Aluminium 1095: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Lengkap

1095 adalah paduan aluminium dari seri 1xxx, yang mewakili grade hampir murni secara komersial dengan kandungan aluminium minimum mendekati 99,95%. Seri 1xxx ditandai dengan sedikit atau tanpa paduan sengaja; penomoran 1095 menunjukkan tingkat kandungan unsur pengotor yang sangat rendah dan fokus pada sifat intrinsik aluminium daripada penguatan melalui paduan.

Elemen paduan utama sebenarnya adalah pengotor dan residu: silikon, besi, dan unsur jejak seperti tembaga, mangan, magnesium, krom, dan titanium dalam kadar sub-persen. Kekuatan diperoleh melalui pengerasan akibat deformasi plastis (strain hardening) atau pengerasan kerja, bukan melalui perlakuan panas presipitasi, karena 1095 bukan material yang dapat diperlakukan panas secara metallurgis.

Sifat utama termasuk konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik, duktilitas dan kemampuan bentuk yang tinggi dalam kondisi annealed, serta ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik berkat kemurniannya yang tinggi. Kemampuan las umumnya sangat baik dengan metode fusion standar, namun kekuatan mekanik di zona terpengaruh panas (HAZ) dapat berkurang setelah pengelasan akibat efek annealing.

Industri tipikal yang menggunakan 1095 meliputi pengolahan kimia, konduktor listrik, penukar panas dan cladding, produksi bullion dan foil, serta aplikasi arsitektur dan dekoratif khusus. Engineer memilih 1095 ketika konduktivitas tinggi, kemampuan bentuk superior, atau ketahanan korosi maksimal dari aluminium hampir murni diperlukan dibandingkan dengan paduan yang lebih kuat namun konduktivitasnya lebih rendah.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (30–45%)	Excelente	Excelente	Sepenuhnya di-anneal, duktilitas dan konduktivitas terbaik
H12	Rendah–Sedang	Sedang (15–30%)	Bagus	Excelente	Pengerasan kerja ringan, masih sangat mudah dibentuk
H14	Sedang	Lebih rendah (8–20%)	Bagus	Excelente	Setengah keras; umum untuk proses penarikan dan pencetakan ringan
H16	Sedang–Tinggi	Rendah–Sedang (6–12%)	Cukup	Excelente	Kondisi seperempat keras untuk bagian yang dibentuk lebih kuat
H18	Tinggi	Rendah (4–8%)	Terbatas	Excelente	Kerja dingin penuh keras, kekuatan tertinggi karena pengerasan kerja dingin

Temper 1095 dicapai secara eksklusif melalui deformasi plastik terkontrol (temper H) dan annealing (temper O). Temper T dan perlakuan presipitasi tidak berlaku karena 1095 tidak memiliki elemen terlarut signifikan untuk pengerasan usia (age hardening). Temper yang dipilih adalah variabel desain utama: temper annealed O memberikan kelenturan pembentukan maksimal dan konduktivitas, sementara temper H yang semakin tinggi menukar formabilitas menjadi kekuatan melalui peningkatan kepadatan dislokasi.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤0.25	Pengotor khas; mempengaruhi kemampuan pengecoran dan sedikit memengaruhi kekuatan
Fe	≤0.95	Residu utama; Fe tinggi dapat membentuk intermetalik yang menurunkan duktilitas
Mn	≤0.05	Biasanya minimal; dapat sedikit memengaruhi struktur butir jika ada
Mg	≤0.05	Minimal; tidak cukup untuk pengerasan presipitasi
Cu	≤0.05	Dipertahankan sangat rendah untuk menjaga ketahanan korosi dan konduktivitas
Zn	≤0.05	Hanya tingkat jejak; sedikit pengaruh pengerasan
Cr	≤0.01	Jejak; mengontrol pertumbuhan butir dalam beberapa proses
Ti	≤0.03	Pengeras butir dalam proses cor atau pengerjaan bila sengaja ditambahkan
Lainnya	Saldo hingga 100% (Al ~99.90–99.99)	Sisa paling banyak aluminium; "lainnya" mencakup elemen jejak

