Aluminium 2036: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Umum Komprehensif

Alloy 2036 termasuk dalam seri 2xxx dari paduan aluminium, yaitu keluarga paduan yang didominasi oleh tembaga sebagai unsur paduan utama. Metalurgi dan sifat kerjanya mengikuti paradigma Al–Cu–(Mg, Mn) yang umum pada paduan seri 2xxx, di mana tembaga berperan dalam penguatan presipitasi dan mangan atau tambahan minor lainnya mengatur struktur butir dan kemampuan pembentukan.

Mekanisme penguatan utama untuk 2036 adalah pengerasan umur (penguatan presipitasi) melalui perlakuan larutan, pendinginan cepat (quenching), dan penuaan buatan untuk membentuk presipitat Al2Cu yang halus dan fase presipitasi terkait. Paduan ini juga dapat dikerjakan dingin untuk meningkatkan kekuatan pada kondisi tanpa perlakuan panas, namun sifat puncak diperoleh melalui rangkaian perlakuan panas (temper T-).

Sifat kunci 2036 meliputi kekuatan yang relatif tinggi untuk paduan aluminium, ketahanan korosi intrinsik sedang hingga buruk dibandingkan dengan paduan seri 5xxx/6xxx, dan kemampuan pembentukan sedang pada kondisi tereduksi (annealed). Kemampuan las pada temper yang sudah menjalani perlakuan panas cukup sampai buruk akibat pelunakan zona terpengaruh panas (HAZ) dan risiko porositas; kemampuan mesin (machinability) biasanya baik hingga sangat baik dibandingkan banyak paduan aluminium lainnya karena kekerasan matriks dan karakteristik pembentukan serpihan.

Industri yang umumnya menggunakan 2036 atau paduan 2xxx serupa meliputi komponen dirgantara (di mana kekuatan spesifik dan ketahanan kelelahan penting), struktur otomotif performa tinggi dan komponen suspensi, platform pertahanan, serta aplikasi struktural khusus yang mengutamakan rasio kekuatan terhadap berat dan toleransi kerusakan. Insinyur memilih 2036 dibanding paduan lain saat dibutuhkan keseimbangan antara kekuatan spesifik tinggi, ketahanan kelelahan yang baik, dan kemampuan mesin yang dapat diterima, serta saat paparan korosi dapat dikendalikan melalui pelapisan, cladding, atau desain.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Pembentukan	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (20–30%)	Istimewa	Istimewa	Sepenuhnya tereduksi (annealed), terbaik untuk pembentukan dan penarikan
H12	Rendah–Sedang	Sedang (10–18%)	Baik	Baik	Pengerasan kerja ringan, penguatan terbatas
H14	Sedang	Sedang (8–15%)	Cukup	Cukup	Strain-hardened, umum untuk aplikasi lembaran
H18	Tinggi	Rendah (2–8%)	Buruk	Buruk	Dikerjakan dingin berat, kekuatan tinggi dari pengerasan tegangan
T3	Sedang–Tinggi	Sedang (8–15%)	Baik (dengan batasan)	Buruk	Perlakuan larutan dan penuaan alami atau stabilisasi
T4	Sedang	Sedang (8–15%)	Baik	Buruk	Perlakuan larutan dan penuaan alami, lebih lunak dari T6
T6	Tinggi	Rendah–Sedang (6–12%)	Terbatas	Tantangan	Perlakuan larutan dan penuaan buatan, kekuatan puncak
T651	Tinggi	Rendah–Sedang (6–12%)	Terbatas	Tantangan	Perlakuan larutan, dikurangi tegangan dengan peregangan, penuaan buatan

Temper yang dipilih untuk 2036 sangat mempengaruhi kinerja mekanik dan kemampuan manufakturnya. Temper annealed (O) dan temper H dengan pengerasan kerja ringan disukai untuk pembentukan dalam dan pembentukan kompleks, sedangkan T6/T651 menawarkan kekuatan statis dan ketahanan kelelahan maksimum dengan mengorbankan kemampuan pembentukan dan kemampuan las.

