Aluminium 1A60: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

1A60 adalah paduan aluminium yang dapat diperlakukan dengan perlakuan panas yang termasuk dalam seri 6xxx (keluarga Al-Mg-Si) yang ditandai dengan kekuatan, kemampuan bentuk, dan ketahanan korosi yang seimbang. Penambahan utama paduannya adalah magnesium dan silikon yang membentuk presipitat Mg2Si selama penuaan buatan untuk menghasilkan kondisi kekuatan puncak. Paduan ini mengandalkan pengerasan presipitasi (perlakuan panas larutan, quenching, dan penuaan buatan) sebagai mekanisme penguatan utama, dengan efek sekunder dari struktur butiran dan pengerjaan dingin ringan.

Sifat utama 1A60 meliputi kekuatan sedang hingga tinggi pada temper T6/T5, kemampuan ektrudabilitas dan hasil permukaan yang baik untuk anodizing, ketahanan yang cukup terhadap korosi atmosfer umum dan industri, serta kemampuan pengelasan yang baik menggunakan kawat isi pengelasan umum. Kemampuan bentuk dalam kondisi annealed dan penuaan alami sangat baik untuk komponen yang ditarik dan dibengkokkan, sedangkan temper yang diperlakukan panas menawarkan kekuatan statis lebih tinggi dengan pengorbanan keuletan. Industri khas yang menggunakan jenis paduan ini meliputi bodi otomotif dan komponen struktural, ekstrusi arsitektural, peralatan transportasi, dan fabrikasi teknik umum yang memerlukan keseimbangan kekuatan terhadap berat dan ketahanan korosi yang optimal.

Para engineer memilih 1A60 ketika kombinasi antara ektrudabilitas, kualitas finishing, dan kekuatan maksimum sedang diperlukan tanpa kadar tembaga yang lebih tinggi seperti pada seri 2xxx atau penalti kekuatan dari aluminium murni. Paduan ini sering dipilih dibandingkan paduan 1xxx atau 3xxx yang lebih lunak saat kekakuan dan kekuatan desain diperlukan, serta dibandingkan paduan 7xxx yang lebih kuat ketika performa korosi, kemampuan las, dan anisotropi rendah menjadi prioritas. Keuntungan siklus hidup secara keseluruhan sering meliputi kompleksitas proses yang lebih rendah dan respons pengerasan penuaan yang dapat diprediksi untuk produksi konsisten.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Regangan	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Sangat Baik	Sangat Baik	Kondisi annealed penuh, keuletan maksimum untuk drawing dalam
H14	Rendah-Sedang	Sedang	Sangat Baik	Sangat Baik	Setengah pengerasan regangan, digunakan untuk komponen lembaran struktural ringan
T4	Sedang	Sedang-Tinggi	Sangat Baik	Sangat Baik	Diproses perlakuan panas larutan dan penuaan alami; temper pembentukan yang baik
T5	Sedang-Tinggi	Sedang	Baik	Baik	Didinginkan dari pengerjaan panas dan dipenuaan buatan dengan kekuatan sedang
T6	Tinggi	Sedang-Rendah	Terbatas	Baik	Dirawat dengan perlakuan panas larutan, diquench dan dipenuaan buatan untuk kekuatan puncak
T651	Tinggi	Sedang-Rendah	Terbatas	Baik	T6 dengan pelurusan tegangan melalui peregangan; digunakan untuk ekstrusi struktural

Temper mengontrol fraksi volume dan distribusi presipitat Mg2Si sehingga mengatur keseimbangan antara kekuatan dan keuletan. Temper annealed dan kekuatan rendah (O, H14, T4) memaksimalkan kemampuan bentuk untuk drawing dalam dan pembengkokan, sedangkan T5/T6 menghasilkan struktur presipitat yang memberikan kekuatan luluh dan tarik lebih tinggi dengan pengurangan regangan.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.2–0.7	Mengontrol presipitasi Mg2Si, mempengaruhi ektrudabilitas dan kekuatan
Fe	0.1–0.35	Elemen impuritas; mempengaruhi kandungan partikel intermetallic dan kekuatan
Mn	0.05–0.20	Pengontrol struktur butir dan penguatan sedang
Mg	0.3–0.9	Elemen penguat utama yang membentuk Mg2Si dengan Si
Cu	0.0–0.15	Penambahan kecil meningkatkan kekuatan dan mempengaruhi respons pengerasan penuaan
Zn	0.0–0.25	Minor; jumlah berlebihan dapat menurunkan ketahanan korosi
Cr	0.0–0.1	Mengontrol pertumbuhan butir dan rekristalisasi selama siklus termal
Ti	0.0–0.1	Penjernih butir pada proses pengecoran atau pengerjaan
Lainnya	Balance Al	Elemen jejak dan residu dikontrol untuk menjaga performa

