Aluminium 1145: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Lengkap

Alloy 1145 termasuk dalam seri 1xxx dari paduan aluminium, yang dikategorikan sebagai grade aluminium murni komersial dengan kandungan aluminium minimum yang secara substansial lebih dari 99%. Seri 1xxx menekankan pada konduktivitas listrik dan termal yang tinggi bersama dengan ketahanan korosi dan kemampuan bentuk yang sangat baik, bukan pada kekuatan tinggi. Elemen paduan utama dalam 1145 hanya hadir sebagai residu dan penambahan jejak: impuritas terkontrol tipikal meliputi silikon, besi, dan tembaga pada konsentrasi yang sangat rendah; kandungan aluminium biasanya ditentukan ≥99,45% (balance).

Peningkatan kekuatan pada 1145 dicapai hampir secara eksklusif melalui pengerasan regangan (strain hardening/work-hardening) karena paduan ini pada dasarnya tidak dapat diperlakukan panas; peningkatan kekuatan permanen diperoleh melalui pengerjaan dingin (temper H), sementara pelunakan dan pemulihan dicapai dengan annealing ke temper O. Sifat utama meliputi konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik, ketahanan korosi luar biasa dalam lingkungan atmosfer dan banyak lingkungan kimia, daktailitas dan kemampuan bentuk yang sangat baik pada kondisi annealed, serta kemampuan las yang sangat baik dengan risiko retak metallurgi yang terbatas. Industri khas yang menggunakan 1145 meliputi konduktor listrik dan busbar, pengolahan kimia dan makanan, trim arsitektur, dan komponen penukar panas di mana konduktivitas dan ketahanan korosi lebih diprioritaskan dibanding kekuatan mekanik puncak.

Engineer memilih 1145 ketika konduktivitas tinggi dan ketahanan korosi sangat penting serta ketika operasi pembentukan atau pengelasan harus dilakukan dengan mudah. Material ini dipilih dibanding paduan aluminium yang lebih kuat ketika konduktivitas maksimal, hasil permukaan yang sangat baik, dan kemampuan drawing/form yang dalam dengan biaya rendah diperlukan. Sebaliknya, apabila kekuatan statis atau kekerasan tinggi dibutuhkan, keluarga paduan seperti seri 5xxx atau 6xxx lebih dianjurkan; 1145 mengisi ruang desain yang lebih mengutamakan kemurnian dan kemampuan pelayanan daripada performa beban struktur.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (20–40%)	Sangat baik	Sangat baik	Fully annealed, daktailitas maksimum untuk pembentukan dan drawing
H12	Rendah–Sedang	Sedang	Sangat baik	Sangat baik	Pengerjaan dingin ringan, mempertahankan kemampuan bentuk tinggi
H14	Sedang	Sedang (10–25%)	Baik	Sangat baik	Temper pengerjaan dingin yang umum untuk peningkatan kekuatan sedang
H16	Sedang–Tinggi	Lebih rendah	Cukup	Sangat baik	Pengerjaan dingin lebih tinggi, daktailitas berkurang, digunakan untuk beberapa aplikasi struktural
H18	Tinggi	Rendah (2–10%)	Terbatas	Sangat baik	Pengerjaan dingin berat, kekuatan maksimum strain-hardened untuk seri 1xxx
H24	Sedang	Sedang	Baik	Sangat baik	Dibuat dengan perlakuan solusi dan re-aging parsial atau stabilisasi, digunakan saat beberapa pemulihan tarik diinginkan

Temper pengerjaan dingin (seri H) adalah satu-satunya metode rutin untuk meningkatkan kekuatan pada 1145; penandaan temper T tidak berlaku karena 1145 tidak bisa dikeraskan dengan pengerasan usia (age-hardening). Annealing ke temper O mengembalikan mikrostruktur ke keadaan kekuatan rendah dan daktailitas tinggi yang berguna untuk operasi deep drawing dan spinning. Pilihan antara H12 hingga H18 memungkinkan desainer menukar kemampuan bentuk dengan peningkatan kekuatan luluh dan tarik sambil mempertahankan konduktivitas dan performa ketahanan korosi pada paduan dasar.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Al	≥99.45	Balance; konstituen utama yang memberikan konduktivitas dan ketahanan korosi
Si	≤0.25	Residu; Si yang lebih tinggi sedikit menurunkan daktailitas dan meningkatkan kekuatan marginal
Fe	≤0.60	Impuritas umum; meningkatkan kekuatan tapi dapat mengurangi konduktivitas dan kemampuan bentuk
Mn	≤0.03	Hanya jejak; efek minimal pada 1145
Mg	≤0.05	Biasanya sangat rendah; kontribusi minimal untuk kekuatan atau pengerasan usia
Cu	≤0.05	Dipertahankan rendah untuk melindungi ketahanan korosi dan konduktivitas
Zn	≤0.05	Tingkat rendah terkontrol untuk membatasi efek pada sifat listrik
Cr	≤0.05	Mungkin hadir sebagai impuritas jejak; efek kecil pada konsentrasi ini
Ti	≤0.03	Sering digunakan dalam jumlah kecil untuk pemurnian butir selama pengecoran/pemrosesan
Lainnya	≤0.10 total	Jumlah impuritas lain; dikontrol ketat untuk menjaga kemurnian tinggi

