Aluminium 1A70: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

1A70 adalah paduan aluminium seri 1xxx dalam keluarga aluminium komersial murni, yang ditandai dengan kandungan aluminium mendekati atau di atas 99,7%. Sebagai anggota grup 1xxx, paduan ini memiliki sedikit unsur paduan yang ditambahkan secara sengaja, dengan kandungan jejak Si, Fe, dan residu lainnya yang lebih berperan sebagai sisa proses daripada penambahan untuk memperkuat material.

Mekanisme pengerasan paduan ini sebagian besar berasal dari pengerasan kerja (strain hardening) dibandingkan pengerasan presipitasi; paduan ini tidak dapat diperkuat secara signifikan dengan perlakuan panas tetapi merespons secara prediktif terhadap pengerjaan dingin dan siklus annealing. Ciri-ciri utamanya meliputi konduktivitas listrik dan termal yang sangat tinggi, ketahanan yang sangat baik terhadap atmosfer serta banyak lingkungan kimia, formabilitas yang superior pada kondisi lunak, serta kemudahan pengelasan dengan kecenderungan retak panas yang terbatas.

Industri khas yang menggunakan 1A70 termasuk pembuatan konduktor listrik dan busbar, peralatan kontak kimia dan makanan, pelapis arsitektural dan trim, penukar panas dan sirip radiator, serta komponen khusus di mana konduktivitas tinggi dan formabilitas menjadi kebutuhan utama. Para engineer memilih 1A70 dibandingkan paduan yang diperkuat ketika konduktivitas, kemudahan pembentukan, dan ketahanan korosi lebih penting daripada memaksimalkan rasio kekuatan-terhadap-berat atau mencapai tingkat mesin dan kekerasan tinggi.

Paduan ini dipilih ketika diperlukan kombinasi sifat aluminium hampir murni: misalnya ketika konduktivitas maksimum, kemampuan deep drawability, atau tingkat kemurnian rendah untuk proses brazing/fusion sangat diperlukan. Dalam banyak konteks fabrikasi, 1A70 berfungsi sebagai kompromi antara kemampuan pengolahan aluminium murni dan kekuatan mekanik yang moderat yang dapat dicapai melalui pengerasan kerja.

Variasi Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Pengelasan	Catatan
O	Rendah	Sangat Tinggi	Istimewa	Istimewa	Sepenuhnya di-anneal, ductilitas dan konduktivitas maksimum
H12	Rendah–Sedang	Sedang	Sangat Baik	Istimewa	Pengerasan kerja sebagian; mempertahankan formabilitas yang baik
H14	Sedang	Sedang	Baik	Istimewa	Pengerjaan dingin ringan; umum untuk penampang dan strip yang ditarik
H16	Sedang–Tinggi	Sedang	Cukup	Istimewa	Pengerasan kerja yang lebih tinggi untuk kekuatan tambahan
H18	Tinggi	Lebih Rendah	Menurun	Istimewa	Pengerasan kerja berat untuk kekuatan statis lebih tinggi
H24	Sedang	Sedang	Baik	Istimewa	Pengerasan kerja + anneal parsial untuk menyeimbangkan ductilitas dan kekuatan
T5 / T6 / T651	Tidak Berlaku	Tidak Berlaku	Tidak Berlaku	Tidak Berlaku	Tidak berlaku — 1A70 tidak dapat diperlakukan panas; temper T tidak relevan

Temper memiliki pengaruh utama terhadap sifat mekanik dan formabilitas 1A70 karena seluruh kekuatan yang dapat digunakan diperoleh dari deformasi plastik. Temper annealed atau O memaksimalkan elongasi dan batas pembentukan, sehingga menjadi pilihan standar untuk deep drawing dan pengerjaan lipatan kompleks. Peningkatan angka H meningkatkan kekuatan luluh dan tarik sekaligus mengurangi elongasi dan kemampuan membentuk radius kecil; kemampuan las tetap baik di seluruh temper, namun sambungan las dapat menunjukkan pelunakan lokal akibat hilangnya pengerasan kerja.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Al	Balance (~99,7–99,85)	Mayoritas komposisi; menentukan konduktivitas dan perilaku korosi
Si	≤0,25	Residu dari proses; memengaruhi aliran pada pengecoran lebih dari produk kerja mekanis
Fe	≤0,40	Impuritas umum; dapat membentuk intermetalik yang sedikit mengurangi ductilitas
Mn	≤0,05	Biasanya jejak; efek pengerasan tidak signifikan
Mg	≤0,03	Kandungan rendah; tidak ditambahkan untuk pengerasan
Cu	≤0,05	Dijaga minimal untuk mempertahankan ketahanan korosi dan konduktivitas
Zn	≤0,03	Jejak; efek terbatas
Cr	≤0,05	Kontrol jejak untuk membatasi pertumbuhan butir pada beberapa varian
Ti	≤0,03	Biasanya digunakan sebagai pengontrol butir pada lelehan mikro paduan
Lainnya (masing-masing)	≤0,05	Jumlah residu lain dibatasi untuk menjaga kemurnian tinggi