Gabungan kandungan Mg dan Si menentukan kimia presipitat alloy sehingga menentukan kekerasan puncak dan kekuatan luluh yang dapat dicapai. Elemen minor seperti Cr dan Mn digunakan untuk mengontrol rekristalisasi dan ukuran butir, meningkatkan retensi kekuatan setelah paparan panas dan memperbaiki ketangguhan; Fe dan impuritas lain diminimalkan agar membatasi intermetallic yang merugikan yang merusak hasil permukaan dan inisiasi kelelahan.

Sifat Mekanik

Dalam perilaku tarik, 1A60 menunjukkan peningkatan signifikan dalam kekuatan luluh dan tarik saat diubah dari kondisi perlakuan panas larutan dan penuaan buatan menjadi temper T5/T6. Paduan ini biasanya menunjukkan perilaku luluh kontinyu dengan titik luluh jelas pada temper kekuatan lebih tinggi, dan keuletan menurun seiring peningkatan kepadatan presipitat. Pengerasan penuaan dapat disesuaikan untuk memprioritaskan kekuatan luluh (penuaan singkat pada suhu lebih tinggi) atau ketangguhan (penuaan berlebih).

Tingkat kekuatan luluh dan tarik bergantung pada ketebalan; ekstrusi dan lembar tipis mencapai kekerasan dan kekuatan target lebih cepat selama penuaan dibandingkan plat tebal karena quench yang lebih cepat dan presipitasi yang lebih merata. Performa kelelahan dipengaruhi oleh kondisi permukaan dan residu intermetallic; ekstrusi yang diproses dengan benar dan permukaan anodized menunjukkan umur kelelahan siklus tinggi yang kompetitif dan sebanding dengan paduan seri 6xxx lain. Kekerasan pada temper T6 jauh lebih tinggi dibandingkan kondisi annealed dan berkorelasi dengan sifat tarik, sementara pelunakan HAZ di sekitar las dapat mengurangi kekuatan luluh lokal.

Sifat	O/Annealed	Temper Kunci (misal T6)	Catatan
Kekuatan Tarik	100–140 MPa	200–260 MPa	Rentang tergantung ketebalan penampang dan komposisi tepat
Kekuatan Luluh	45–80 MPa	150–240 MPa	Kekuatan luluh meningkat tajam dengan penuaan buatan
Regangan	18–30%	8–16%	Keuletan berkurang seiring peningkatan kepadatan presipitat
Kekerasan	25–40 HV	60–95 HV	Kekerasan Vickers sebanding dengan kondisi kekuatan

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density (Kepadatan)	2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium; memberikan kekuatan spesifik yang baik
Rentang Peleburan	570–640 °C	Rentang solidus–liquidus bergantung pada paduan dan impuritas
Konduktivitas Termal	140–170 W/m·K	Lebih rendah dari aluminium murni karena hamburan solut; tetap baik untuk heat sink
Konduktivitas Listrik	28–40 % IACS	Paduan mengurangi konduktivitas dibandingkan aluminium murni
Kalor Jenis	~0.90 J/g·K	Kalor jenis aluminium tipikal pada suhu ambient
Ekspansi Termal	23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Ekspansi sedang; penting untuk desain termal dan penyambungan

