Aluminium 1080: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Overview Komprehensif

1080 adalah anggota dari seri 1xxx paduan aluminium, yang mewakili kelompok aluminium murni komersial dengan kandungan aluminium biasanya minimal 99,80%. Seri 1xxx dicirikan oleh penambahan paduan yang sangat rendah dan diklasifikasikan berdasarkan kemurniannya yang tinggi, bukan berdasarkan penguatan melalui paduan. Unsur paduan utama dan pengotor dalam 1080 hanya hadir sebagai jejak dan meliputi silikon, besi, mangan, tembaga, magnesium, seng, krom, dan titanium; unsur-unsur ini biasanya ada pada tingkat bagian per seribu dan dikontrol untuk menjaga konduktivitas serta ketahanan korosi yang tinggi.

Paduan ini tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas dan memperoleh kekuatan mekanisnya terutama dari pelunakan larutan padat pada tingkat kemurnian yang sangat rendah dan dari pengerasan regangan (cold work) saat mengalami deformasi. Ciri utama 1080 meliputi konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik, ketahanan korosi atmosfer yang superior, kemampuan pembentukan yang luar biasa dalam kondisi annealed, serta kemampuan las yang sangat baik dengan pemilihan filler yang tepat. Keterbatasan utamanya adalah kekuatan absolut yang rendah dan ketahanan lelah yang terbatas jika dibandingkan dengan grade aluminium paduan.

Industri tipikal yang menggunakan 1080 meliputi produk transmisi listrik dan konduktor, peralatan pengolahan kimia dan makanan, aplikasi arsitektural, serta komponen perpindahan panas yang membutuhkan konduktivitas tinggi. Insinyur memilih 1080 ketika konduktivitas, ketahanan korosi, dan kemampuan pembentukan lebih diprioritaskan daripada kekuatan mekanis, atau ketika kemurnian tinggi memberikan keunggulan metalurgi atau kondisi permukaan untuk proses dan finishing.

1080 dipilih dibandingkan paduan lain ketika diperlukan paduan minimal dan ketangguhan maksimum, atau saat performa listrik/termal harus dimaksimalkan sambil mempertahankan kemampuan fabrikasi yang baik. Perancang sering memilih 1080 untuk komponen yang memerlukan penarikan dalam dalam atau pembentukan kompleks, atau untuk kompatibilitas metalurgi dengan proses yang sensitif terhadap unsur paduan.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Regangan	Kemampuan Pembentukan	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (30–45%)	Istimewa	Istimewa	Sepenuhnya annealed, ketangguhan maksimum
H12	Rendah-Sedang	Sedang (15–30%)	Sangat baik	Istimewa	Pengerasan kerja ringan, kekakuan meningkat
H14	Sedang	Sedang-Rendah (10–20%)	Baik	Istimewa	Temper setengah keras komersial umum
H16	Sedang-Tinggi	Lebih rendah (8–15%)	Cukup	Istimewa	Tiga perempat keras, lebih kuat tapi kurang dapat dibentuk
H18	Tinggi	Rendah (3–10%)	Terbatas	Istimewa	Penuh keras, kekuatan maksimal dengan pengerasan dingin
H111	Rendah (dilunakkan)	Tinggi (25–40%)	Istimewa	Istimewa	Temper sedikit dimanipulasi untuk regangan minor

Temper memiliki pengaruh dominan terhadap trade-off antara kekuatan dan ketangguhan pada 1080 karena paduan ini tidak dapat diperkuat dengan aging (perlakuan penguatan berdasarkan umur). Temper O annealed memberikan kemampuan pembentukan terbaik dan konduktivitas tertinggi, menjadikannya ideal untuk penarikan dalam dan aplikasi listrik. Peningkatan nomor H (pengerasan kerja) meningkatkan kekuatan luluh dan tarik sambil mengurangi regangan dan kemampuan pembentukan; pemilihan temper adalah keseimbangan proses antara operasi pembentukan dan kekakuan yang dibutuhkan dalam pemakaian.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Al	Bal. (≥99,80)	Basis aluminium, sisa komposisi
Si	≤0,03	Pengotor terkontrol; sedikit menurunkan titik leleh/aliran
Fe	≤0,12	Pengotor paling umum; mempengaruhi struktur butir
Mn	≤0,03	Penghalus butir minor, penguatan larutan padat terbatas
Mg	≤0,03	Jejak saja; efek penguatan minimal
Cu	≤0,03	Sangat rendah untuk menjaga ketahanan korosi
Zn	≤0,03	Pengotor tingkat jejak; pengaruh minimal pada sifat listrik
Cr	≤0,03	Sangat rendah; dapat membantu stabilitas butir dalam jumlah kecil
Ti	≤0,03	Digunakan dalam jumlah sangat kecil untuk kontrol butir
Lainnya (per unsur)	≤0,05	Total pengotor biasanya ≤0,20%