Komposisi kimia menekankan aluminium sebagai elemen dominan dengan batas ketat pada unsur impuritas untuk menjaga konduktivitas, ductilitas, dan ketahanan korosi. Kandungan Fe dan Si sedikit tidak bisa dihindari dan dapat menghasilkan partikel intermetalik halus yang sedikit mengurangi formabilitas pada ketebalan sangat tinggi atau setelah pengerjaan berat. Mg, Cu, dan Zn nyaris tidak ada sehingga mencegah pengerasan presipitasi dan memastikan perilaku konsisten serta prediktif saat pengelasan dan paparan kimia.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik 1A70 khas aluminium murni berkemurnian tinggi: kekuatan luluh dan tarik rendah pada kondisi annealed dengan elongasi tinggi dan plastisitas seragam. Pada pengerjaan dingin (temper H) kekuatan luluh dan tarik meningkat secara signifikan sementara elongasi dan reduksi luas penampang menurun; kurva tegangan-regangan tetap ductil namun eksponen pengerasan kerja relatif kecil dibandingkan seri paduan lainnya. Ketebalan dan histori proses sangat mempengaruhi pengukuran sifat; strip tipis dan sangat dikerjakan dingin menunjukkan kekuatan tampak lebih tinggi daripada plat tebal dengan temper O.

Kekuatan luluh pada temper O rendah (berapa puluh MPa) dibandingkan paduan yang dapat diperlakukan panas, sementara kekuatan tarik biasanya berada dalam kisaran dua digit rendah hingga di bawah 100 MPa bergantung pada temper dan ketebalan. Kekerasan mengikuti tren serupa — rendah pada material annealed dan meningkat dengan pengerasan kerja; nilai Brinell biasanya di angka belasan untuk temper O dan naik ke 20–30 HB untuk temper H16–H18. Ketahanan kelelahan (fatigue) sedang; umur fatigue terbantu oleh ductilitas paduan namun bisa berkurang akibat cacat permukaan, pengerjaan dingin berat, atau kontak dengan logam berbeda yang menimbulkan korosi galvanik.

Sifat	Temper O / Annealed	Temper Utama (misal H14/H18)	Catatan
Kekuatan Tarik	60–100 MPa	110–160 MPa	Rentang luas tergantung ketebalan dan derajat pengerjaan dingin
Kekuatan Luluh	20–40 MPa	80–140 MPa	Temper H memberikan sebagian besar kekuatan yang dapat digunakan melalui pengerasan kerja
Elongasi	25–45%	2–20%	Annealed memiliki ductilitas tinggi; temper pengerasan berat memiliki elongasi rendah
Kekerasan	12–22 HB	20–40 HB	Kekerasan Brinell meningkat seiring pengerasan kerja

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2,70 g/cm³	Typikal untuk paduan aluminium; bermanfaat untuk desain ringan
Rentang Titik Leleh	~660–657 °C	Titik leleh aluminium murni ~660,3 °C; rentang sempit untuk paduan berkemurnian tinggi
Konduktivitas Termal	~230–240 W/m·K (20 °C)	Sangat tinggi; mendekati nilai aluminium murni dan lebih baik dari sebagian besar paduan
Konduktivitas Listrik	~60–64 % IACS	Konduktivitas listrik tinggi membuat 1A70 pilihan utama untuk konduktor dan busbar
Kalor Jenis	~0,90 J/g·K (20 °C)	Typikal aluminium; berguna untuk perhitungan heat sink
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K	Mirip dengan paduan aluminium lainnya; perhitungan toleransi penting untuk siklus termal pada rakitan