Sifat fisik ini mencerminkan keseimbangan antara matriks aluminium logam dan atom solut/presipitat yang menurunkan konduktivitas serta transportasi panas dibandingkan aluminium murni. Kepadatan dan kalor jenis membuat paduan ini menarik untuk aplikasi yang memerlukan massa termal ringan dan konduksi panas sedang, seperti enclosure dan struktur penyebar panas.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0.3–6 mm	Ketebalan seragam, pengerasan penuaan merata	O, H14, T4, T5, T6	Sangat umum digunakan untuk panel, pelapis, dan komponen stamping
Plat	6–50+ mm	Kecepatan quench lebih lambat; properti puncak sulit dicapai pada penampang tebal	O, T4, T6	Penampang tebal memerlukan pendinginan terkontrol untuk menghindari inti lunak
Ekstrusi	Profil kompleks, hingga beberapa meter	Sifat arah yang sangat baik sepanjang sumbu profil	T5, T6, T651	Optimal untuk rangka arsitektural, rel, dan penampang struktural
Tabung	0.5–25 mm tebal dinding	Perilaku mirip dengan lembaran untuk tabung dinding tipis	O, T4, T5, T6	Digunakan untuk aplikasi struktural dan pengaliran fluida
Batang/Rod	Diameter hingga 200 mm	Sifat homogen pada diameter kecil	O, T6	Digunakan untuk komponen hasil mesin dan pengikat

Rute pembentukan dan bentuk produk sangat mempengaruhi sifat yang dapat dicapai; ekstrusi dan lembaran tipis dapat cepat diquench sehingga menghasilkan sifat T6 yang lebih merata, sedangkan plat tebal dapat memiliki inti lunak kecuali dilakukan homogenisasi dan quench dengan kontrol ketat. Hasil permukaan dan kompatibilitas anodizing membuat penampang ekstrusi sangat berharga untuk aplikasi arsitektural dan yang terlihat, sedangkan plat dan batang lebih disukai untuk komponen yang didominasi machining dan kapasitas beban statis.

Gradasi Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	1A60	USA	Identifikasi industri yang digunakan dalam katalog dan pemasok tertentu
EN AW	6060 / 6063 equiv.	Europe	Gradasi setara umum Eropa terdekat dalam performa dan komposisi kimia
JIS	A6060	Japan	Penamaan seri Al-Mg-Si yang serupa untuk paduan ekstrusi
GB/T	6060	China	Komposisi dan penggunaan khas yang sebanding dalam ekstrusi

Gradasi setara yang tercantum mendekati kimia umum dan perilaku 1A60 namun berbeda dalam tingkat impuritas yang diperbolehkan, rasio Si/Mg yang presisi, serta respons perlakuan panas. Perbedaan halus ini memengaruhi kinetika pengerasan penuaan, kualitas permukaan setelah anodizing, dan stabilitas pada suhu tinggi; pengguna sebaiknya merujuk silang lembar standar spesifik dan sertifikat pemasok saat melakukan substitusi antar wilayah.

Ketahanan Korosi

1A60 menunjukkan ketahanan korosi atmosferik yang baik secara umum, khas paduan Al-Mg-Si, dengan film alumina yang terbentuk secara alami memberikan perlindungan pada lingkungan industri dan perkotaan. Pada zona percikan udara laut dan laut, paduan ini memiliki performa yang dapat diterima namun sebaiknya dilapisi dengan pelindung atau anodizing untuk paparan jangka panjang; pitting dapat terjadi pada celah atau di bawah endapan jika klorida hadir. Korosi lokal diminimalkan oleh kandungan tembaga yang rendah dan pengendalian tingkat impuritas; meskipun demikian, kerusakan mekanis pada film oksida akan mempercepat serangan secara lokal hingga terjadi re-passivasi.

Sensitivitas terhadap stress corrosion cracking (SCC) pada paduan Al-Mg-Si relatif rendah dibandingkan keluarga Al-Zn-Mg (7xxx) dengan kekuatan tinggi, namun SCC dapat muncul di bawah tegangan tarik dan lingkungan korosif khususnya jika kondisi penuaan berlebih (over-aged) tidak dikendalikan. Kopling galvanik dengan logam mulia (misalnya, baja tahan karat, tembaga) akan mempercepat korosi anodik aluminium; perancang harus mengisolasi logam berbeda atau menyediakan lapisan pelindung dan pemilihan pengikat yang tepat. Jika dibandingkan dengan paduan 5xxx (Al-Mg), 1A60 menukar sedikit penurunan ketahanan terhadap klorida murni dengan kualitas permukaan ekstrusi yang lebih baik dan kekuatan pengerasan penuaan yang unggul.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