Komposisi kimia 1095 menekankan aluminium sebagian besar dengan hanya residu dalam jumlah jejak. Silikon dan besi adalah pengotor paling signifikan; keduanya membentuk partikel intermetalik yang dapat menjadi titik inisiasi retak dan memengaruhi kemampuan bentuk. Kandungan tembaga dan magnesium rendah menjaga ketahanan korosi dan konduktivitas listrik, dan penambahan sengaja pengeras butir minor (Ti) kadang ditentukan untuk pengontrolan struktur butir saat pengecoran atau ekstrusi.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik pada 1095 didominasi oleh kemurnian dan tingkat pengerasan kerja. Dalam kondisi annealed, paduan menunjukkan kekuatan luluh dan tarik rendah dengan elongasi seragam panjang dan elongasi total tinggi, menghasilkan perilaku yang sangat duktil. Pengerasan kerja (temper H) menaikkan kekuatan luluh dan tarik terutama melalui akumulasi dislokasi dan pengerasan kerja tetapi mengurangi elongasi seragam dan total secara proporsional.

Kekerasan sangat terkait dengan temper; nilai Brinell dan Vickers rendah dibandingkan dengan seri paduan dan meningkat seiring temper H. Performa lelah (fatigue) diuntungkan dari ketiadaan presipitat pengeras kasar, tetapi kondisi permukaan, distribusi partikel pengotor, dan status pengerasan kerja sangat mempengaruhi perilaku inisiasi retak. Ketebalan memengaruhi perilaku penarikan dan pembentukan: lembaran tipis mudah menarik dingin dalam kondisi O, sedangkan bagian tebal memerlukan energi deformasi lebih besar dan menunjukkan formabilitas lebih rendah pada kondisi pengerasan.

Pengendalian sejarah proses (reduksi penggilingan, siklus anneal, finishing permukaan) sangat penting untuk mencapai ketangguhan dan umur lelah yang dibutuhkan untuk komponen struktural. Pengelasan memperkenalkan pelunakan lokal melalui proses rekristalisasi dan recovery, mempengaruhi distribusi kekuatan luluh pada sambungan dan berpotensi mengurangi ketahanan lelah jika tidak dikelola dengan baik.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (misal: H14)	Catatan
Kekuatan Tarik	Tipikal 60–110 MPa	Tipikal 110–170 MPa	Rentang luas akibat kemurnian dan pengerasan kerja; nilai bergantung proses
Kekuatan Luluh	Tipikal 25–60 MPa	Tipikal 95–140 MPa	Kekuatan luluh meningkat signifikan dengan temper H dari pengerasan kerja
Elongasi	Tipikal 30–45%	Tipikal 8–20%	Duktilitas menurun seiring peningkatan kekerasan dan kekuatan temper
Kekerasan	Tipikal 15–30 HB	Tipikal 30–60 HB	Kekerasan kira-kira sebanding dengan pengerasan kerja; nilai absolut rendah dibandingkan seri paduan

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Mass Density	2.70 g/cm³	Tipikal aluminium; berguna untuk perhitungan massa dan kekakuan
Rentang Titik Leleh	660–665 °C	Titik leleh utama aluminium; rentang sempit akibat kemurnian tinggi
Konduktivitas Termal	~220–235 W/m·K (25 °C)	Konduktivitas tinggi mendekati aluminium murni; menguntungkan untuk heat sink
Konduktivitas Listrik	~58–62 %IACS	Konduktor listrik sangat baik; menguntungkan untuk busbar dan konduktor
Kapasitas Kalor Spesifik	~900 J/kg·K (0–100 °C)	Kapasitas kalor spesifik tinggi dibandingkan banyak logam; memengaruhi inersia termal
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K	Koefisien khas aluminium; penting untuk desain kesesuaian termal

Sifat fisik membuat 1095 menarik untuk aplikasi yang memprioritaskan konduksi panas dan listrik bersamaan dengan massa rendah. Massa jenis dan ekspansi termal menentukan toleransi desain dalam rakitan dengan material berbeda. Titik leleh dan konduktivitas termal menjadi acuan dalam proses brazing, pengelasan dan desain manajemen panas, di mana konduktivitas tinggi paduan harus diperhitungkan dalam perhitungan input panas.

