Aluminium 2025: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

Aluminium paduan 2025 merupakan anggota dari seri 2xxx, sebuah keluarga paduan Al-Cu(-Mg, -Mn) yang secara tradisional dikembangkan untuk aplikasi struktural dengan kekuatan tinggi dan orientasi aeroangkasa. Tembaga adalah unsur paduan utama, yang dilengkapi dengan magnesium dan mangan untuk memperbaiki mikrostruktur serta memungkinkan pengerasan presipitasi. Paduan ini dapat menjalani perlakuan panas (pengerasan umur) dan mendapatkan kekuatan terutama dari perlakuan larutan diikuti oleh penuaan buatan yang menghasilkan presipitat Al2Cu (θ') dan presipitat terkait lainnya, dengan kontribusi dingin kerja yang terbatas pada temper tertentu.

Ciri utama dari 2025 meliputi kekuatan spesifik tinggi, ketahanan lelah yang baik dalam kondisi penuaan puncak, ketahanan korosi intrinsik sedang hingga rendah jika dibandingkan dengan paduan yang tidak dapat diperlakukan panas, serta konduktivitas listrik dan termal yang berkurang dibanding aluminium murni. Kemampuan las terbatas jika dibandingkan dengan paduan seri 5xxx dan 6xxx dan biasanya memerlukan logam isi khusus serta perlakuan pasca-las untuk menghindari pelunakan zona terdampak panas (HAZ) dan kerentanan terhadap keretakan korosi tegangan. Industri yang umum menggunakan paduan keluarga 2xxx dan varian seperti 2025 antara lain struktur dan fitting aeroangkasa, rangka transportasi berkinerja tinggi, peralatan militer, dan aplikasi di mana rasio kekuatan terhadap berat sangat penting.

Perancang memilih 2025 saat diperlukan kombinasi kekuatan statis dan lelah tinggi serta kemampuan mesin, dengan menerima kompromi dalam ketahanan korosi dan kemampuan las. Paduan ini dipilih dibandingkan seri 6xxx ketika kekuatan puncak dan ketangguhan fraktur pada berat tertentu menjadi prioritas, dan dipilih dibanding keluarga 1xxx dan 3xxx saat kekuatan menjadi parameter desain yang membatasi. Saat eksposur korosi sangat berat, 2025 umumnya digunakan hanya dengan pelapisan pelindung atau coating dan pada rakitan yang meminimalkan kopling galvanik dengan material berbeda.

Variasi Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Excellent	Excellent	Kondisi annealed penuh digunakan untuk pembentukan dan pelurusan tegangan
T3	Menengah-Tinggi	Sedang	Baik	Terbatas	Telah menjalani perlakuan larutan, pengerjaan dingin, serta penuaan alami; sifat lelah baik
T4	Menengah	Sedang-Tinggi	Baik	Terbatas	Telah menjalani perlakuan larutan, penuaan alami sampai kondisi stabil
T6	Tinggi	Sedang	Cukup	Buruk-Sedang	Telah menjalani perlakuan larutan dan penuaan buatan untuk kekuatan puncak
T351 / T3511	Tinggi	Sedang	Cukup	Buruk-Sedang	Telah menjalani perlakuan larutan, pelurusan tegangan melalui peregangan, penuaan alami; temper yang umum di aeroangkasa
H14	Menengah	Rendah	Terbatas	Terbatas	Dikeraskan secara strain untuk kekerasan spesifik; kelenturan terbatas
H18	Tinggi	Sangat Rendah	Buruk	Terbatas	Dikeraskan secara kerja berat untuk kekuatan tinggi pada ketebalan tipis

Temper sangat memengaruhi keseimbangan antara kekuatan, kelenturan, dan formabilitas untuk 2025. Material annealed (O) menawarkan formabilitas terbaik untuk operasi stamping dan deep-draw, sementara temper seperti T6 memberikan kekuatan statis maksimum dan umur lelah yang lebih baik dengan konsekuensi berkurangnya kemampuan membengkok dan kapasitas pembentukan dingin.