1A60 mudah dilas dengan proses fusi konvensional seperti MIG/GMAW dan TIG/GTAW, menunjukkan sensitivitas rendah terhadap retak panas relatif terhadap paduan tembaga tinggi. Material filler yang disarankan adalah ER4043 (Al-Si) untuk aliran yang lebih baik dan porositas rendah, atau ER5356 (Al-Mg) ketika dibutuhkan kekuatan pasca las yang lebih tinggi, dengan catatan ER5356 dapat sedikit menurunkan ketahanan korosi pada lingkungan agresif. Pengguna harus memperhatikan pelunakan Zona Pengaruh Panas (HAZ); penuaan buatan pasca las atau perlakuan pemanasan lokal dapat mengembalikan kekuatan untuk sambungan struktural kritis.

Machinability (Kemudahan Mesin)

Kemudahan mesin 1A60 tergolong sedang dan sebanding dengan paduan seri 6xxx lainnya, dengan kontrol serpihan yang baik pada bentuk batang produk jadi dan keausan alat yang dapat diprediksi saat menggunakan alat karbida. Praktik yang disarankan meliputi penggunaan sisipan karbida dengan rake tinggi, penjepitan benda kerja yang kaku, dan pendinginan untuk mencegah terbentuknya buildup edge; kecepatan potong konvensional untuk proses bubut relatif sedang dibanding seri 2xx yang mudah dipotong. Proses pengeboran dan pengetapan harus memperhatikan evakuasi serpihan terutama untuk lubang dalam dan pemilihan celah untuk menghindari galling.

Formabilitas

Formabilitas pada temper O, H14 dan T4 sangat baik: radius lengkung serendah 1–2× tebal material dapat dicapai untuk plat, tergantung ketebalan paduan dan geometri alat. Pengolahan dingin dan pengerasan regangan meningkatkan kekuatan (temper H) namun mengurangi perpanjangan; oleh karena itu stamping kompleks biasanya dilakukan pada temper lunak diikuti oleh pengerasan penuaan untuk menjaga stabilitas dimensi. Untuk ekstrusi radius ketat dan bagian yang ditarik, strategi pra-penuaan dan perlakuan larutan terkontrol dapat mengurangi pegas kembali (springback) dan meningkatkan kontrol dimensi akhir.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan Al-Mg-Si yang dapat diperlakukan panas, 1A60 merespon siklus perlakuan larutan, quenching, dan penuaan buatan secara tradisional. Perlakuan larutan biasanya dilakukan pada suhu 520–550 °C untuk melarutkan Mg2Si ke dalam larutan padat, diikuti quenching cepat (air atau polimer) untuk mempertahankan larutan padat supersaturasi. Penuaan buatan pada suhu 150–180 °C mengendapkan partikel halus Mg2Si, dengan kekerasan puncak (T6) dicapai berdasarkan waktu dan suhu; T5 dan T6 menukar waktu dan suhu untuk kemudahan produksi.

Transisi temper T dapat dikontrol: T4 (penuaan alami) memungkinkan pembentukan sebelum penuaan buatan akhir, sedangkan T5 (didinginkan dari suhu kerja dan diproses penuaan buatan) memberikan kekuatan ekonomis untuk ekstrusi. Penuaan berlebih mengurangi kekuatan puncak tetapi meningkatkan ketangguhan dan ketahanan terhadap korosi akibat tegangan; perancang dapat menentukan temper T6, T651 atau temper overaged tergantung pada beban kerja dan lingkungan. Penguatan yang tidak melalui perlakuan panas bergantung pada pengerasan kerja dan siklus annealing; namun untuk 1A60 tuas desain utama adalah perlakuan pengerasan dengan endapan, bukan pengerasan dingin.

Performa Suhu Tinggi

1A60 mempertahankan properti mekanik yang berguna hingga suhu sedang, namun penguatan oleh endapan mulai menurun di atas kisaran 120–150 °C karena pengerasan Mg2Si mengalami pembesaran sehingga menurunkan kekuatan luluh dan tarik. Penggunaan kontinu pada suhu tinggi menyebabkan pelunakan progresif dan potensi kehilangan stabilitas dimensi akibat penuaan berlebih dan proses recovery; lonjakan suhu singkat masih dapat diterima namun paparan lama memerlukan spesifikasi temper overaged atau paduan alternatif. Oksidasi aluminium terbatas secara alami di bawah kondisi atmosfer normal, namun suhu tinggi pada lingkungan agresif (sulfidasi atau atmosfir mengandung halida) dapat mempercepat degradasi permukaan.