Pada struktur yang dilas atau disambung, desainer sering menetapkan temper kompromi (misalnya T3 atau modifikasi urutan perlakuan) atau menggunakan cladding/patching untuk mempertahankan ketahanan korosi yang dapat diterima dan menghindari pelunakan HAZ yang terjadi pada temper puncak usia ketika terkena siklus panas las.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	0,15 max	Kontrol impuritas; terlalu banyak mengurangi duktalitas dan mendorong pembentukan eutektik
Fe	0,50 max	Impuritas umum; membentuk intermetalik yang mengurangi duktalitas
Cu	3,5–4,5	Unsur penguat utama; meningkatkan kekuatan dan ketahanan kelelahan, mengurangi ketahanan korosi
Mn	0,2–0,9	Pengontrol struktur butir, meningkatkan ketangguhan dan ketahanan rekristalisasi
Mg	0,2–1,0	Bekerja sama dengan Cu membentuk presipitat penguat; mempengaruhi kinetika penuaan
Zn	0,25 max	Minor, dapat sedikit meningkatkan kekuatan; jumlah berlebih mengurangi ketahanan SCC
Cr	0,10 max	Pengontrol mikrostruktur, menghambat pertumbuhan butir saat perlakuan panas
Ti	0,15 max	Penghalus butir yang ditambahkan saat penuangan/ekstrusi
Lainnya (masing-masing)	0,05–0,15	Residu dan unsur jejak; dibatasi secara kolektif untuk menjaga perilaku presipitasi terprediksi

Komposisi 2036 disesuaikan untuk memaksimalkan efisiensi pengerasan presipitasi sembari mempertahankan kemampuan kerja dan performa kelelahan yang wajar. Tembaga merupakan unsur dominan yang menggerakkan kekuatan melalui presipitat Al–Cu, sementara tambahan kecil Mg dan Mn memodifikasi kimia presipitat dan struktur butir, meningkatkan ketangguhan dan memungkinkan jendela proses termomekanik yang kompatibel dengan komponen struktural.

Sifat Mekanik

Di bawah beban tarik, 2036 menunjukkan perilaku klasik aluminium pengerasan presipitasi: kekuatan luluh rendah dalam kondisi annealed dan peningkatan signifikan setelah perlakuan larutan dan penuaan buatan. Kurva tarik biasanya memperlihatkan kekuatan ultimate yang relatif tinggi untuk paduan aluminium, dengan rasio yield-to-ultimate yang mengindikasikan kapasitas pengerasan tegangan sedang sebelum terjadi necking.

Kekuatan luluh pada lembaran annealed relatif rendah, memungkinkan pembentukan, sementara pada temper seperti T6 kekuatan luluh mendekati fraksi signifikan dari kekuatan tarik, sehingga elongasi berkurang. Perilaku kelelahan cukup menguntungkan dibandingkan banyak paduan yang tidak dapat diperlakukan panas, berkat struktur presipitat dan kemampuan paduan mempertahankan kekuatan lokal, namun kelelahan yang dibantu korosi dapat menjadi masalah pada lingkungan yang agresif.

Kekerasan meningkat tajam dengan penuaan; kekerasan Brinell atau Rockwell menunjukkan korelasi kuat dengan kekuatan tarik dan luluh pada temper T. Ketebalan dan ukuran penampang memengaruhi sifat yang dapat dicapai: penampang tebal lebih sulit diperlakukan larutan secara merata, dan bagian dengan butir kasar atau hasil pengecoran mungkin memiliki kekuatan puncak lebih rendah dan respons kelelahan yang berbeda.