Sifat fisik menegaskan kesesuaian 1A70 untuk aplikasi termal dan listrik: konduktivitas termal mendekati nilai tertinggi untuk aluminium bentuk kerja dan konduktivitas listrik yang mendekati grade aluminium komersial murni. Koefisien ekspansi termal yang relatif tinggi mengharuskan perencanaan pembatasan dan toleransi yang ketat pada rakitan yang mengalami siklus termal. Perilaku leleh dan pengecoran mirip aluminium murni, memudahkan proses brazing dan penyambungan fusion namun memerlukan kontrol pembentukan oksida.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0,2–6,0 mm	Kekuatan sangat bervariasi dengan temper	O, H12, H14	Sering digunakan untuk pelapis, panel arsitektural, dan heat sink
Plat	6–100+ mm	Kekuatan relatif lebih rendah per ketebalan karena kandungan paduan rendah	O, H18	Bentuk tebal mungkin mengandung lebih banyak intermetalik dari proses pengecoran/pemrosesan
Ekstrusi	Penampang kompleks hingga profil besar	Kekuatan diperoleh melalui pengerjaan dingin dan desain	O, H14, H16	Permukaan halus dan kemampuan bentuk sangat baik untuk dinding tipis
Pipa	Dinding tipis hingga sedang	Kekuatan diperoleh melalui penarikan dan pengerjaan dingin	O, H12, H14	Pilihan tanpa sambungan dan sambungan las; digunakan untuk penukar panas dan pipa kondensor
Batang/As	Diameter dari kecil hingga beberapa inci	Ditarik dingin untuk kekuatan lebih tinggi	O, H18	Digunakan untuk konduktor, konektor, dan bagian tipe rivet

Bentuk lembaran dan ketebalan tipis adalah produk komersial paling umum untuk 1A70 karena memanfaatkan kemampuan bentuk dan konduktivitas paduan yang sangat baik. Ekstrusi dan pipa sangat bergantung pada penarikan dan pengerjaan dingin berikutnya untuk mencapai kekuatan dan kontrol dimensi yang dibutuhkan. Plat dan bagian berat kurang umum karena kekuatan intrinsiknya rendah dibandingkan dengan seri paduan, dan produk tebal dapat menunjukkan penurunan keuletan sedikit akibat distribusi partikel impuritas.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	1070	Internasional / USA	Setara murni dengan produk tempa komersial; kimia dan sifat serupa
EN AW	1070A	Eropa	Penamaan Eropa untuk aluminium tempa berkadar murni tinggi; batas kimia serupa
JIS	A1070	Jepang	Penamaan Jepang untuk produk aluminium murni tempa dengan kegunaan serupa
GB/T	1A70	China	Penamaan standar China; batas kimia dan temper sesuai dengan ekspektasi seri 1xxx

Grade setara antar standar umumnya dapat dipertukarkan untuk sebagian besar aplikasi, tetapi batas impuritas tepat dan elemen jejak yang diperbolehkan dapat sedikit berbeda antar standar. Perbedaan halus ini penting dalam aplikasi listrik berkonduktivitas tinggi atau saat toleransi impuritas memengaruhi proses brazing atau kualitas permukaan. Selalu cocokkan sertifikat pabrik dan standar saat menentukan spesifikasi untuk penggunaan yang diatur atau performa tinggi.

Ketahanan Korosi

1A70 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik karena terbentuknya cepat lapisan oksida aluminium yang stabil dan melekat pada permukaan yang terpapar. Dalam lingkungan atmosfer pedesaan dan perkotaan, performanya mirip dengan paduan seri 1xxx berkadar murni tinggi lainnya dan biasanya lebih baik dari seri paduan aktif yang mengandung tembaga atau magnesium tinggi yang menimbulkan serangan lokal.

Dalam lingkungan laut dan kaya klorida, paduan ini tahan terhadap korosi seragam dengan baik, tetapi seperti aluminium lainnya, rentan terhadap korosi titik (pitting) di air asin yang diam dan korosi celah di geometri sempit. Kandungan tembaganya yang rendah mengurangi kerentanan terhadap percepatan galvanik umum, namun sambungan galvanik dengan logam mulia (misalnya baja tahan karat) harus dievaluasi; kopling dengan material katodik dapat mempercepat serangan lokal pada antarmuka yang dipasangi pengikat.

