Aluminium 3007: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Komprehensif

3007 adalah anggota dari seri paduan aluminium 3xxx, sebuah keluarga yang ditandai dengan mangan sebagai elemen paduan utama. Seri ini tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas dan mendapatkan kekuatannya terutama melalui efek larutan padat dan pengerasan kerja (work hardening) daripada pengerasan presipitasi.

Elemen paduan utama pada 3007 biasanya meliputi mangan dengan tambahan terkontrol silikon, besi, serta jejak magnesium atau kromium untuk mengatur kekuatan, perilaku rekristalisasi, dan performa korosi. Mekanisme penguatan utama adalah pengerasan dingin (strain hardening) yang dikombinasikan dengan kontrol mikrostruktur dari paduan; perlakuan penuaan (ageing) dan larutan tidak berperan signifikan dalam pencapaian kekuatan puncak.

Sifat utama dari 3007 adalah kemampuan pembentukan sedang hingga tinggi dalam kondisi annealed, ketahanan korosi yang baik di lingkungan atmosfer, kemampuan las yang wajar dengan proses fusi umum, dan tingkat kekuatan di atas aluminium murni komersial tetapi di bawah paduan seri 6xxx atau 7xxx yang dapat diperkuat dengan perlakuan panas. Atribut ini menjadikan 3007 menarik untuk industri yang memerlukan fleksibilitas fabrikasi dan performa korosi, seperti panel dalam otomotif, pelapis arsitektural, fasad bangunan, dan komponen peralatan konsumen.

Perancang memilih 3007 dibandingkan paduan lain ketika dibutuhkan keseimbangan antara kemampuan pembentukan, kualitas permukaan, dan kekuatan sedang, atau saat pemrosesan pasca bentuk (seperti deep drawing, bending) menjadi prioritas. Paduan ini dipilih dibanding material dengan paduan tinggi atau memperkuat dengan perlakuan panas saat biaya, kemudahan pembentukan, dan ketahanan terhadap korosi atmosfer lebih penting daripada kekuatan luluh maksimum.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (20–40%)	Istimewa	Istimewa	Kondisi annealed penuh untuk duktibilitas maksimal
H12	Rendah-Sedang	Sedang (10–25%)	Baik Sekali	Baik Sekali	Pengerasan parsial dengan kemampuan ditarik yang baik
H14	Sedang	Sedang-Rendah (6–15%)	Baik	Baik	Temper dingin komersial khas untuk kekuatan sedang
H16	Sedang-Tinggi	Rendah (4–10%)	Cukup	Baik	Pengerasan strain lebih tinggi untuk komponen lebih kaku
H18	Tinggi	Rendah (≤5%)	Terbatas	Baik	Temper pengerasan dingin tertinggi untuk kebutuhan kekuatan luluh lebih tinggi
T4*	Tidak Berlaku/Tidak Biasa	Tidak Berlaku	Tidak Berlaku	Tidak Berlaku	Dicantumkan untuk kelengkapan — paduan 3xxx biasanya tidak diperkuat dengan presipitasi

Pemilihan temper untuk 3007 sangat memengaruhi kompromi antara kekuatan dan duktibilitas: peningkatan angka H meningkatkan kekuatan luluh dan tarik dengan mengorbankan elongasi dan kemampuan pembentukan. Untuk operasi yang banyak pembentukan, temper O atau temper H rendah dipilih; untuk bagian jadi yang membutuhkan kekakuan lebih tinggi atau pengendalian springback, temper H16/H18 dapat direkomendasikan.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.05–0.50	dikontrol untuk membatasi inklusi terkait pengecoran dan mempertahankan kualitas permukaan.
Fe	0.20–0.70	Impuritas umum; kandungan Fe tinggi mengurangi duktibilitas dan kualitas permukaan.
Mn	0.6–1.5	Elemen paduan utama penguat di keluarga 3xxx.
Mg	0.05–0.50	Tambahan minor meningkatkan pengerasan strain dan kekuatan sedikit.
Cu	≤0.20	Dipertahankan rendah untuk membatasi kerentanan korosi dan menjaga kemampuan las.
Zn	≤0.25	Tingkat rendah untuk menghindari pengaruh merugikan pada korosi dan kerapuhan.
Cr	≤0.10	Jumlah kecil dapat mengontrol rekristalisasi dan struktur butir.
Ti	≤0.10	Perbaikan butir untuk produk cor atau hasil pengerjaan berat dalam jumlah jejak.
Elemen Lain (masing-masing)	≤0.05	Elemen jejak dijaga rendah; sisanya aluminium sebagai keseimbangan.