Sifat	O/Annealed	Temper Kunci (T6/T651)	Catatan
Kekuatan Tarik (MPa)	180–260	400–480	Kekuatan tergantung ketebalan dan penuaan; nilai merupakan kisaran khas untuk lembaran dan plat struktural seri 2xxx
Kekuatan Luluh (MPa)	80–150	300–360	Kekuatan luluh meningkat signifikan setelah puncak penuaan; rasio yield/tensile naik pada T6
Elongasi (%)	20–30	6–12	Duktalitas menurun dengan pengerasan presipitasi; elongasi tergantung temper dan geometri penampang
Kekerasan (HB)	30–60	110–150	Kenaikan kekerasan substansial dengan T6; kekerasan berkorelasi dengan sifat tarik dan kemampuan mesin

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	~2,78 g/cm³	Sedikit lebih tinggi daripada beberapa paduan Al karena kandungan Cu; memengaruhi perhitungan kekuatan spesifik
Rentang Titik Leleh	~500–640 °C	Rentang solidus–liquidus dipengaruhi oleh paduan; membatasi proses suhu tinggi tertentu
Konduktivitas Termal	~120 W/m·K (perkiraan)	Lebih rendah daripada Al murni karena paduan; masih baik untuk aplikasi pelepasan panas
Konduktivitas Listrik	~30–40 % IACS (perkiraan)	Menurun dibandingkan paduan Al yang lebih murni akibat tembaga dan zat lain dalam larutan
Kalor Jenis	~0,9 J/g·K	Tipe khas untuk paduan aluminium; relevan untuk siklus termal dan perhitungan quench
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K	CTE aluminium tipikal; penting dalam perakitan logam campuran dan analisis tegangan termal

Set sifat fisik 2036 adalah karakteristik paduan aluminium yang mengandung tembaga: konduktivitas termal dan listrik lebih rendah dibanding grade Al murni tetapi tetap lebih baik dibanding baja, dan kepadatan sedikit meningkat sehingga memengaruhi perhitungan massa komponen. Ekspansi termal mirip dengan paduan aluminium lain, sehingga pertimbangan desain untuk ekspansi diferensial tetap khas pada struktur aluminium.

Sifat termal memengaruhi pilihan proses: pendinginan cepat yang lambat atau ketidaktegasan quench dapat mengubah respons penuaan, dan penampang tebal menahan panas lebih lama sehingga mempersulit perlakuan larutan dan meningkatkan risiko properti tidak seragam.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran (Sheet)	0,3–6 mm	Keseragaman baik untuk ketebalan tipis	O, H14, T3, T6	Umum untuk panel bodi, fairing, dan bagian struktural kecil
Plat (Plate)	6–100+ mm	Penurunan kemampuan quench pada bagian tebal	O, T6 (terbatas)	Plat tebal biasanya digunakan untuk bagian struktural yang diproses machining setelah aging
Ekstrusi (Extrusion)	Profil kompleks, bervariasi	Kekuatan tergantung pada perlakuan panas (TMT) dan jadwal aging	T6 (hasil aging) atau T4 (aging alami)	Kelancaran ekstrusi tergantung pada keseimbangan Mg/Mn dan kontrol billet
Tabung (Tube)	Ketebalan dinding 1–10 mm	Kekuatan mirip dengan lembaran pada temper yang sepadan	O, H18, T6	Tabung las dan tarik digunakan sebagai anggota struktural
Batang/As (Bar/Rod)	6–200 mm	Cocok untuk komponen machining	T6, O	Batang biasanya disuplai dalam kondisi pra-aging untuk kemudahan machining dan stabilitas dimensi

Bentuk produk memengaruhi properti yang dapat dicapai: lembaran tipis dapat dengan cepat di-quench dan diberi perlakuan aging buatan penuh (menghasilkan sifat mirip T6), sedangkan plat tebal sering tidak dapat diproses perlakuan larutan secara merata, sehingga disuplai dengan temper yang lebih lunak dan kemudian diproses machining. Produk ekstrusi dan tempa bergantung pada komposisi billet dan homogenisasi yang teliti untuk menghindari segregasi yang menurunkan performa.