Kerentanan terhadap retak korosi tegangan rendah dibandingkan dengan paduan aluminium kekuatan tinggi lama karena kekuatan rendah 1A70 dan tidak adanya Cu atau Mg tinggi mencegah kondisi kekuatan tinggi yang mendorong retak korosi tegangan. Namun, fenomena pelarutan anodik dan pengerasan hidrogen tetap menjadi perhatian di kondisi elektrokimia ekstrem. Dibandingkan seri 3xxx dan 5xxx, 1A70 memiliki ketahanan korosi seragam setara atau lebih baik tetapi kekuatan struktural lebih rendah, dan dibandingkan 6xxx/7xxx mengorbankan kekuatan demi ketahanan korosi umum yang superior.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

1A70 mudah dilas dengan proses fusi standar (TIG, MIG, dan las resistansi) dengan risiko retak panas minimal karena kandungan paduan rendah. Las akan mengalami kehilangan pengerasan lokal pada temper H dan wilayah terpengaruh panas (HAZ) yang melunak mendekati sifat anil, sehingga desain sambungan harus memperhitungkan perubahan kekuatan lokal. Logam pengisi yang direkomendasikan adalah paduan rendah atau aluminium murni yang kompatibel dengan paduan dasar untuk menghindari pembentukan situs anodik; untuk aplikasi konduktivitas kritis gunakan logam pengisi berkadar murni tinggi dan kendalikan oksida serta porositas.

Kemudahan Mesin

Pemrosesan mesin 1A70 lebih menantang dibanding beberapa jenis paduan karena keuletannya dan kecenderungan melekat dapat menyebabkan pembentukan pinggiran chip dan serpihan lengket jika kondisi pemotongan tidak tepat. Indeks kemudahan mesin moderat (lebih rendah daripada paduan pemotong bebas) dan mendapat manfaat dari peralatan dengan sudut rake positif, pahat carbide tajam, serta pendingin untuk mengeluarkan serpihan dan mengurangi pembentukan pinggiran chip. Kekerasan yang lebih tinggi akibat pengerjaan dingin sedikit meningkatkan kemudahan mesin tetapi juga memperpendek umur alat; praktik umum menggunakan kecepatan umpan sedang dan kecepatan potong moderat dengan pemecah serpihan yang memadai.

Kemampuan Bentuk

Kemampuan bentuk sangat baik pada temper O, memungkinkan proses deep drawing, spinning, dan stamping kompleks dengan pantulan pegas minimal. Radius lekukan dapat sangat kecil pada lembaran yang dianil; radius dalam minimum biasanya direkomendasikan 1–2× ketebalan untuk sebagian besar proses press work pada temper O dan meningkat pada temper H. Pengerjaan dingin adalah jalur utama untuk meningkatkan kekuatan dan harus digunakan dengan urutan pembentukan bertahap dan anil antara tahap saat pengurangan besar diperlukan.

Perilaku Perlakuan Panas

1A70 tidak dapat diperlakukan panas secara metalurgi; tidak mengembangkan pengerasan presipitasi signifikan dengan perlakuan larutan dan penuaan. Upaya perlakuan gaya T6 konvensional tidak menghasilkan peningkatan kekuatan khas seperti pada keluarga 6xxx atau 7xxx.

Opsi perlakuan panas terbatas pada anil (pelunakan penuh) dan langkah stabilisasi termal untuk menghilangkan tegangan sisa akibat pengerjaan. Anil (setara dengan anil larutan) dilakukan dengan pemanasan ke rentang temperatur yang sesuai untuk rekristalisasi, pemegangan cukup lama untuk mengontrol pertumbuhan butir, dan pendinginan terkontrol; proses ini mengembalikan keuletan dan konduktivitas tetapi menurunkan kekuatan mekanik hasil pengerjaan dingin.

Transisi temper untuk penyetelan produk dicapai melalui siklus pengerasan regangan dan anil daripada urutan presipitasi. Perancang harus merencanakan urutan pembentukan dan penyambungan berdasarkan proses mekanik ini daripada mengandalkan penguatan termal.