Perlakuan panas dan pengerasan tegangan menciptakan keadaan mikrostruktur berbeda yang memengaruhi perilaku las dan risiko pelunakan zona terdampak panas (HAZ). Untuk rakitan las, pemilihan temper dan perlakuan panas pasca-las harus memperhitungkan kehilangan kekuatan lokal dan potensi keretakan korosi tegangan dalam kondisi penuaan.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.50	Untuk deoksidasi dan kontrol pengecoran; dijaga rendah untuk mencegah intermetalik rapuh
Fe	≤ 0.50	Impuritas; tingkat lebih tinggi mengurangi kelenturan dan performa kelelahan
Mn	0.30–1.0	Kontrol struktur butir; meningkatkan kekuatan dan ketahanan terhadap rekristalisasi
Mg	1.0–1.8	Berperan dalam pengerasan presipitasi bersama Cu; memperbaiki kekuatan dan kemampuan kerja
Cu	3.8–5.0	Unsur penguat utama; membentuk presipitat Al2Cu saat penuaan
Zn	≤ 0.25	Minor; kelebihan Zn dapat mengubah karakteristik penuaan
Cr	≤ 0.20	Kontrol struktur butir dan rekristalisasi, memperhalus presipitat
Ti	≤ 0.15	Pemurni butir dalam produk cor atau tempa
Others	Sisa Al; elemen jejak dikontrol	Residual dan impuritas diizinkan sesuai batas spesifikasi

Tabel komposisi mencerminkan rentang khas paduan Al-Cu-Mg seri 2xxx di mana tembaga merupakan penguat dominan. Tembaga dan magnesium berinteraksi membentuk presipitat koheren dan semi-koheren selama penuaan yang menjadi sumber utama kekuatan luluh dan tarik, sementara mangan, kromium, dan titanium adalah elemen mikro paduan yang mengontrol ukuran butir dan perilaku rekristalisasi.

Impuritas jejak seperti besi dan silikon dikontrol ketat karena membentuk partikel intermetalik kasar yang dapat menjadi titik awal retak dan mengurangi umur lelah serta ketangguhan. Desain kimia paduan menyeimbangkan kemampuan kekuatan puncak dengan kemampuan manufaktur dan toleransi kerusakan.

Sifat Mekanik

Dari perilaku tarik, 2025 dalam temper penuaan puncak menunjukkan peningkatan titik luluh yang nyata dan kekuatan tarik maksimum tinggi khas paduan seri 2xxx. Kekuatan luluh biasanya merupakan fraksi signifikan dari kekuatan tarik pada kondisi T6/T351, menghasilkan elongasi seragam yang relatif rendah dibandingkan paduan tanpa perlakuan panas. Elongasi pada kondisi annealed jauh lebih tinggi, memungkinkan operasi pembentukan, tetapi kekuatan turun secara signifikan dibandingkan kondisi penuaan puncak.

Kekerasan berkorelasi erat dengan kondisi penuaan; temper T6 menghasilkan angka Vickers/HB tinggi sesuai dengan sifat tarik tinggi, sementara kondisi O dan over-aged menghasilkan kekerasan jauh lebih rendah. Perilaku lelah pada 2025 baik pada komponen bersih dan halus dengan perlakuan permukaan yang sesuai, serta paduan menunjukkan ketahanan propagasi retak yang baik saat diperlakukan panas dengan tepat. Efek ketebalan sangat terlihat: penampang tebal mendingin lebih lambat saat quench dan dapat menampilkan distribusi presipitat lebih kasar dan kekuatan puncak sedikit lebih rendah kecuali parameter perlakuan panas disesuaikan.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (mis. T6 / T351)	Catatan
Kekuatan Tarik (UTS)	260–350 MPa (tipikal)	450–500 MPa (tipikal)	Kekuatan puncak kira-kira 1,5×–2× nilai annealed tergantung penampang dan proses
Kekuatan Luluh (offset 0.2%)	90–160 MPa (tipikal)	320–360 MPa (tipikal)	Kekuatan luluh naik signifikan setelah perlakuan larutan + penuaan; pelurusan tegangan dan peregangan memengaruhi nilai
Elongasi (%)	12–25%	8–15%	Kelenturan menurun dengan temper lebih kuat; elongasi bergantung ketebalan dan riwayat panas
Kekerasan (HB)	50–100 HB	120–150 HB	Rentang kekerasan luas antara kondisi annealed dan penuaan puncak; nilai tergantung temper dan jadwal penuaan

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Kepadatan	~2.78 g/cm³	Tipikal untuk paduan Al-Cu-Mg; lebih tinggi dari aluminium murni karena penambahan unsur paduan
Rentang Pelelehan	~500–635 °C	Rentang solidus/liquidus bergantung pada komposisi dan fase minor; pelelehan utama sekitar 660 °C untuk paduan kaya aluminium
Konduktivitas Termal	~120–160 W/m·K	Lebih rendah dari aluminium murni; konduktivitas berkurang akibat paduan dan presipitat
Konduktivitas Listrik	~30–40 %IACS	Berbanding terbalik dengan aluminium murni; tergantung temper dan dingin kerja
Kalor Jenis	~0.88–0.90 J/g·K	Serupa dengan paduan aluminium tempa lainnya; berguna untuk perhitungan termal
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K	Koefisien tipikal untuk paduan aluminium pada rentang suhu ruang

Sifat fisik mencerminkan kompromi yang diperkenalkan oleh penguatan berbasis tembaga dan magnesium: konduktivitas listrik dan termal menurun dibandingkan aluminium murni sementara kepadatan tetap mendekati paduan aluminium lainnya, mempertahankan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi. Konduktivitas termal dan listrik cukup untuk banyak aplikasi struktural tetapi kurang menguntungkan untuk pembuangan panas jika dibandingkan aluminium murni atau paduan 6xxx/1xxx tertentu.