Tabel komposisi menekankan bahwa 1080 pada dasarnya adalah aluminium murni dengan elemen jejak yang dikontrol ketat. Tingkat rendah unsur transisi dan paduan menjaga konduktivitas listrik dan termal serta mempertahankan respons lunak dan ductile terhadap pengerasan dingin. Jumlah kecil besi, silikon, atau titanium berfungsi sebagai penghalus butir atau memengaruhi perilaku leleh/pembekuan, tapi jumlahnya tidak cukup untuk menghasilkan penguatan presipitasi yang signifikan.

Sifat Mekanik

1080 menunjukkan perilaku klasik aluminium murni komersial: kekuatan luluh dan tarik rendah dalam kondisi annealed dan kenaikan kekuatan dengan pengerasan dingin. Perilaku tarik bersifat ductile pada temper O, dengan regangan seragam signifikan dan rentang plastik yang luas, mendukung operasi pembentukan seperti penarikan dalam dan spinning. Pada temper pengerasan kerja, kekuatan luluh dan tarik meningkat secara substansial sementara regangan menurun, memengaruhi kemampuan pembentukan dan inisiasi retak lelah.

Kekuatan luluh rendah pada kondisi annealed dan meningkat kira-kira proporsional dengan tingkat pengerasan regangan pada temper H; ini adalah jalur penguatan yang dapat diprediksi dan dikontrol oleh perancang. Nilai kekerasan juga rendah pada kondisi O dan meningkat pada temper H12–H18; kekerasan Brinell atau Vickers berkorelasi baik dengan kekuatan tarik untuk verifikasi material. Performa lelah sedang—batas lelah lebih rendah dibandingkan aluminium paduan dan sensitif terhadap kondisi permukaan, tingkat pengerasan dingin, serta konsentrator tegangan.

Sifat	O/Annealed	Temper Utama (H14)	Catatan
Kekuatan Tarik (MPa)	~70–110	~120–160	Rentang O luas tergantung proses; H14 memberikan kekuatan sedang praktis
Kekuatan Luluh (MPa)	~25–45	~80–120	Kekuatan luluh meningkat signifikan dengan pengerasan dingin; rasio luluh/tarik bervariasi menurut temper
Regangan (%)	~30–45	~10–20	Ketangguhan sangat baik dalam temper O, berkurang di temper H
Kekerasan (HB)	~15–25	~30–45	Kekerasan meningkat seiring pengerasan dan berkorelasi dengan kekuatan

Nilai-nilai yang diberikan adalah rentang tipikal untuk lembaran dan plat yang diproduksi secara komersial; kondisi anneal pabrik pemasok, ketebalan, dan rute pemrosesan akan mempengaruhi angka tepatnya. Ketebalan dan sejarah proses adalah faktor utama penyebaran sifat mekanik akhir, dan verifikasi sifat harus menggunakan sertifikat material dan pengujian contoh untuk aplikasi kritis.

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2,70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium hampir murni
Rentang Leleh	660–660,5 °C	Titik leleh aluminium murni; rentang leleh sempit
Konduktivitas Termal	~220–240 W/m·K (25°C)	Konduktor termal yang sangat baik; sedikit berkurang dibanding kemurnian absolut
Konduktivitas Listrik	~58–62 % IACS	Konduktivitas listrik tinggi mendukung aplikasi konduktor dan kontak
Kapasitas Kalor Spesifik	~0,897 kJ/kg·K (897 J/kg·K)	Kapasitas kalor spesifik tinggi khas aluminium
Ekspansi Termal	~23 ×10⁻⁶ /K (20–100°C)	Koefisien sedang; penting untuk desain termal dan penyambungan