Performa Suhu Tinggi

Kekuatan mekanik 1A70 menurun dengan cepat pada suhu tinggi dibandingkan dengan paduan aluminium beralloy dan sebagian besar aluminium struktural; di atas kira-kira 150–200 °C margin kekuatan efektif berkurang secara signifikan. Untuk layanan suhu tinggi jangka panjang, paduan ini tidak direkomendasikan jika beban mekanik harus dipertahankan di atas rentang suhu tersebut karena creep dan pelunakan menjadi signifikan.

Ketahanan oksidasi baik karena lapisan oksida aluminium tetap protektif; namun skala permukaan dan perubahan konduktivitas harus diperhatikan untuk komponen pengelolaan panas yang terpapar suhu tinggi berkelanjutan. Pada rakitan pengelasan, pelunakan HAZ akibat suhu lokal tinggi dapat berkontribusi bersama pelunakan material induk sehingga terjadi kelemahan pada sambungan, oleh karena itu desain harus menghindari suhu tinggi berkelanjutan atau menggunakan penguatan mekanik.

Aplikasi

Industri	Komponen Contoh	Alasan Penggunaan 1A70
Elektrikal	Busbar, terminal strip	Konduktivitas listrik tinggi dan kemampuan bentuk untuk konduktor berprofil
Maritim	Trim dekoratif, saluran	Ketahanan korosi dikombinasikan dengan kemampuan bentuk dan bobot ringan
Aerospace	Fitting non-struktural, perisai termal	Konduktivitas baik, bobot ringan, dan kemudahan pembentukan
Elektronik	Heat sink, foil untuk kapasitor	Konduktivitas termal tinggi dan kemurnian untuk pengelolaan panas
Arsitektur	Pelapis, fasia, flashing	Finishing estetis, ketahanan korosi, dan kemampuan deep-draw

1A70 digunakan saat kemurnian tinggi dan sifat fisik terkait (konduktivitas, transfer panas, ketahanan korosi) menjadi faktor utama desain, bukan kekuatan struktural maksimum. Rentang bentuk produk memungkinkan pemakaian di bagian struktural ringan dan non-struktural, terutama yang proses fabrikasinya memanfaatkan deep drawing, ekstrusi, atau penyambungan luas. Kombinasi sifat paduan ini menjadikannya pilihan standar dalam paket spesifikasi yang memprioritaskan konduktivitas dan kemampuan bentuk.

Wawasan Pemilihan

Pilih 1A70 ketika konduktivitas listrik atau termal, kemampuan bentuk superior, dan ketahanan korosi lebih diutamakan daripada puncak kekuatan mekanik. Kandungan paduannya yang rendah dan kimia hampir murni membuatnya ideal untuk konduktor, heat sink, dan komponen deep-drawn di mana pengerjaan dingin dapat menyetel kekuatan tanpa mengorbankan konduktivitas.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial seperti 1100, 1A70 hanya menukar perbedaan kecil dalam konduktivitas dan batas pengotor untuk formabilitas yang secara umum serupa tetapi mungkin memiliki toleransi mill yang sedikit berbeda; keduanya dipilih untuk konduktivitas dan duktibilitas daripada kekuatan. Jika dibandingkan dengan paduan yang dikeraskan secara kerja seperti 3003 atau 5052, 1A70 memberikan konduktivitas yang sebanding atau lebih baik dan formabilitas yang mirip tetapi kekuatan yang dapat dicapai lebih rendah; pilih 1A70 ketika korosi dan konduktivitas, bukan kekuatan, yang utama. Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061 atau 6063, 1A70 dipilih ketika konduktivitas maksimum dan kemampuan pembentukan diperlukan meskipun kekuatan puncak lebih rendah; gunakan 6061 ketika kekuatan struktural dan pengerasan umur sangat penting.

Ringkasan Penutup

1A70 tetap relevan sebagai paduan aluminium dengan kemurnian tinggi dan sangat mudah dibentuk yang kombinasi konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik, ketahanan korosi, serta kemampuan lasnya melayani berbagai kebutuhan industri. Untuk engineer yang memprioritaskan konduktivitas, deep drawing, dan kompatibilitas kimia dibandingkan kekuatan struktural tinggi, 1A70 adalah pilihan material yang praktis, hemat biaya dengan perilaku proses yang dapat diprediksi dan ketersediaan luas dalam bentuk plat, ekstrusi, dan produk terbentuk.