Ekspansi termal sebanding dengan paduan aluminium lain, sehingga pertimbangan untuk ekspansi diferensial terhadap baja atau komposit perlu dimasukkan dalam desain sambungan. Rentang pelelehan/solidus penting untuk brazing dan proses suhu tinggi; perancang harus menghindari paparan temperatur yang menyebabkan over-aging atau pelelehan parsial intermetalik dengan titik leleh rendah.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Plat Tipis (Sheet)	0.3–6.0 mm	Ketebalan tipis merespon baik terhadap pengerasan presipitasi	O, T3, T4, T6, T351	Banyak digunakan untuk kulit pesawat dan panel struktural dengan kemungkinan pelapisan (cladding)
Plat Tebal (Plate)	6–150 mm	Bagian tebal memerlukan perlakuan panas khusus untuk sifat yang seragam	O, T6 (rekayasa)	Plat tebal dapat menunjukkan penurunan kekerasan puncak karena sensitivitas quench
Ekstrusi (Extrusion)	Hingga profil besar	Pemakaian terbatas; paduan ekstrusi serupa lebih disukai	T4, T6 (terbatas)	Seri 2xxx kurang umum pada ekstrusi karena homogenitas dan kemampuan las yang buruk
Pipa (Tube)	Dinding 1–50 mm	Sifat mekanik bergantung pada metode fabrikasi	T3, T6	Pipa tanpa sambungan dan las digunakan untuk pipa struktural bertegangan tinggi
Batang (Bar/Rod)	Hingga diameter besar	Batang digunakan ketika diperlukan bagian mesin bertegangan tinggi	O, T6	Umum untuk pin, fitting, dan komponen aerospace yang dikerjakan mesin

Plat tipis dan plat tebal adalah bentuk produk dominan untuk tahun 2025 karena warisan aerospace dan kesesuaiannya untuk panel struktural bertegangan tinggi serta komponen mesin. Proses plat tebal membutuhkan homgenisasi dan quenching terkendali untuk mendapatkan distribusi presipitat yang konsisten; jika tidak, dapat terjadi pelunakan pada garis tengah dan kekuatan luluh yang menurun.

Ekstrusi dan bentuk las memungkinkan tetapi lebih jarang digunakan dibandingkan ekstrusi seri 6xxx karena paduan 2xxx lebih sulit distandarisasi secara homogen dan dilas tanpa logam pengisi khusus serta perlakuan panas pasca proses. Bentuk batang dan rod umumnya disediakan untuk pemesinan bagian bertegangan tinggi dimana kombinasi kekuatan dan kemampuan mesin pada paduan ini menguntungkan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	2025	USA	Penamaan utama untuk paduan kawat dalam sistem Aluminium Association
EN AW	AlCu4Mg (perkiraan)	Eropa	Penamaan EN biasanya terkait dengan paduan Al-Cu-Mg seperti AW-2024/AlCu4Mg; cek sertifikat pemasok
JIS	A2025 (perkiraan)	Jepang	Penamaan Jepang untuk kimia seri 2xxx bervariasi; verifikasi mikro-paduan dan temper
GB/T	AlCu4Mg (perkiraan)	China	Standar Cina biasanya menggunakan label keluarga AlCu4Mg; equivalen langsung memerlukan konfirmasi komposisi dan temper

Equivalent satu-ke-satu tidak selalu tepat antar standar karena kontrol elemen jejak, batasan impuritas, dan definisi temper berbeda. Saat substitusi antar standar, engineer harus memverifikasi komposisi kimia bersertifikat dan jaminan sifat mekanik, bukan hanya mengandalkan nama nominal grade. Perbedaan batas impuritas yang diperbolehkan, riwayat proses, dan praktik pelapisan (misalnya ketebalan Alclad) dapat berpengaruh signifikan terhadap ketahanan korosi dan umur lelah.