Proses manufaktur berbeda-beda: lembaran/plat biasanya berasal dari proses rolling dan perlakuan panas berikutnya, ekstrusi memerlukan homogenisasi billet dan desain die yang hati-hati, sedangkan tabung/rod sering menggunakan proses drawing atau ekstrusi plus pelurusan. Pemilihan bentuk didasarkan baik pada geometri maupun sifat mekanik/termal yang dibutuhkan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	2036	USA	Penunjukan utama; kontrol komposisi dan temper sesuai spesifikasi pemasok
EN AW	2036 / seri 2xxx	Eropa	Sistem EN dan ISO dapat mencantumkan paduan kompatibel; verifikasi komposisi dan kesetaraan temper diperlukan
JIS	A2036 (perkiraan)	Jepang	Versi lokal mungkin ada; cek tabel JIS untuk batas kimiawi yang tepat
GB/T	Setara seri 2xxx	China	Standar China mungkin mencantumkan ekuivalen terdekat; cross-check komposisi kimia lebih penting daripada nama nominal

Setara langsung satu-ke-satu untuk 2036 di semua standar tidak selalu tersedia atau tepat karena penamaan regional dan batas komposisi yang sedikit berbeda. Saat substitusi atau pengadaan internasional, engineer harus membandingkan komposisi kimia bersertifikat, penunjukan temper, dan data mekanik daripada hanya mengandalkan nama grade; perbedaan kecil kandungan Cu atau Mg secara signifikan mempengaruhi mekanisme presipitasi dan respons aging.

Ketahanan Korosi

Ketahanan korosi atmosferik 2036 bersifat sedang sampai buruk dibandingkan dengan paduan Al–Mg, terutama karena kandungan tembaga yang mendorong korosi lokal dan melemahkan lapisan pelindung oksida aluminium pada lingkungan agresif. Di atmosfer industri atau perkotaan, 2036 yang dicat atau dilapisi dapat berfungsi dengan baik jika desain menghindari pembentukan celah dan memungkinkan perawatan.

Di lingkungan laut dan tinggi klorida, 2036 memerlukan perlindungan ekstra: permukaan tanpa lapisan rentan terhadap pitting dan serangan antarbutir, dan anodizing hanya memberikan manfaat terbatas kecuali dikombinasikan dengan sealing atau pelapisan tambahan. Pelapisan dengan aluminium murni tinggi (Alclad) atau aplikasi pelapis pengorban pengorbanan sering digunakan sebagai strategi mitigasi untuk penggunaan struktural di laut.

Retak korosi tegangan (SCC) menjadi perhatian pada paduan yang mengandung Cu dan diberi perlakuan panas saat mengalami tegangan tarik di lingkungan korosif; 2036 bisa rentan, terutama pada temper mirip T6 dan pada suhu tinggi atau keberadaan klorida. Interaksi galvanik harus diperhitungkan dalam desain perakitan: 2036 akan bertindak sebagai anoda terhadap tembaga dan baja dalam banyak elektrolit dan dapat mengalami korosi preferensial jika terhubung listrik tanpa isolasi.

Dibandingkan dengan keluarga 5xxx (Al–Mg) dan 6xxx (Al–Mg–Si), 2036 menukar ketahanan korosi dengan kekuatan dan performa kelelahan yang lebih tinggi; perancang biasanya memilih 2036 saat performa mekanis menjadi prioritas utama dan korosi dikontrol dengan pelapisan, cladding, atau penempatan bagian.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

Kemampuan pengelasan 2036 terbatas pada temper hasil perlakuan panas karena zona fusi dan zona terpengaruh panas (HAZ) akan mengalami pelarutan atau pemasakan butir presipitat penguat, menyebabkan pelunakan lokal. Pengelasan gas tungsten arc (TIG) dan gas metal arc (MIG) dapat dilakukan pada kondisi lunak (annealed) atau overaged, namun pemilihan kawat pengisi umumnya direkomendasikan menggunakan paduan pengisi Al–Cu dengan sifat mekanik serupa atau paduan pengisi Al–Si untuk mengurangi sensitivitas retak panas. Perlakuan panas sebelum dan setelah pengelasan sering tidak praktis; perancang harus merencanakan penguatan mekanik atau desain sambungan pengelasan agar integritas sambungan terjaga.

