikuti pendinginan terkontrol. Karena tidak ada presipitasi pengeras, tidak terjadi penuaan buatan atau urutan T6; paparan termal terutama menyebabkan pelunakan dan hilangnya kekuatan dari pengerjaan dingin daripada pembentukan mekanisme pengerasan baru.

Performa Suhu Tinggi

1070 mempertahankan kekuatan moderat pada suhu sedikit tinggi tetapi mengalami pelunakan signifikan di atas kira-kira 150–200 °C karena proses recovery dan rekristalisasi mengurangi densitas dislokasi. Untuk layanan berkelanjutan pada suhu lebih tinggi, paduan yang secara khusus dirancang untuk suhu tinggi atau desain mekanis yang distabilkan lebih disukai, karena 1070 tidak memiliki mekanisme pengerasan presipitasi untuk mempertahankan kekuatan.

Ketahanan oksidasi umumnya baik karena film oksida aluminium yang stabil, tetapi ketahanan creep buruk dibandingkan aluminium paduan dan sebagian besar logam teknik, sehingga 1070 terbatas pada aplikasi suhu rendah hingga sedang dimana konduktivitas termal dan densitas rendah adalah kebutuhan utama. Sambungan las pada layanan suhu tinggi harus dievaluasi untuk pelunakan HAZ dan perubahan performa mekanik seiring waktu.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 1070
Elektrikal / Tenaga Listrik	Busbar, strip konduktor	Konduktivitas listrik tinggi dan kemampuan pembentukan untuk bentuk kompleks
Manajemen Termal / Elektronik	Heat sink, penyebar panas	Konduktivitas termal sangat baik dan bobot ringan untuk pendinginan
Pencahayaan / Reflektor	Reflektor lampu, substrat cermin	Reflektivitas tinggi, kemudahan pemolesan dan pembentukan
Pengolahan Kimia	Tangki, pelapis pipa	Ketahanan korosi dan kemudahan fabrikasi untuk sistem bertekanan rendah
Arsitektur	Cladding, panel dekoratif	Keluwesan pembentukan, hasil permukaan, dan ketahanan korosi

1070 dipilih dalam aplikasi-aplikasi ini karena kombinasi konduktivitas tinggi, kemampuan pembentukan yang sangat baik, dan ketahanan korosi yang unggul mengatasi kekuatan intrinsik rendah untuk banyak kelas komponen. Perancang memanfaatkan kemampuannya dibentuk menjadi bentuk tipis dan rumit sambil menjaga performa termal dan listrik yang konsisten.

Wawasan Pemilihan

Pilih 1070 ketika konduktivitas listrik atau termal, kemampuan bentuk yang sangat baik, dan ketahanan korosi unggul menjadi prioritas lebih tinggi dibandingkan kekuatan luluh atau kekakuan struktural. Gunakan temper annealed O untuk pembentukan dalam dan bentuk kompleks, serta pilih temper H ringan saat diperlukan peningkatan kekuatan yang sedang tanpa mengorbankan kemampuan pengelasan.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial seperti 1100, 1070 biasanya menawarkan kemurnian nominal dan konduktivitas yang sedikit lebih tinggi dengan profil kemampuan bentuk yang setara atau sedikit lebih baik, sambil menukar perubahan minimal dalam kekuatan. Berlawanan dengan paduan yang sudah dikeraskan seperti 3003 atau 5052, 1070 memberikan konduktivitas listrik dan termal yang lebih tinggi serta ketahanan korosi yang sebanding, tetapi kekuatan puncak yang lebih rendah; 1070 dipilih ketika konduktivitas lebih penting daripada ketangguhan mekanik.

Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061 atau 6063, 1070 dipilih untuk aplikasi yang menuntut konduktivitas lebih tinggi dan kemudahan pembentukan meskipun memiliki kekuatan puncak yang jauh lebih rendah; 1070 lebih disukai pada komponen termal atau listrik di mana material tidak diharuskan menanggung beban struktural berat.

Ringkasan Akhir

1070 tetap menjadi aluminium teknik yang relevan karena secara unik menyeimbangkan konduktivitas listrik dan termal yang tinggi dengan kemampuan bentuk dan ketahanan korosi yang luar biasa, menjadikannya material pilihan untuk komponen non-struktural di mana sifat-sifat tersebut menjadi prioritas utama desain.