Komposisi 1145 didominasi oleh aluminium dengan konsentrasi elemen paduan dan impuritas yang sengaja rendah. Level kecil Fe dan Si adalah kontributor utama peningkatan kekuatan dibanding aluminium murni, namun dijaga minimal untuk mempertahankan konduktivitas listrik dan termal serta memaksimalkan ketahanan korosi. Penambahan jejak (Ti, sedikit Mn) terutama digunakan untuk kontrol metallurgi seperti pemurnian butir saat pengecoran dan pemrosesan, bukan untuk membentuk fase pengerasan.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik 1145 karakteristik aluminium murni komersial: kekuatan tarik rendah sampai sedang pada kondisi annealed dengan daktailitas sangat tinggi, dan peningkatan kekuatan tetapi penurunan elongasi setelah pengerjaan dingin. Paduan menunjukkan daerah elastis lurus yang cukup jelas sebelum masuk ke plastisitas dengan elongasi seragam yang cukup besar pada temper O; temper strain-hardened mengurangi elongasi seragam dan meningkatkan rasio luluh. Kekerasan rendah pada kondisi O dan meningkat secara terduga sesuai tingkat pengerjaan dingin; nilai Brinell atau Vickers tetap rendah dibanding paduan aluminium paduan.

Nilai luluh dan tarik sangat bergantung pada temper dan ketebalan; lembaran tipis dengan pengerjaan dingin mencapai nilai luluh yang lebih tinggi untuk temper tertentu dibanding pelat tebal karena pengerasan kerja dan riwayat pemrosesan. Performa kelelahan pada 1145 sedang dan sangat dipengaruhi oleh kondisi permukaan dan tegangan sisa; permukaan yang terpoles dan bebas cacat serta tahapan pembentukan yang terkontrol memberikan umur layanan lebih baik daripada hasil finishing kasar. Efek ketebalan penting saat pembentukan dan pengelasan: bagian lebih tebal mempertahankan lebih banyak kekuatan pengerjaan dingin, dan paparan panas pada proses pengelasan dapat melunakkan area kerja dingin secara lokal melalui proses recovery.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (misalnya H14/H18)	Catatan
Kekuatan Tarik	~70–120 MPa (rentang tipikal)	~120–170 MPa (bervariasi dengan pengerjaan dingin)	Nilai tergantung ketebalan lembar, proses, dan temper tepat
Kekuatan Luluh	~15–60 MPa	~80–140 MPa	Luluh naik signifikan dengan tingkat pengerjaan dingin; rendah pada annealed O
Elongasi	~25–40%	~2–20%	Elongasi menurun saat temper bergeser dari O ke H18; ketebalan dan persiapan mempengaruhi
Kekerasan	~20–40 HB	~30–60 HB	Kekerasan meningkat dengan pengerasan regangan; masih rendah dibanding paduan Al paduan

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Density	2.71 g/cm³	Tipikal untuk aluminium kemurnian tinggi, berguna untuk perhitungan desain ringan
Rentang Leleh	~655–660 °C	Interval solidus-liquidus sempit khas aluminium hampir murni
Konduktivitas Termal	~220–235 W/m·K	Konduktivitas tinggi; sedikit lebih rendah dari aluminium murni jika terdapat impuritas jejak
Konduktivitas Listrik	~58–63 %IACS	Konduktor listrik sangat baik di antara paduan aluminium komersial
Kalor Spesifik	~0.90 J/g·K (900 J/kg·K)	Kapasitas panas baik untuk aplikasi manajemen termal
Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Ekspansi termal isotropik khas untuk logam aluminium