Komposisi yang ditampilkan adalah tipikal komposisi industri 3007 daripada standar formal tunggal. Mangan adalah elemen mikro-paduan utama yang memberikan sebagian besar kekuatan setelah pengerjaan. Silikon dan besi mengontrol kemampuan pengecoran dan inklusi; magnesium kecil meningkatkan respons pengerasan strain dan sedikit menaikkan kekuatan; sedangkan tembaga dan seng rendah mempertahankan ketahanan korosi dan kemampuan las.

Sifat Mekanik

Dalam perilaku tarik, 3007 menunjukkan respons duktile dan dapat dikeraskan dengan pengerjaan dingin dengan eksponen pengerasan strain relatif datar dalam kondisi annealed dan peningkatan yield seiring pengerjaan dingin. Spesimen annealed biasanya menunjukkan elongasi total tinggi dan kekuatan luluh rendah, sementara temper dingin menunjukkan nilai yield dan tarik lebih tinggi tetapi duktibilitas dan ketangguhan berkurang. Perilaku lelah dipengaruhi oleh kualitas permukaan, tingkat pengerjaan dingin, dan ketebalan; permukaan hasil pengerjaan dingin yang dipoles dapat menunjukkan batas lelah lebih baik dibanding permukaan hasil rolling kasar.

Kekuatan luluh meningkat seiring pengurangan dingin dan dapat dinaikkan secara predictible dengan temper H, tetapi paduan ini tidak memiliki jalur pengerasan presipitasi untuk mencapai kekuatan tinggi seperti paduan 6xxx atau 7xxx. Kekerasan berkorelasi dengan kekuatan tarik dan pengurangan dingin; lembaran tipis lebih cepat mengalami pengerasan kerja dan sering mencapai kekuatan lebih tinggi pada temper yang sama dibandingkan plat yang lebih tebal.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (H14)	Catatan
Kekuatan Tarik (MPa)	100–140	170–220	Nilai tergantung ketebalan dan pengerjaan dingin; rentang tipikal.
Kekuatan Luluh (0.2% Proof, MPa)	30–60	110–160	H14 secara signifikan menaikkan yield melalui pengerasan strain.
Elongasi (%)	20–40	6–15	Material annealed cocok untuk deep drawing; temper H membatasi pembentukan.
Kekerasan (HB)	25–45	55–85	Rentang Brinell kira-kira; kekerasan naik hampir linear dengan pengerjaan dingin.

Ketebalan memengaruhi respons mekanik: ketebalan tipis mengalami pengerjaan dingin lebih seragam dan dapat mencapai kekuatan lebih tinggi pada temper H, sementara bagian tebal cenderung mempertahankan yield lebih rendah dan ketangguhan lebih tinggi. Perhatikan anisotropi yang muncul akibat rolling dan arah pengujian untuk aplikasi struktural kritis.

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Density	2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium komersial; berguna untuk perhitungan massa.
Rentang Leleh	640–660 °C	Jendela solidus-liquidus sempit khas paduan pengerjaan.
Konduktivitas Termal	150–180 W/(m·K)	Lebih rendah daripada aluminium murni karena paduan; tetap baik untuk penyebaran panas.
Konduktivitas Listrik	30–45 %IACS	Paduan mengurangi konduktivitas dibandingkan aluminium murni.
Kalor Spesifik	880–910 J/(kg·K)	Kira-kira 0.88–0.91 J/g·K pada suhu kamar.
Ekspansi Termal	23–24 µm/(m·K)	Serupa dengan paduan Al-Mn lain; penting untuk perhitungan mismatch termal.