Format Produk

Format	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran (Sheet)	0.1–6 mm	Seragam; ketebalan mempengaruhi kemudahan penarikan	O, H12, H14	Banyak digunakan untuk cladding, penukar panas, dan panel dekoratif
Plat	>6 mm hingga lebih dari 50 mm	Duktilitas melalui ketebalan lebih rendah pada plat tebal	O, H18	Jarang; digunakan saat diperlukan bagian aluminium murni berukuran besar
Ekstrusi	Profil kompleks, beragam ukuran	Kekuatan dipengaruhi oleh rasio ekstrusi dan pengerjaan pasca-ekstrusi	O, H12, H14	Digunakan untuk busbar listrik, profil arsitektural, komponen rangka
Tabung	Dinding tipis hingga tebal	Penarikan dan pilgering memengaruhi tegangan sisa	O, H14	Umum untuk saluran dan penanganan fluida yang membutuhkan ketahanan korosi
Batang	Diameter 1 mm hingga 200 mm	Penarikan dingin meningkatkan kekuatan	O, H16, H18	Digunakan untuk bagian fabrikasi, rivet, dan konduktor listrik khusus

Perbedaan proses signifikan antara produk lembaran/plat yang ditempa dan produk ekstrusi atau tabung. Penggilingan dan penarikan dingin memperkenalkan pengerasan kerja terkontrol dan tekstur yang memengaruhi anisotropi, kemampuan bentuk, dan respons mekanik. Pilihan format produk harus sesuai dengan strategi penyambungan dan kebutuhan temper akhir karena pembentukan atau pengelasan selanjutnya dapat mengubah performa mekanik dan listrik lokal.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Keterangan
AA	1095	USA	Penunjukan American Aluminium Association untuk aluminium hampir murni
EN AW	1095	Europe	Penunjukan EN yang mencerminkan nomenklatur AA untuk produk tempa dengan kemurnian tinggi
JIS	A1095	Japan	Setara dengan Japanese Industrial Standard yang digunakan dalam spesifikasi domestik
GB/T	1095	China	Penunjukan standar China yang sejalan dengan konvensi penamaan internasional

Penunjukan grade setara umumnya konsisten karena paduan seri 1xxx didefinisikan oleh kandungan aluminium minimum dan batas impuritas yang ketat. Namun, rentang toleransi untuk unsur jejak dan tingkat impuritas yang diizinkan dapat sedikit berbeda menurut standar, yang mempengaruhi konduktivitas listrik, perilaku rekristalisasi, dan kemampuan bentuk dalam aplikasi dengan toleransi ketat. Untuk aplikasi listrik kritis atau foil, selalu verifikasi standar spesifik dan komposisi serta sifat bersertifikat dari pemasok.

Ketahanan Korosi

1095 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer umum yang sangat baik karena kandungan aluminium yang tinggi dan ketiadaan elemen paduan agresif. Film oksida alami yang terbentuk memberikan pasivasi dan perlindungan di banyak lingkungan; namun, serangan lokal dapat terjadi dalam kondisi atmosfer tercemar atau lingkungan asam. Perawatan rutin dan finishing permukaan yang sesuai (anodizing atau cladding) semakin meningkatkan performa jangka panjang.

Di lingkungan laut, paduan ini memiliki performa yang cukup baik terhadap korosi seragam; meskipun demikian, korosi pit dan crevice akibat klorida lebih efektif ditahan oleh paduan khusus kelas laut (misalnya seri 5xxx). Interaksi galvanik harus dikelola dengan baik: 1095 bersifat anodic relatif terhadap tembaga dan baja tahan karat serta dapat mengalami korosi korban ketika kontak listrik dengan material lebih mulia kecuali dilakukan isolasi atau penggunaan pengikat yang kompatibel.