Konduktivitas termal dan listrik yang tinggi adalah sifat pembeda utama dari 1145 dan membimbing pemilihannya untuk heat sink, busbar, dan aplikasi konduktor. Densitas dan kalor spesifik secara fungsional sama dengan aluminium kemurnian tinggi lain dan berperan pada perhitungan massa termal dan respons termal sementara. Ekspansi termal harus diakomodasi dalam rakitan multibahan karena perbedaan ekspansi antara 1145 dan baja atau komposit umum dapat menyebabkan konsentrasi tegangan.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Plat Tipis (Sheet)	0.2–6.0 mm	Kekuatan dipengaruhi oleh proses cold rolling; ketebalan tipis dapat mengalami strain hardening lebih merata	O, H12, H14	Umumnya digunakan untuk deep drawing, konversi foil, dan stamping heat sink
Plat Tebal (Plate)	>6.0 mm	Kerja keras seragam lebih rendah karena ketebalan; dapat dikirimkan dalam kondisi lebih lunak	O, H18	Digunakan ketika diperlukan bagian yang lebih tebal dengan ketahanan korosi yang baik
Ekstrusi (Extrusion)	Penampang hingga beberapa ratus mm²	Sifat hasil ekstrusi tergantung pada temper billet dan proses drawing selanjutnya	O, H14	Paduan terbatas membuat ekstrusi menjadi sederhana; profil kompleks memungkinkan
Tabung (Tube)	Diameter dari beberapa mm hingga beberapa ratus mm dengan ketebalan dinding bervariasi	Ketebalan dinding dan pengerjaan dingin menentukan kekuatan akhir	O, H14, H18	Digunakan untuk conduits, pipa penukar panas, dan layanan tekanan rendah
Batang (Bar/Rod)	Ø 2–100 mm	Drawing dingin dapat meningkatkan kekuatan; sifat isotropik pada panjang yang panjang	O, H14	Digunakan untuk batang konduktor, pin, dan bagian mesin yang membutuhkan konduktivitas tinggi

Rute pemrosesan sangat berbeda antara plat tipis/tebal dan ekstrusi. Plat tipis dan plat tebal biasanya diproduksi dengan proses rolling dan siklus annealing terkontrol untuk mencapai temper yang diinginkan, sementara ekstrusi dimulai dari billet bermurni tinggi dan diikuti oleh pelurusan serta kemungkinan pengerjaan dingin ringan. Aplikasi memanfaatkan kemampuan bentuk luar biasa dari plat tipis temper O untuk deep drawing dan peningkatan luluh pada temper H untuk bagian yang membutuhkan stabilitas dimensi setelah pembentukan atau proses machining ringan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	1145	USA	Penunjukan Aluminum Association untuk paduan yang umum digunakan di Amerika Utara
EN AW	1145	Eropa	EN AW-1145 yang diselaraskan sering digunakan dalam spesifikasi dan supplier Eropa
JIS	A1050 / A1145 (perkiraan)	Jepang	JIS mencakup grade aluminium bermurni tinggi; pemetaan langsung biasanya ke keluarga Al99.5
GB/T	Al99.45 / 1145	Tiongkok	Standar Tiongkok mengacu pada grade aluminium bermurni tinggi yang mirip dengan 1145

Kesetaraan antar standar seringkali dekat namun tidak selalu identik karena badan berbeda mengontrol batas maksimum kontaminan dan metode uji sifat mekanik yang dapat diterima. Dalam pengadaan dan desain, engineer harus meminta standar yang tepat (AA, EN, JIS, GB/T) dan memeriksa sertifikat pabrik untuk mengonfirmasi batas kontaminan, definisi temper, dan variasi proses yang diizinkan. Untuk komponen kelistrikan atau yang kritis terhadap korosi, perbedaan kecil pada kandungan Fe atau Si yang diizinkan dapat memengaruhi kinerja dan harus disepakati antara pemasok.

Ketahanan Korosi

1145 membentuk lapisan oksida tipis yang melekat dengan baik dan memberikan ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik di lingkungan netral dan sedikit korosif. Paduan ini tahan terhadap korosi seragam dan bekerja memuaskan di banyak atmosfer industri; namun lingkungan laut yang kaya klorida meningkatkan kerentanan terhadap pitting lokal dan korosi celah jika pelapis pelindung atau langkah desain tidak digunakan. Kemurnian tinggi dan ketiadaan elemen paduan aktif mengurangi risiko korosi galvanik relatif terhadap grade aluminium yang lebih banyak paduan, tetapi 1145 masih dapat bertindak sebagai anoda ketika dipasangkan dengan material katodik seperti baja tahan karat atau tembaga dalam paparan elektrolit.