Sifat fisik ini membuat 3007 cocok untuk komponen yang memerlukan konduksi termal baik namun tidak dapat menerima biaya atau berkurangnya kemampuan pembentukan dari material paduan tinggi yang memperkuat dengan perlakuan panas. Konduktivitas listrik dan termal cukup untuk banyak aplikasi heat sink dan enclosure, sementara keuntungan densitas mendukung desain yang sensitif terhadap bobot di bidang transportasi dan arsitektur.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (lembaran)	0,2–6,0 mm	Pengerasan kerja meningkat seiring pengurangan; lembaran tipis memperoleh kekuatan lebih cepat	O, H12, H14	Umumnya digunakan untuk panel, pembentukan dalam (deep drawing) dan stamping
Plate (plat)	6–50 mm	Pengerasan regangan per langkah lebih rendah; bagian tebal menunjukkan kekuatan kerja dingin yang lebih rendah	O, H18	Digunakan jika diperlukan bagian lebih tebal dengan pembentukan yang sedang
Extrusion (ekstrusi)	Profil sampai 300 mm	Kekuatan tergantung pada rasio ekstrusi dan kerja dingin berikutnya	O, H12	Ekstrusi digunakan untuk profil arsitektur dan rangka
Tube (pipa)	Dinding 0,5–10 mm	Penarikan dingin menghasilkan peningkatan batas luluh yang dapat diprediksi	O, H14	Pipa untuk HVAC, elemen arsitektur, dan struktural
Bar/Rod (batang)	Diameter 3–75 mm	Pengerasan kerja melalui proses drawing dan finishing dingin	O, H16	Digunakan untuk komponen mesin kecil atau batang struktural

Pembuatan lembaran dan strip mendominasi untuk 3007, di mana siklus rolling dan annealing disesuaikan untuk hasil permukaan dan kemampuan pembentukan. Produksi ekstrusi dan pipa memerlukan kontrol saksama terhadap kimia billet dan homogenisasi untuk menghindari cacat permukaan dan mengontrol perilaku rekristalisasi. Produksi plat lebih jarang dan digunakan ketika diperlukan penampang yang lebih tebal dengan ketahanan korosi yang baik.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	3007	USA	Penamaan utama yang digunakan dalam beberapa katalog vendor; nomenklatur mengikuti seri 3xxx.
EN AW	3007	Eropa	Penamaan paduan komersial yang digunakan dalam beberapa rantai pasokan Eropa; periksa spesifikasi pemasok.
JIS	A3007 (tidak resmi)	Jepang	Tidak ada padanan JIS yang universal dalam beberapa kasus; periksa standar nasional.
GB/T	3007	Cina	Pemasok Cina mungkin menggunakan penamaan numerik yang sama, namun verifikasi toleransi komposisi diperlukan.

Kesetaraan antar wilayah seringkali bersifat perkiraan karena standar yang berbeda mengizinkan toleransi komposisi dan metode verifikasi properti yang sedikit berbeda. Saat mengganti grade antar standar, pastikan batas kimia, kondisi uji mekanik, dan penamaan temper karena variasi kecil dalam Mn atau Mg dapat mempengaruhi kemampuan bentuk dan rekristalisasi.

Ketahanan Korosi

3007 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer yang baik secara umum karena kandungan tembaga dan seng yang relatif rendah serta lapisan pelindung oksida aluminium. Dalam lingkungan industri dan polusi ringan ia menunjukkan performa jangka panjang yang baik, dengan pitting yang banyak dikendalikan oleh hasil permukaan dan keberadaan halida agresif.

Di lingkungan laut atau kaya klorida, paduan seri 3xxx, termasuk 3007, menunjukkan ketahanan yang wajar tetapi umumnya kalah dibandingkan paduan 5xxx yang mengandung magnesium yang menawarkan ketahanan korosi dan kekuatan yang lebih tinggi di air laut. Perlakuan permukaan, anodizing atau pelapis organik umum diterapkan untuk memperpanjang umur penggunaan dalam eksposur laut.

Sifat rentan retak akibat korosi tegangan (stress corrosion cracking) rendah dibandingkan dengan paduan heat-treatable berdaya tahan tinggi; namun lingkungan klorida pekat dan tegangan sisa tarik dapat meningkatkan risiko. Interaksi galvanik harus diperhatikan: saat terhubung secara listrik dengan logam mulia seperti baja tahan karat atau tembaga, aluminium akan menjadi pasangan anod yang mengalami korosi lebih dahulu kecuali diisolasi atau dipisahkan.