Terjadinya retak korosi tegangan (stress corrosion cracking) rendah untuk paduan aluminium dengan kemurnian tinggi karena tidak mengandung konsentrasi elemen paduan yang tinggi yang memicu SCC. Bila dibandingkan dengan keluarga 5xxx dan 6xxx, 1095 menukar sebagian ketahanan korosi lokal dengan konduktivitas dan keuletan yang lebih tinggi, sembari menawarkan stabilitas korosi total yang unggul dibanding banyak paduan tinggi kekuatan yang dapat perlakuan panas dan mengandung tembaga atau seng.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

1095 mudah dilas dengan proses TIG, MIG, dan pengelasan tahanan karena kandungan paduan rendah dan konduktivitas termal tinggi. Pemilihan kawat las umumnya menggunakan kawat pengisi dengan kemurnian setara atau batang las Al-murni; pengisi yang mengandung tembaga dihindari agar ketahanan korosi tetap terjaga. Risiko retak panas rendah namun tegangan penyusutan dan pelemahan daerah pengaruh panas (HAZ) dapat signifikan, sehingga perlu kontrol distorsi pra dan pasca las dan, bila perlu, kompensasi mekanis. Las dapat menunjukkan penurunan sifat mekanik dekat zona fusi akibat pemulihan dan rekristalisasi kerja dingin.

Kelabilan Mesin

Kelabilan mesin 1095 termasuk sedang sampai baik; matriks yang lunak dan serpihan yang ulet membutuhkan alat potong yang tajam dan pemecah serpihan untuk pemotongan efisien. Baja alat seperti pemotong berujung karbida dan baja kecepatan tinggi dengan geometri positif bekerja baik; kecepatan potong harus mempertimbangkan konduktivitas termal tinggi yang cepat menghilangkan panas dari zona potong. Hasil permukaan bisa sangat baik dengan keausan alat yang rendah, tetapi harus berhati-hati menghindari serpihan lengket saat pemotongan lambat dengan kedalaman besar. Keausan abrasif pada alat minimal dibandingkan dengan paduan aluminium tinggi silikon.

Keformalan

Keformalan dalam kondisi O sangat baik, memungkinkan deep drawing, spinning, dan stamping kompleks dengan reduksi lekukan yang relatif besar. Radius lekuk minimum bergantung pada temper dan ketebalan; pada kondisi O, radius lekuk dalam yang direkomendasikan bisa serendah 0,5–1,0×ketebalan untuk banyak operasi, sementara temper H memerlukan radius lebih besar dan mungkin perlu anneal antara tahap. Kerja dingin meningkatkan batas luluh dan mengurangi regangan, sehingga pembentukan bertahap dengan pelepasan tegangan antara tahap umum dilakukan untuk bentuk kompleks. Untuk pembengkokan radius kecil atau pembentukan regangan tinggi, temper annealed atau strain-hardened ringan lebih disukai.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan yang tidak dapat perlakuan panas, 1095 tidak merespon perlakuan solusi dan aging untuk memperkuat; tidak ada langkah pengerasan presipitasi yang secara signifikan meningkatkan kekuatan. Penyesuaian kekuatan dilakukan melalui pengerjaan dingin (strain hardening) dan annealing terkontrol. Perlakuan annealing khas untuk melunakkan sepenuhnya dilakukan pada rentang suhu sekitar 300–420 °C dengan lama tahan sesuai ketebalan, menghasilkan temper O dan mengembalikan keuletan serta konduktivitas.

Transisi temper diekspresikan sebagai tingkat pengerasan kerja (H12, H14, H16, H18), dan pemilihan temper dicapai melalui jumlah reduksi penggulungan, penarikan, atau pembengkokan yang ditentukan. Annealing berlebih atau paparan termal berlebihan saat fabrikasi (pengelasan, brazing) menyebabkan rekristalisasi dan pelunakan, yang harus diperhitungkan dalam desain komponen dan perencanaan sambungan.