Stress corrosion cracking jarang terjadi pada seri 1xxx karena tidak ada fasa penguat yang membentuk presipitat dan kekuatan residu tarik lebih rendah dibandingkan dengan paduan Al yang bisa diperlakukan panas. Namun demikian, area las dan zona kerja dingin harus dievaluasi untuk tegangan residual dan cacat permukaan yang dapat memicu degradasi lokal di bawah beban tarik berkelanjutan dalam larutan agresif. Dibandingkan dengan paduan seri 5xxx atau 6xxx, 1145 menawarkan konduktivitas lebih tinggi dan ketahanan korosi murni sedikit lebih baik dengan pengorbanan kekuatan mekanik yang jauh lebih rendah; dibandingkan tembaga murni, 1145 jauh lebih tahan korosi di lingkungan atmosfer dan cairan serta jauh lebih ringan.

Properti Fabrikasi

Kemudahan Pengelasan

1145 mudah dilas dengan proses fusi umum seperti TIG dan MIG karena tidak mengandung presipitat pengeras yang menyebabkan retak panas. Sambungan las umumnya menunjukkan daktilitas baik dan kontinuitas listrik yang dapat diterima, meskipun zona pengaruh panas (HAZ) akan mengalami pemulihan dan pelunakan temper pengerasan kerja sebelumnya. Untuk aplikasi di mana konduktivitas listrik pada sambungan penting, gunakan desain sambungan resistansi rendah dan pertimbangkan kawat filler aluminium bermurni tinggi atau filler seri 1xxx yang cocok untuk meminimalkan kehilangan konduktivitas dan perbedaan potensial galvanik.

Kemudahan Pemesinan

Sebagai paduan lunak dan daktail, 1145 umumnya mudah dimesin namun dapat mengalami pengerasan kerja cepat di bawah kondisi pemotongan berat. Indeks kemudahan mesin lebih rendah dibandingkan dengan paduan yang mudah dimesin; oleh karena itu, pemilihan peralatan memfavoritkan pisau karbida tajam atau baja kecepatan tinggi dengan sudut rake positif, strategi pemecahan serbuk yang efektif, dan pengaturan laju maju yang terkontrol. Hasil permukaan dan presisi dimensi dapat dicapai dengan kecepatan yang sesuai—kecepatan spindle sedang, laju maju lebih tinggi, dan kontrol keterlibatan alat yang seksama membantu menghindari pembentukan tepi tumpuk dan meminimalkan getaran.

Kemampuan Pembentukan

Kemampuan bentuk pada temper annealed O sangat baik dengan tahan geser (springback) sangat rendah, memungkinkan radius bengkok yang ketat dan deep drawing secara luas dengan risiko retak rendah. Radius bengkok minimum yang direkomendasikan tergantung pada ketebalan dan temper namun dapat serendah satu hingga dua kali ketebalan material pada temper O untuk banyak geometri; temper kerja dingin memerlukan radius lebih besar untuk menghindari retak tepi. Paduan ini merespons secara prediktif pada operasi pembentukan bertahap dan sangat cocok untuk stamping, spinning, dan hydroforming ketika dimulai pada temper O atau temper H ringan.

Perilaku Perlakuan Panas

1145 diklasifikasikan sebagai non-heat-treatable; perubahan kekuatan signifikan melalui perlakuan solusi dan penuaan tidak berlaku. Siklus termal seperti annealing (dalam furnace atau batch annealing) digunakan untuk menghilangkan pengerasan kerja dan mengembalikan daktilitas—siklus anneal tipikal berada di kisaran 300–400 °C diikuti pendinginan terkontrol untuk mencapai temper O. Karena tidak mengandung elemen penuaan keras, penuaan buatan (temper T) tidak akan menghasilkan presipitat penguat; oleh sebab itu, perancang harus mengandalkan pengerjaan dingin untuk peningkatan kekuatan.

Pengerasan kerja melalui cold rolling, drawing, atau bending adalah rute standar untuk meningkatkan sifat mekanik; transisi temper dalam seri H dicapai dengan memvariasikan tingkat deformasi plastik dan perlakuan annealing terkontrol untuk menstabilkan sifat. Kontrol ketat terhadap riwayat proses diperlukan untuk memastikan nilai luluh dan tarik yang konsisten karena sifat mekanik 1145 sangat tergantung proses dan bukan hanya komposisi.