Sifat fisik 1080 menjadikannya pilihan yang diinginkan untuk aplikasi termal dan listrik di mana konduksi dan efisiensi massa menjadi prioritas. Kombinasi densitas rendah dan konduktivitas termal tinggi menghasilkan konduktansi termal spesifik yang baik untuk penggunaan heat-sink dan heat-spreader. Performa konduktivitas listrik menempatkan 1080 di antara pilihan terbaik untuk busbar, konektor, dan konduktor tegangan rendah ketika kekuatan mekanik bukan faktor utama.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0.15 mm – 6 mm	Kekuatan bervariasi sesuai temper dan ketebalan	O, H12, H14	Bentuk dominan untuk penarikan, stamping, dan pelapisan
Plat	6 mm – 50+ mm	Ketebalan mengurangi efisiensi pengerjaan dingin	O, H111	Digunakan untuk bagian yang lebih tebal atau memerlukan kekakuan struktural
Ekstrusi	Profil hingga beberapa meter	Terbatas oleh kekuatan paduan rendah untuk anggota beban tinggi	O, H12	Digunakan untuk profil dekoratif, enclosure, heat sink
Pipa	Dinding 0.5 mm – diameter besar	Sifat mekanik tergantung pada pembentukan / penarikan	O, H14	Umum untuk aplikasi fluida tekanan rendah atau dekoratif
Batang	3 mm – 100 mm	Penarikan dingin meningkatkan kekuatan	O, H18	Digunakan ketika dibutuhkan pengerjaan mesin dengan toleransi ketat

Lembaran dan produk ketebalan tipis adalah tempat di mana sifat 1080 sangat unggul karena kemampuan pembentukannya dan konduktivitasnya terjaga sementara pengerjaan dingin mudah diterapkan untuk penyetelan kekuatan. Plat dan produk yang lebih tebal membutuhkan pertimbangan lebih karena kemampuan pengerjaan dingin homogen pada bagian tebal terbatas; bagian tebal seringkali disuplai dalam temper yang lebih lunak dan mengandalkan fitur desain untuk kekakuan. Ekstrusi dan pipa digunakan ketika hasil permukaan, konduktivitas, dan ketahanan korosi penting serta beban sedang.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	1080	USA	Penamaan dalam sistem Aluminum Association
EN AW	1080 / EN AW-1080	Europe	Penamaan AW Eropa untuk aluminium kemurnian tinggi
JIS	A1080	Japan	Standar Industri Jepang untuk aluminium murni komersial
GB/T	Al99.8 / 1080	China	Standar China untuk aluminium kemurnian 99.8%

Label grade setara lintas standar mewakili komposisi material yang serupa secara material tetapi mungkin sedikit berbeda dalam batas pengotor yang diizinkan, praktik manufaktur, dan kondisi mill-anneal. Engineer dianjurkan memeriksa toleransi standar spesifik dan laporan uji pabrik untuk substitusi lintas standar, terutama ketika konduktivitas listrik, kondisi permukaan, atau performa penarikan kritis.

Ketahanan Korosi

1080 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer umum yang sangat baik karena pembentukan cepat lapisan oksida aluminium yang stabil dan protektif. Dalam banyak lingkungan, ia mengungguli grade aluminium paduan yang mengandung kadar tembaga atau seng lebih tinggi, yang dapat membuat paduan sensitif terhadap korosi lokal. Hasil permukaan dan kontaminan lingkungan (klorida, polutan industri) memengaruhi perilaku jangka panjang, dengan permukaan yang dipoles atau dilapisi menunjukkan peningkatan performa.

Di lingkungan laut, 1080 menunjukkan kinerja baik terhadap korosi seragam, tetapi seperti semua aluminium, ia rentan terhadap korosi lubang dan celah di lingkungan stagnan yang kaya klorida kecuali dilindungi. Paduan ini umumnya kurang rentan terhadap retak korosi akibat tegangan dibandingkan paduan pengerasan usia kekuatan tinggi, tetapi sambungan las dan zona pengerjaan dingin harus dievaluasi sebagai titik potensial serangan lokal. Interaksi galvanik membuat 1080 anodis terhadap banyak logam teknik umum seperti tembaga dan baja tahan karat, sehingga isolasi listrik atau lapisan pelindung yang sesuai dianjurkan ketika logam berbeda dipadukan.