Dibandingkan dengan paduan seri 1xxx (komersial murni), 3007 mengorbankan sedikit konduktivitas listrik dan termal untuk kekuatan dan ketahanan creep yang lebih baik. Dibandingkan paduan 5xxx, ia menukar sedikit ketahanan korosi di air laut yang agresif dengan kemampuan bentuk yang superior dan biaya yang seringkali lebih rendah.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

3007 mudah dilas dengan proses fusion umum seperti MIG (GMAW) dan TIG (GTAW) dengan risiko retak panas rendah jika praktik baik diterapkan. Pengisi las yang direkomendasikan adalah paduan aluminium low-alloy yang kompatibel dengan keluarga 3xxx; ER4043 (Al-Si) dan ER5356 (Al-Mg) sering digunakan tergantung kebutuhan sambungan dan pertimbangan korosi pasca-las. Pelunakan zona terpengaruh panas (HAZ) cukup rendah karena sifat non-heat-treatable, namun properti mekanik area las bergantung pada rancangan sambungan dan kontrol tegangan sisa.

Kemampuan Mesin

Kemampuan mesin 3007 sedang dan mirip dengan paduan seri 3xxx lainnya; ia lebih baik dibanding beberapa paduan berbahan tinggi atau yang mengeras usia berkat pembentukan serbuk chip yang ductile. Alat carbide dengan sudut positif dan aliran pendingin yang baik memperbaiki hasil permukaan dan umur alat; kecepatan biasanya konservatif dibanding baja dan tergantung temper serta ketebalan penampang. Chip cenderung kontinu dan memanjang pada temper lunak, sehingga strategi pengendalian chip (pemotongan segmentasi, pemecah chip) berguna untuk operasi otomatis.

Kemampuan Bentuk

Kemampuan bentuk adalah keunggulan utama 3007, terutama pada temper annealed O di mana pembentukan dalam, spinning, dan stamping kompleks dapat dilakukan dengan sedikit springback. Radius tekuk serendah 1–2× ketebalan dapat dilakukan pada temper O untuk banyak geometri; temper H meningkatkan springback dan membutuhkan radius atau gaya lebih besar. Kerja dingin meningkatkan batas luluh dan dapat memungkinkan kompromi kekakuan pembentukan, namun pembentukan bertahap dengan annealing antar tahap umum untuk bentuk rumit.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan non-heat-treatable, 3007 tidak merespons perlakuan panas larutan dan penuaan buatan seperti halnya paduan 6xxx atau 7xxx. Upaya perlakuan larutan dan quench-aging hanya menghasilkan perubahan minor karena mangan dan elemen utama lain tidak mengendapkan fasa pengeras di bawah perlakuan konvensional.

Cara utama memodifikasi kekuatan adalah dengan kerja dingin (temper H) dan annealing terkontrol. Anneal penuh (O) dicapai dengan pemanasan ke suhu yang cukup untuk merekristalisasi struktur (biasanya rentang yang digunakan untuk paduan 3xxx), diikuti pendinginan lambat untuk menghasilkan kelembutan dan kemampuan bentuk maksimum. Anneal parsial dan tempering melalui siklus regangan dan suhu dikontrol digunakan untuk menyesuaikan kemampuan pembentukan atau sifat tarik untuk urutan pembentukan tertentu.

Untuk aplikasi yang memerlukan pemulihan duktibilitas setelah kerja dingin signifikan, siklus annealing standar efektif mengembalikan kemampuan bentuk tanpa peralatan perlakuan panas yang kompleks. Selalu verifikasi sifat mekanik setelah perlakuan panas karena perubahan mikrostruktur atau oksidasi permukaan dapat mengubah performa.

Performa Suhu Tinggi

3007 mempertahankan sifat mekanik yang dapat digunakan hingga suhu sedang namun mengalami penurunan kekuatan signifikan di atas sekitar 150–200 °C. Pajanan jangka panjang pada suhu tinggi mempercepat proses pemulihan dan rekristalisasi, mengurangi kontribusi pengerasan kerja terhadap batas luluh dan kekakuan.