Performa pada Suhu Tinggi

Pada suhu tinggi, 1145 kehilangan kekuatan dengan cepat dibandingkan dengan grade aluminium paduan; pelunakan signifikan terjadi di atas kira-kira 150–200 °C akibat proses pemulihan dan difusi yang dipercepat. Paparan jangka panjang pada suhu mendekati titik leleh (≥300 °C) akan menyebabkan kehilangan integritas mekanik yang signifikan dan berada di luar batas layanan tipikal untuk penggunaan struktural. Oksidasi minimal untuk aluminium pada suhu sedang karena lapisan oksida pelindung, namun pengelupasan dan peningkatan kekasaran permukaan dapat terjadi di lingkungan oksidasi suhu tinggi yang agresif.

Zona pengaruh panas las dapat sangat rentan terhadap pelunakan lokal ketika 1145 dilas atau mengalami siklus termal; desain harus menghindari ketergantungan pada kekuatan pengerasan kerja sisa di sekitar sambungan las. Untuk manajemen panas atau aplikasi panas sementara (heat sink, busbar), 1145 tetap berguna hingga suhu sedang karena konduktivitas yang dipertahankan, tetapi beban mekanik pada suhu tinggi harus diperhitungkan dengan cermat dalam analisis desain.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 1145
Kelistrikan	Busbar, strip konduktor	Konduktivitas listrik tinggi dan kemudahan pengelasan
Transfer Panas	Heat sink, sirip pendingin	Konduktivitas termal tinggi dan bobot ringan
Pengolahan Kimia/Makanan	Tank, lapisan pipa, baki	Ketahanan korosi sangat baik dan permukaan bersih
Arsitektur	Trim, flashing, panel	Kemudahan pembentukan, finishing, dan ketahanan korosi
Produk Konsumen/Peralatan	Foil, kaleng, elemen reflektif	Deep drawability dan kualitas permukaan tinggi

1145 dipilih untuk komponen yang mengutamakan konduktivitas, ketahanan korosi, dan kemampuan bentuk melebihi kebutuhan kekuatan tinggi. Perannya pada konduktor listrik dan perangkat manajemen panas sangat menonjol karena kombinasi densitas rendah, konduktivitas unggul, dan kemudahan fabrikasi. Kesederhanaan metalurginya menghasilkan perilaku yang dapat diprediksi selama proses pembentukan, penyambungan, dan finishing yang mendukung produksi yang andal serta penggunaan jangka panjang.

Wawasan Pemilihan

Pilih 1145 ketika konduktivitas listrik dan termal, ketahanan korosi yang sangat baik, serta kemampuan pembentukan maksimal menjadi persyaratan utama dan saat aplikasi masih dapat menerima kekuatan struktural yang lebih rendah. Gunakan temper O pada 1145 untuk operasi pembentukan yang berat dan temper seri H ketika dibutuhkan stabilitas dimensi tertentu atau kekuatan luluh lebih tinggi setelah pembentukan.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial 1100, 1145 biasanya menawarkan tingkat kemurnian dan konduktivitas yang sedikit lebih tinggi dengan kekuatan yang serupa atau sedikit lebih baik; para perancang menerima kompromi kecil pada batas impuritas tertentu demi kinerja listrik yang lebih baik. Dibandingkan dengan paduan yang diperkuat kerja seperti 3003 atau 5052, 1145 memberikan konduktivitas unggul dan ketahanan korosi yang setara namun dengan kekuatan puncak yang lebih rendah serta kemampuan beban struktural yang lebih rendah; 1145 lebih disukai ketika pembentukan dan konduktivitas menjadi prioritas. Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061 atau 6063, 1145 dipilih ketika konduktivitas, ketahanan korosi, dan biaya rendah dibutuhkan meskipun dengan kekuatan puncak yang jauh lebih rendah; 1145 tetap menarik untuk aplikasi listrik/termal non-struktural dimana respons penuaan dan kekuatan paduan tinggi tidak diperlukan.

Ringkasan Akhir

Paduan 1145 tetap menjadi material yang sangat relevan untuk tugas teknik modern yang menuntut konduktivitas tinggi, ketahanan korosi luar biasa, dan kemampuan pembentukan yang baik dengan biaya rendah. Karakter metallurginya yang sederhana memberikan perilaku fabrikasi yang dapat diprediksi dan pelayanan jangka panjang pada aplikasi listrik, termal, serta aplikasi yang terekspos bahan kimia dimana kekuatan puncak bukanlah faktor desain utama.