Dibandingkan dengan paduan seri 3xxx dan 5xxx, 1080 sering menawarkan konduktivitas superior dan ketahanan korosi yang sebanding atau lebih baik karena tambahan paduan yang minimal, sementara kekuatan dan kemampuan pengelasan yang lebih tinggi yang dimiliki beberapa paduan 5xxx tidak dimiliki. Untuk usia panjang di lingkungan klorida yang keras, desainer sering memilih paduan atau pelapis, tapi untuk banyak aplikasi arsitektur dan listrik, perilaku korosi 1080 sudah memadai sepenuhnya.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Las

1080 mudah dilas menggunakan proses fusi dan tahanan umum seperti TIG dan MIG karena merupakan aluminium murni dengan kadar elemen bermasalah yang rendah. Material isian yang direkomendasikan adalah paduan isian aluminium murni komersial (misalnya seri AA1100) atau isian paduan rendah yang dipilih sesuai kebutuhan layanan dan mekanik; isian mengandung silikon (misalnya 4043/4047) kadang digunakan untuk meningkatkan aliran logam cair pada sambungan kompleks. Risiko retak panas rendah dibandingkan paduan kekuatan tinggi, namun pemasangan sambungan dan kebersihan sangat penting untuk menghindari porositas dan penjeratan oksida; pelemahan HAZ minimal karena tidak ada struktur mikro pengerasan presipitasi yang signifikan.

Kerja Mesin (Machinability)

Pengerjaan mesin 1080 umumnya mudah namun memerlukan perhatian pada kekerasan rendah dan daktilitas tinggi, yang dapat menghasilkan serpihan panjang, kontinu, dan lengket pada ujung pemotong. Perkakas dengan geometri karbida atau baja kecepatan tinggi yang tajam dan sudut positif mengurangi pembentukan tepi tumpul dan meningkatkan hasil permukaan; gaya potong rendah memungkinkan kecepatan spindle tinggi dengan laju pemberian makan sedang. Pelumasan dan kontrol serpihan efektif penting untuk integritas permukaan terbaik, dan desain untuk pengerjaan mesin harus mempertimbangkan kecenderungan paduan untuk menggall jika celah pemotongan tidak cukup.

Formabilitas

Formabilitas adalah kekuatan utama 1080, terutama dalam temper O di mana penarikan dalam, spinning, bending, dan operasi peregangan kompleks dapat dilakukan dengan mudah. Radius tekuk minimum dapat kecil (sekitar 1–2 kali ketebalan material untuk lembaran tergantung pada hasil akhir) dan pegas kembali (springback) moderat, memudahkan presisi geometri yang dibentuk. Pengerjaan dingin memberikan jalur langsung untuk pengerasan lokal pada bagian yang dibentuk, sementara siklus anil mudah diterapkan untuk mengembalikan daktilitas setelah deformasi berat.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan murni komersial yang tidak dapat diperlakukan panas, 1080 tidak merespon perlakuan larutan dan pengerasan usia seperti paduan yang dapat diperlakukan panas. Upaya menggunakan perlakuan termal tipe T untuk pengerasan presipitasi tidak efektif karena tidak ada spesies presipitat signifikan dalam konsentrasi yang berguna. Kontrol metalurgi tipikal bergantung pada anil terkendali (untuk menghasilkan temper O) dan pengerasan regangan (temper H) untuk menyesuaikan sifat.

Pengerasan kerja adalah metode utama untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan saat digunakan. Penggilingan dingin, penarikan, atau pembengkokan meningkatkan kepadatan dislokasi dan menghasilkan peningkatan luluh dan kekuatan tarik yang dapat diprediksi sambil mengurangi regangan. Anil pada suhu umumnya antara 300–415°C (tergantung ketebalan dan kelembutan yang diinginkan) akan melunakkan paduan dan mengembalikan daktilitas; anil rekristalisasi penuh dan siklus mill-anneal digunakan untuk menetapkan temper O sebagai dasar untuk operasi pembentukan.