Oksidasi pada suhu layanan khas aluminium – lapisan oksida pelindung terbentuk cepat dan membatasi serangan lanjutan, tetapi skala dan perubahan permukaan dapat mempengaruhi adhesi brazing atau pelapisan. Pajanan panas dekat titik leleh tidak relevan untuk layanan produk tempa, namun siklus termal selama fabrikasi (misalnya pengelasan) dapat mengubah kekerasan dan duktibilitas lokal di zona terpengaruh panas (HAZ).

Untuk aplikasi struktural suhu tinggi, pertimbangkan paduan yang khusus dinilai untuk retensi suhu tinggi; 3007 terbaik digunakan di bawah rentang suhu di mana pelunakan signifikan terjadi atau di lokasi dengan siklus termal minimal.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Mengapa 3007 Digunakan
Otomotif	Panel bodi dalam, strip penguat	Kemampuan bentuk sangat baik untuk deep drawing dan stamping dengan kekuatan yang memadai
Maritim	Struktur arsitektur laut, perlengkapan kapal pedalaman	Ketahanan korosi atmosferik baik dan kemudahan fabrikasi
Aerospace (non-primer)	Fitting interior, fairing	Rasio kekuatan terhadap berat dan hasil permukaan yang baik untuk bagian non-struktural
Elektronik	Penyebar panas, enclosure	Konduktivitas termal dan ketahanan korosi yang baik untuk pelindung
Bangunan & Arsitektur	Cladding, soffit, façade	Kemampuan bentuk, hasil permukaan, dan ketahanan korosi untuk permukaan yang terlihat

3007 menemukan ceruk di mana pembentukan kompleks, ketahanan korosi baik, dan biaya efektif dibutuhkan secara bersamaan. Ini banyak digunakan untuk bagian dekoratif atau struktural non-kritis di mana kepraktisan manufaktur dan daya tahan lingkungan jangka panjang penting.

Wawasan Pemilihan

Saat memilih 3007, prioritaskan aplikasi yang membutuhkan kemampuan bentuk tinggi dan ketahanan korosi atmosferik yang baik tetapi tidak menuntut kekuatan puncak dari paduan heat-treatable. Ini cost-effective dan lebih mudah dibentuk dibanding banyak paduan berdaya tahan tinggi, serta mudah dilas dan finishing.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 3007 mengorbankan sebagian konduktivitas listrik dan termal serta memiliki plastisitas yang sedikit lebih tinggi untuk kekuatan yang jauh lebih baik dan stabilitas mekanik yang lebih baik setelah pembentukan. Dibandingkan dengan paduan pengerasan kerja umum seperti 3003 atau 5052, 3007 biasanya berada di antara keduanya: memberikan kekuatan yang lebih tinggi daripada paduan sangat lunak seri 1xxx/3xxx sambil mempertahankan kemampuan bentuk yang lebih baik dan kadang-kadang ketahanan korosi yang lebih baik dibandingkan dengan seri 5xxx yang kaya Mg. Dibandingkan dengan paduan perlakuan panas seperti 6061 atau 6063, 3007 menawarkan kemampuan penarikan yang superior dan seringkali biaya yang lebih rendah; pilih 3007 ketika pembentukan yang kompleks dan hasil permukaan lebih kritis daripada kekuatan puncak tertinggi yang dapat dicapai.

Gunakan 3007 ketika geometris komponen, tahapan pembentukan, dan persyaratan permukaan menjadi faktor utama dalam desain; pertimbangkan alternatif ketika kapasitas struktural maksimum atau kinerja penahan beban yang terekspos air laut dibutuhkan.

Ringkasan Penutup

3007 tetap relevan sebagai paduan seri 3xxx yang praktis yang menyeimbangkan kemampuan bentuk, ketahanan korosi, dan kekuatan sedang untuk berbagai komponen fabrikasi. Kombinasi kemudahan fabrikasi, perilaku pengerasan kerja yang dapat diprediksi, dan karakteristik permukaan yang menguntungkan menjadikannya pilihan andal di mana kemampuan manufaktur dan ketahanan lingkungan menjadi faktor utama dalam desain.