Kemudahan Mesin (Machinability)

Kemudahan mesin 2036 umumnya baik; paduan ini mudah dimachining dalam temper T6 dan temper lunak, menghasilkan serpihan pendek hingga sedang dan memungkinkan kecepatan potong relatif tinggi dibandingkan banyak baja. Pisau carbide dengan sudut rake positif dan pengeluaran serpihan yang efektif sangat dianjurkan; pelumasan dan pendinginan membantu mengontrol pembentukan tepi pahat. Umur alat dipengaruhi oleh kekerasan (lebih tinggi pada T6), dan operasi finishing harus memperhatikan tegangan residu dari perlakuan quench dan aging.

Formabilitas

Formabilitas terbaik dicapai pada temper O dan temper H ringan dimana duktibilitas tinggi dan paduan dapat dibentuk dengan proses bending, drawing, dan stretch forming dengan pantulan pegas (springback) sedang. Pada temper T6 dan kondisi peak-aged lainnya, formabilitas terbatas dan risiko retak meningkat pada sudut tekuk tajam; perancang disarankan menggunakan radius tekuk yang lebih besar dan mempertimbangkan pra-aging atau perlakuan larutan setelah pembentukan. Pemrosesan kerja dingin dapat digunakan untuk kontrol dimensi akhir, tetapi mempertahankan pelunakan temper melalui perlakuan larutan dan aging terkendali sering menghasilkan stabilitas dimensi lebih baik untuk komponen presisi.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan seri 2xxx yang dapat diperlakukan panas, 2036 merespons urutan pengerasan presipitasi klasik. Perlakuan larutan biasanya melibatkan pemanasan pada suhu dimana Cu dan Mg larut sempurna (sering antara 500–540 °C tergantung ketebalan), pemegangan untuk homogenisasi, kemudian quenching cepat untuk mempertahankan solut dalam larutan padat jenuh. Kecepatan quench sangat penting: quench yang kurang hebat menyebabkan presipitat kasar dan menurunkan respons aging.

Aging buatan (T6) mengikuti quench dan biasanya dilakukan pada suhu 150–190 °C dengan waktu yang disesuaikan ketebalan untuk mencapai kekuatan puncak. Aging alami (varian T4/T3) dapat berlangsung pada suhu ruang selama beberapa hari, menghasilkan kondisi yang lebih lunak tapi lebih dapat dibentuk. T651 menunjukkan proses pelepasan tegangan (stretching) setelah larutan dan quench sebelum aging untuk mengontrol tegangan residu dan distorsi.

Pengerasan tanpa perlakuan panas tersedia melalui pengerasan kerja (work hardening) untuk temper H, dan siklus anneal penuh digunakan untuk kondisi O. Overaging dapat digunakan secara sengaja untuk meningkatkan ketangguhan dan mengurangi kerentanan terhadap SCC dengan mengorbankan kekuatan puncak.

Performa pada Suhu Tinggi

2036 tidak dirancang untuk pelayanan suhu tinggi berkelanjutan; mikrostruktur penguat presipitasi akan membesar seiring kenaikan suhu, menyebabkan penurunan kekuatan progresif di atas kira-kira 120–150 °C. Paparan suhu tinggi jangka pendek selama proses brazing atau pengelasan dapat menyebabkan penurunan kekuatan dan ketangguhan yang tidak dapat dipulihkan jika tidak diikuti dengan prosedur pemulihan termal yang tepat.