Performa Suhu Tinggi

1095 mengalami penurunan kekuatan signifikan pada suhu tinggi dibandingkan suhu kamar; kapasitas beban berguna menurun secara progresif di atas 100 °C dan biasanya terbatas untuk penggunaan kontinu di atas ~150 °C. Oksidasi relatif rendah karena aluminium membentuk lapisan oksida stabil, tetapi pengelupasan permukaan minimal dibandingkan baja dan paduan suhu tinggi. Siklus termal dan paparan suhu proses tinggi dapat meng-anneal temper kerja dingin secara lokal, terutama di daerah HAZ las, menyebabkan pelunakan permanen dan ketidakstabilan dimensi.

Oleh karena itu, perancang harus membatasi suhu operasi kontinu dan memperhitungkan creep pada beban berkelanjutan saat suhu melebihi 100 °C. Untuk ekskursi termal pendek, paduan mempertahankan integritas cukup baik, namun umur mekanik atau kelelahan jangka panjang dapat terpengaruh oleh paparan suhu tinggi dan harus diuji sesuai aplikasi spesifik.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 1095
Listrik/Daya	Busbar, konduktor listrik	Konduktivitas listrik dan keformalan tinggi
Transfer Panas	Heat sink, stok sirip	Konduktivitas termal tinggi dan densitas rendah
Pengolahan Kimia	Cladding, tangki	Ketahanan korosi tinggi terhadap banyak bahan kimia
Arsitektur	Panel dekoratif, curtain wall	Kemampuan finishing permukaan dan stabilitas korosi
Barang Konsumen	Foil, reflektor, alat masak	Keformalan dan kualitas permukaan sangat baik

1095 sering digunakan di mana kombinasi properti aluminium hampir murni lebih penting daripada kekuatan tinggi: konduktivitas, performa termal, ketahanan korosi, dan keformalan. Komponen yang memerlukan pembentukan ekstensif, radius ketat, finishing permukaan unggul, atau performa listrik sangat cocok dengan 1095, terutama bila dikombinasikan dengan prioritas biaya dan ketersediaan.

Wawasan Pemilihan

Pilih 1095 ketika prioritas desain adalah konduktivitas listrik atau termal tinggi, keformalan superior, dan ketahanan korosi umum yang sangat baik daripada kekuatan puncak. Kemurniannya membuatnya menarik untuk busbar, elemen transfer panas, dan aplikasi dekoratif atau cladding di mana finishing permukaan dan konduktivitas lebih diutamakan dibanding kapasitas beban mekanik.

Dibanding aluminium murni komersial seperti 1100, 1095 menawarkan kemurnian sebanding atau sedikit lebih tinggi dan keformalan serupa, dengan sedikit kompromi pada konduktivitas sambil mungkin memerlukan kontrol residu lebih ketat untuk penggunaan listrik khusus. Dibanding paduan kerja keras seperti 3003 atau 5052, 1095 umumnya menawarkan konduktivitas lebih tinggi dan keformalan serupa atau superior, tetapi kekuatan lebih rendah dan ketahanan korosi lokal terhadap pitting air laut lebih sedikit dibanding grade 5xxx berbasis Mg. Dibanding paduan struktural perlakuan panas seperti 6061 atau 6063, 1095 dipilih ketika konduktivitas dan keformalan lebih diutamakan daripada kekuatan puncak yang dapat dicapai; ini dipreferensikan untuk peran listrik atau termal serta komponen yang memerlukan pembentukan berulang atau kualitas permukaan sangat tinggi.

Ringkasan Penutup

1095 tetap relevan untuk aplikasi yang membutuhkan performa aluminium hampir murni: konduktivitas luar biasa, keformalan superior, dan ketahanan korosi intrinsik bersama densitas rendah. Perannya melengkapi paduan kekuatan tinggi dan paduan pengerasan presipitasi, menjadikannya material pokok untuk aplikasi listrik, termal, dan kimia yang menuntut kemurnian dan keuletan sebagai faktor penentu.