Pada struktur las, paparan suhu tinggi memperburuk efek pelunakan HAZ, berpotensi menciptakan bagian lokal dengan kekuatan lebih rendah; perancang harus menilai jalur beban dan siklus termal saat menentukan sambungan untuk penggunaan di atas temperatur ambient. Untuk aplikasi struktural suhu tinggi jangka panjang, pertimbangkan paduan yang diformulasikan khusus untuk stabilitas termal atau gunakan kompensasi desain mekanik atas kekuatan yang berkurang.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 1A60
Otomotif	Frame jendela, trim ekstrusi, penguat bodi	Ekstrudabilitas bagus, ketahanan korosi, dan kekuatan sedang
Maritim	Supertstruktur dan fitting arsitektural	Perpaduan ketahanan korosi dan hasil permukaan untuk anodizing
Penerbangan	Fitting struktural interior, bracket non-kritis	Rasio kekuatan-terhadap-berat baik dan kemudahan mesin
Elektronik	Heat sink, chassis	Konduktivitas termal sedang dan kemudahan ekstrusi profil

1A60 sering dipilih ketika dibutuhkan perpaduan formabilitas, hasil permukaan, dan kekuatan pengerasan penuaan untuk komponen struktural dan arsitektural beban sedang. Keanekaragaman bentuk lembar, ekstrusi, dan produk mesin menjadikannya paduan andalan untuk desain terintegrasi di mana pengerasan penuaan pasca pembentukan dapat mengoptimalkan performa tanpa proses fabrikasi yang rumit.

Wawasan Pemilihan

Jika prioritas Anda adalah konduktivitas listrik maksimum dan formabilitas (drawing dalam, duktalitas tinggi), aluminium murni komersial seperti 1100 akan lebih unggul dalam aspek tersebut, namun 1A60 menawarkan kekuatan luluh dan tarik yang lebih tinggi secara signifikan melalui pengerasan penuaan. Pilih 1A60 saat Anda membutuhkan kompromi: kekuatan mekanik jauh lebih besar dengan penurunan konduktivitas yang wajar dibanding 1100, sambil mempertahankan hasil akhir dan ketahanan korosi yang baik.

Dibandingkan dengan paduan pengerasan kerja umum seperti 3003 atau 5052, 1A60 menyediakan kekuatan puncak yang lebih tinggi melalui perlakuan panas dengan ketahanan korosi yang serupa atau sedikit menurun tergantung paduan dan finishing. Gunakan 1A60 daripada 3xxx/5xxx saat desain memerlukan kekakuan lebih tinggi, stabilitas dimensi setelah penuaan, atau ketika kualitas permukaan ekstrusi sangat penting.

Berbanding paduan pengerasan panas kekuatan tinggi seperti 6061 atau 7075, 1A60 mungkin memiliki kekuatan puncak absolut yang lebih rendah dibanding 6061-T6 pada beberapa komposisi namun menawarkan keunggulan dalam kemudahan ekstrusi, hasil permukaan untuk anodizing, dan sering kali kemampuan las serta ketahanan korosi lebih baik. Pilih 1A60 ketika kemampuan produksi, kualitas permukaan, dan perilaku pengerasan penuaan yang konsisten lebih diprioritaskan daripada mencapai kekuatan maksimal.

Ringkasan Penutup

1A60 tetap menjadi paduan Al-Mg-Si yang praktis dan serbaguna yang menyeimbangkan ekstrudabilitas, kualitas permukaan, ketahanan korosi, dan kekuatan pengerasan penuaan untuk berbagai komponen struktural dan arsitektural. Temperaturnya yang dapat disetel, respons endapan yang dapat diprediksi, dan kompatibilitas dengan rute fabrikasi umum menjadikannya relevan untuk aplikasi teknik modern yang membutuhkan kompromi pragmatis antara performa dan kemudahan produksi.