Kinerja pada Suhu Tinggi

1080 kehilangan kekuatan mekanik dengan cepat saat suhu meningkat karena pengerasan larutan padat minim dan tidak ada presipitat stabil pada suhu tinggi. Suhu layanan penggunaan terus-menerus praktis biasanya dibatasi di bawah sekitar 150–200°C untuk aplikasi struktural, di mana creep dan kehilangan kekuatan menjadi signifikan. Oksidasi pada suhu sedang lambat karena lapisan oksida pelindung, namun paparan lama pada suhu tinggi dapat mengubah tampilan permukaan dan mungkin memengaruhi proses pelapisan atau perekat berikutnya.

Zona las atau area kerja dingin berat dapat mengalami perubahan lokal sifat mekanik pada suhu tinggi; HAZ tidak mengalami perubahan presipitasi signifikan tetapi menunjukkan pelunakan akibat recovery dan rekristalisasi jika terekspos panas tinggi. Untuk aplikasi pembawa beban suhu tinggi, keluarga paduan dengan perilaku suhu tinggi lebih kuat (misalnya beberapa paduan 2xxx/7xxx atau paduan khusus untuk suhu tinggi) lebih disukai.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 1080
Listrik	Busbar, konektor, konduktor	Konduktivitas listrik tinggi dan formabilitas baik
Otomotif	Trim dekoratif, komponen interior	Formabilitas unggul dan hasil permukaan baik; ketahanan korosi
Kelautan	Pelapis tangki, pipa, fitting beban rendah	Ketahanan korosi dan kemampuan las di lingkungan air laut
Elektronik	Heat sink, pelindung EMI	Konduktivitas termal tinggi dan densitas rendah
Pengolahan Makanan & Kimia	Tangki, pipa, pelapisan	Kemurnian dan ketahanan korosi dengan kemudahan pembersihan dan pembentukan

1080 digunakan di tempat di mana konduktivitas listrik atau termal tinggi, formabilitas sangat baik, dan ketahanan korosi superior diperlukan secara bersamaan. Aplikasi yang melibatkan stamping atau penarikan kompleks mendapat manfaat dari daktilitas paduan ini, sementara aplikasi konduktor memanfaatkan konduktivitas IACS tinggi. Paduan ini sering dispesifikasikan ketika kemurnian metalurgi atau kontaminasi paduan minimal penting untuk proses hilir atau performa produk.

Wawasan Pemilihan

Pilih 1080 ketika konduktivitas listrik atau termal dan formabilitas luar biasa lebih diutamakan dibandingkan kekuatan tinggi. Ini adalah pilihan logis untuk konduktor, penyebar panas, dan komponen penarikan dalam di mana hasil permukaan, ketahanan korosi, dan daktilitas adalah kebutuhan utama.

Dibandingkan dengan grade aluminium murni komersial seperti 1100, 1080 umumnya menawarkan kemurnian yang sedikit lebih tinggi (dan oleh karena itu konduktivitas yang sedikit lebih tinggi) dengan kemampuan bentuk yang serupa; 1080 dipilih ketika konduktivitas ekstra atau batasan kandungan pengotor yang terkontrol diperlukan. Dibandingkan dengan paduan yang diperkeras secara mekanis seperti 3003 atau 5052, 1080 memberikan konduktivitas yang lebih baik dan terkadang perilaku korosi yang lebih unggul, tetapi memiliki kekuatan yang lebih rendah dan potensi pengerasan regangan yang lebih rendah untuk bagian yang menahan beban. Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061 atau 6063, 1080 dipilih ketika konduktivitas dan kemampuan bentuk lebih penting daripada kekuatan puncak; 1080 tetap menarik untuk aplikasi yang mengutamakan kinerja termal/elektrik dan kesederhanaan fabrikasi meskipun kekuatan maksimum yang dicapai lebih rendah.

Ringkasan Penutup

1080 tetap relevan dalam teknik modern karena menggabungkan kemurnian yang sangat tinggi dengan konduktivitas listrik dan termal yang luar biasa, kemampuan bentuk superior, dan ketahanan korosi yang andal dalam paket yang hemat biaya dan mudah difabrikasi. Bagi para desainer yang memprioritaskan konduktivitas, kualitas permukaan, dan kemudahan manufaktur dibandingkan kekuatan tinggi, 1080 sering kali merupakan pilihan aluminium yang paling praktis dan ekonomis.