Ketahanan Korosi

Ketahanan korosi atmosfir untuk 2025 sedang hingga buruk dibandingkan dengan paduan seri 5xxx dan 6xxx dan jauh lebih rendah dibanding aluminium murni. Kandungan tembaga yang memberikan kekuatan tinggi juga meningkatkan kerentanan terhadap pitting dan korosi antar butir di lingkungan mengandung klorida atau ion reaktif. Untuk penggunaan luar ruang, pelapisan dengan aluminium murni (Alclad) atau aplikasi coating pelindung adalah strategi mitigasi yang umum.

Perilaku di lingkungan laut adalah batasan utama: saat terpapar langsung air laut, 2025 bukan pilihan utama kecuali dilindungi secara ekstensif karena risiko pitting dan korosi eksfoliasi di lingkungan berlapis. Retak korosi tegangan (SCC) menjadi perhatian untuk paduan Cu bertegangan tinggi, terutama di bawah beban tarik berkelanjutan dalam lingkungan korosif, dan kondisi penuaan sangat mempengaruhi kerentanan SCC.

Interaksi galvanik signifikan saat 2025 bersentuhan dengan material yang lebih mulia (baja tahan karat, tembaga) atau material kurang mulia tapi konduktif dalam elektrolit. Perancang harus mengisolasi logam berbeda dan mempertimbangkan pengikat, pelapisan, serta desain saluran drainase dan geometris bebas celah. Dibanding seri 6xxx dan 5xxx, 2025 menukar daya tahan korosi untuk kekuatan lebih tinggi sehingga biasanya membutuhkan kontrol korosi tambahan di lingkungan agresif.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Las

Pengelasan 2025 dengan proses fusi konvensional menantang karena kandungan tembaga dan kecenderungan paduan mengalami retak panas serta pelunakan zona terpengaruh panas (HAZ). Penggunaan logam pengisi khusus (misalnya aluminium-tembaga atau 2319 dalam praktik aerospace) dan prosedur yang terverifikasi adalah standar untuk menjaga ketangguhan sambungan. Perlakuan penuaan pasca-las atau pemulihan sifat mekanik sering diperlukan untuk mengembalikan kekuatan di zona HAZ, dan sambungan las harus didesain agar meminimalkan konsentrasi tegangan tarik dan risiko SCC.

Kemampuan Mesin CNC

Kemampuan mesin 2025 pada kondisi puncak penuaan dan annealed baik jika dibandingkan dengan banyak paduan aluminium bertegangan tinggi, dengan pematahan serbuk stabil dan masa pakai alat yang dapat diterima saat menggunakan alat carbide. Paduan dapat dikerjakan dengan presisi toleransi ketat, meskipun temper lebih keras menghasilkan serbuk lebih sulit patah dan gaya pemotongan lebih tinggi; pemilihan alat tajam dan kecepatan makan yang tepat mengurangi pembentukan bibir potong. Penggunaan coolant dan kecepatan potong optimal meningkatkan kualitas permukaan dan memperpanjang masa pakai alat, khususnya pada kondisi T6.

Kemampuan Bentuk

Kemampuan bentuk terbaik pada temper lunak (O, T4) dengan radius tekuk minimum lebih besar dan kemampuan tarik baik untuk operasi plat tipis. Pada kondisi puncak penuaan, radius tekuk harus diperbesar dan harus diperhitungkan efek springback karena kekuatan luluh yang lebih tinggi dan ductility yang lebih rendah. Untuk pembentukan kompleks, annealing pra-penuaan ke kondisi O atau perlakuan solusi plus penuaan alami terkontrol kemudian pembentukan akhir dan penuaan ulang dapat digunakan untuk mencapai geometri tanpa mengorbankan kekuatan akhir.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan yang dapat diperlakukan panas, 2025 merespon kuat terhadap perlakuan solusi, quench, dan penuaan. Perlakuan solusi biasanya dilakukan di dekat solvus fasa pembawa tembaga (biasanya sekitar 495–505 °C untuk paduan Al-Cu-Mg terkait), diikuti dengan quench cepat untuk mempertahankan larutan padat jenuh. Penuaan buatan (T6) pada suhu sekitar 160–200 °C selama beberapa jam menghasilkan distribusi presipitat kekuatan puncak; parameter penuaan harus dioptimalkan sesuai ketebalan untuk menghindari penuaan kurang atau berlebih.

Transisi temper seperti T3 (perlakuan solusi, cold-worked, penuaan alami) dan T351 menggabungkan jumlah pengerasan kerja dan pelurusan tegangan terkendali untuk mengoptimalkan ketahanan lelah dan stabilitas dimensi komponen struktural. Penuaan berlebih mengurangi kekuatan puncak tetapi meningkatkan ketangguhan dan ketahanan korosi dalam beberapa kasus, dan perancang dapat memilih temper menengah untuk menyeimbangkan sifat. Untuk langkah pemrosesan tanpa perlakuan panas, annealing konvensional mengembalikan paduan ke kondisi kekuatan rendah dan ductility tinggi sehingga memungkinkan operasi pembentukan.