Ketahanan oksidasi pada suhu tinggi adalah tipikal untuk paduan aluminium—lapisan oksida pelindung terbentuk cepat namun sifat mekanik menurun dengan peningkatan suhu. Zona terpengaruh panas pada struktur las sangat rentan: pelunakan temper dan perubahan distribusi presipitat mengurangi kekuatan lokal dan umur lelah.

Untuk komponen yang membutuhkan performa berkelanjutan di atas ~150 °C, disarankan menggunakan paduan suhu tinggi alternatif (misalnya Al–Li tertentu atau material berbasis nikel). 2036 dapat digunakan untuk kondisi suhu tinggi jangka pendek dengan margin desain dan manajemen termal yang sesuai.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 2036
Otomotif	Komponen suspensi, braket struktural	Kekuatan spesifik tinggi dan ketahanan lelah yang baik untuk bagian yang ringkas
Maritim	Superstruktur sekunder, rangka non-kritis (dengan pelapisan)	Keunggulan rasio kekuatan terhadap berat saat korosi dikendalikan oleh pelapis atau lapisan pelindung
Aeronautika	Fitting, penegak mesin (machined stiffeners), beberapa fitting tertentu	Kekuatan statis tinggi dan sifat kelelahan di mana penghematan berat sangat penting
Elektronik	Rangka struktural, rumah penyebar panas	Konduktivitas termal yang baik dibandingkan baja dengan massa yang lebih ringan

2036 biasanya dipilih untuk komponen yang memerlukan keseimbangan antara kekuatan tinggi, kemampuan mesin yang baik, serta karakteristik kelelahan yang dapat diterima, namun dengan eksposur lingkungan yang dikontrol. Penggunaannya terkonsentrasi pada aplikasi di mana pelapis, lapisan pelindung, atau detail desain mengurangi paparan korosif serta keuntungan manufaktur (kemudahan mesin, perlakuan panas) memberikan nilai tambah.

Wawasan Pemilihan

Dalam memilih 2036, prioritaskan kasus penggunaan yang membutuhkan kekuatan spesifik tinggi dan perilaku kelelahan yang baik serta di mana korosi dapat diatasi dengan perlakuan permukaan, penyegelan, atau pelapisan. Pilih kondisi annealed atau temper H untuk pembentukan dan T6/T651 untuk kekuatan maksimum serta ketahanan lelah, dengan mengorbankan kemampuan pengelasan yang berkurang.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 2036 menukar konduktivitas listrik dan termal serta kemampuan pembentukan ekstrem dengan kekuatan jauh lebih tinggi dan kapasitas kelelahan yang lebih baik; gunakan 1100 saat konduktivitas dan kemampuan pembentukan menjadi prioritas. Jika dibandingkan dengan paduan kerja seperti 3003 atau 5052, 2036 menawarkan kekuatan puncak lebih tinggi namun secara umum ketahanan korosi umum lebih rendah dan kemampuan las yang lebih buruk; pilih 2036 ketika rasio kekuatan terhadap berat dan kelelahan lebih diutamakan daripada kekhawatiran korosi lingkungan layanan. Bila dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061/6063, 2036 dapat memberikan kekuatan yang kompetitif atau lebih tinggi dan ketahanan kelelahan yang lebih baik dalam kondisi tertentu, tetapi biasanya memiliki ketahanan korosi yang lebih rendah; pilih 2036 saat keunggulan mekaniknya (dan kemudahan mesin) lebih penting daripada kekuatan lingkungan maksimum.

Ringkasan Akhir

Paduan 2036 adalah paduan aluminium yang mengandung tembaga dan dapat diperlakukan panas yang tetap relevan di mana kekuatan spesifik tinggi, ketahanan kelelahan yang baik, dan kemampuan mesin yang sangat baik dibutuhkan serta di mana korosi dapat dikurangi dengan langkah perlindungan. Pemilihan temper yang tepat, kontrol perlakuan panas, dan perlindungan permukaan adalah kunci untuk mengoptimalkan performanya dalam aplikasi teknik modern yang terpengaruh oleh struktur dan aeronautika.