Kinerja Suhu Tinggi

2025 mulai kehilangan kekuatan luluh dan tarik secara signifikan pada suhu layanan tinggi; paparan berkelanjutan di atas ~150–200 °C menyebabkan penuaan berlebih dan pelunakan yang terukur. Paparan jangka pendek pada suhu lebih tinggi dapat ditoleransi tetapi siklus termal berulang mempercepat pembesaran presipitat dan mengurangi performa mekanik. Oksidasi aluminium pada suhu sedang umumnya bersifat terbatas sendiri, namun degradasi permukaan dan perubahan ketahanan lelah dapat terjadi jika pelapis pelindung terganggu.

Di daerah las, zona terpengaruh panas (HAZ) sangat rentan terhadap kehilangan kekuatan dan peningkatan kerentanan terhadap SCC saat terkena lingkungan korosif hangat. Untuk aplikasi dengan suhu tinggi terus menerus atau gradien termal, keluarga paduan alternatif dengan retensi suhu tinggi lebih baik (misal varian 6xxx atau 7xxx tertentu) mungkin lebih disukai.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 2025
Aerospace	Fitting, penguat rangka pesawat	Kekuatan spesifik tinggi dan ketahanan lelah untuk elemen struktural kritis
Otomotif	Komponen struktural performa tinggi	Keunggulan rasio kekuatan terhadap berat untuk bagian performa ringan
Kelautan (Marine)	Struktur sekunder, fitting mesin (dilindungi)	Kekuatan tinggi untuk bagian penahan beban saat dilapisi atau dilapis
Defence	Komponen armor, rumah senjata	Kekuatan dan ketangguhan dalam skenario layanan berat
Elektronik	Rangka struktural, bracket mesin	Kemampuan mesin baik dan rasio kekakuan terhadap berat tinggi untuk bagian presisi

2025 menemukan ceruknya dimana kekuatan statik dan siklik tinggi dipadukan dengan kemampuan mesin yang dapat diterima menjadi keharusan dan dimana strategi perlindungan korosi diterapkan dalam desain. Paduan ini umum dispesifikasikan untuk fitting mesin, anggota struktural, dan aplikasi dimana pengurangan berat meningkatkan performa namun paparan lingkungan dapat dikendalikan atau dimitigasi.

Wawasan Pemilihan

Untuk pemilihan yang berfokus pada kekuatan, 2025 lebih disukai dibanding aluminium murni komersial (1100) karena menawarkan kekuatan luluh dan kekuatan tarik yang jauh lebih tinggi dengan peningkatan densitas yang moderat dan konduktivitas yang menurun. Perancang harus mengharapkan adanya kompromi pada konduktivitas listrik dan termal serta beberapa kemampuan pembentukan untuk mendapatkan peningkatan kekuatan tersebut.

Dibandingkan dengan paduan pengerasan kerja seperti 3003 dan 5052, 2025 memberikan kekuatan puncak yang jauh lebih tinggi dan performa kelelahan yang lebih baik, namun memiliki ketahanan korosi intrinsik yang lebih rendah dan kemampuan las yang lebih buruk. Gunakan 2025 untuk komponen struktural di mana rasio kekuatan terhadap berat dan umur lelah menjadi prioritas, dan pilih paduan 3xxx/5xxx ketika duktalitas dan ketahanan korosi laut menjadi perhatian utama.

Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061 dan 6063, 2025 dapat memberikan kekuatan puncak yang lebih tinggi pada densitas yang sebanding pada temper dan ketebalan tertentu; namun, biasanya memerlukan perlindungan korosi yang lebih ketat dan memiliki kemampuan las yang lebih terbatas. Pilih 2025 ketika karakteristik kekuatan kerja dan kelelahan yang dibutuhkan tidak dapat dipenuhi oleh paduan 6xxx dan ketika toleransi desain untuk mitigasi korosi dapat diterima.

Ringkasan Penutup

2025 tetap relevan sebagai pilihan aluminium pengerasan usia berdaya tahan tinggi untuk komponen struktural dan kinerja tinggi di mana rasio kekuatan terhadap berat dan ketahanan kelelahan lebih penting daripada keterbatasan korosi dan pengelasan. Dengan pemilihan temper, perlindungan permukaan, dan pengendalian fabrikasi yang tepat,