Aluminium 4035: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Komprehensif

4035 adalah anggota dari seri 4xxx paduan aluminium, suatu keluarga yang dicirikan oleh silikon sebagai elemen paduan utama. Klasifikasi ini menempatkan 4035 di antara paduan yang dikembangkan untuk meningkatkan fluiditas, ketahanan aus pada pengecoran dan aplikasi pengisi/pengelasan, serta kekuatan sedang melalui efek larutan padat dan dispersoid alih-alih pengerasan presipitasi klasik.

Elemen paduan utama dalam 4035 adalah silikon dan penambahan terkendali magnesium, dengan jumlah kecil besi, mangan, titanium, dan unsur jejak untuk mengontrol struktur butir dan perilaku pengecoran/pengelasan. Kombinasi ini menghasilkan material yang tidak terutama mengeras dengan penuaan; mekanisme penguatannya didominasi oleh penguatan larutan padat dari Si, dispersoid halus yang terbentuk selama siklus termal, dan pengerasan kerja untuk kondisi tempa.

Sifat utama 4035 meliputi kekuatan statis sedang, fluiditas dan kelarutan baik untuk pengelasan dan brazing, ketahanan korosi andal di lingkungan atmosfer dan lautan ringan, serta kemampuan bentuk baik dalam kondisi annealed atau pengerasan kerja ringan. Kemampuan lasnya adalah keunggulan, terutama karena tambahan silikon membantu aliran pengisi dan mengurangi kecenderungan retak panas, menjadikan 4035 menarik untuk aplikasi otomotif, peralatan konsumen, dan beberapa aplikasi struktural di mana keseimbangan kemampuan bentuk, ketahanan korosi, dan performa las dibutuhkan.

Engineer sering memilih 4035 dibandingkan paduan lebih murni saat prioritas adalah kemampuan las dan integritas sambungan yang meningkat tanpa menggunakan logam dasar yang lebih lunak dan berdaya tahan rendah. 4035 dipilih dibandingkan beberapa paduan 6xxx ketika kompatibilitas kawat las dan pengurangan kebutuhan perlakuan panas pasca las diinginkan. Kombinasi dari kemudahan mesin, kekuatan yang dapat diterima, dan ketahanan korosi menjadikannya pilihan pragmatis untuk rakitan fabrikasi dan struktur las.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Sepenuhnya annealed, daya tahan tarik dan kemampuan bentuk maksimum
H14	Sedang-Tinggi	Rendah-Sedang	Baik	Istimewa	Pengerasan kerja hingga seperempat keras, umum untuk lembaran
H18	Sedang	Sedang	Baik	Istimewa	Distabilkan dan sebagian dihilangkan tegangan sisa, digunakan saat diperlukan kontrol springback
H24	Sedang	Sedang	Baik	Istimewa	Dihilangkan tegangan sisa setelah pengerasan kerja, menyeimbangkan kekuatan dan keuletan
T4 (terbatas)	Peningkatan terbatas	Sedang	Baik	Baik	Larut alami atau parsial; tidak umum digunakan untuk keluarga 4xxx
T5/T6	Tidak khas	Tidak tersedia	Berangsur berkurang	Berangsur berkurang	Pengerasan buatan untuk kekerasan puncak umumnya tidak efektif untuk paduan 4xxx

Temper 4035 sangat mengendalikan kompromi antara kemampuan bentuk dan kekuatan. Temper annealed (O) memberikan kemampuan gambar (drawability) dan kemampuan bengkok (bendability) terbaik untuk operasi pembentukan dalam (deep-forming), sedangkan temper H meningkatkan kekuatan dengan mengorbankan elongasi dan radius tekuk.

Kemampuan las tetap baik di sebagian besar kondisi temper karena silikon mengurangi rentang pembekuan dan kerentanan terhadap retak panas; namun, temper pengerasan kerja dapat menunjukkan peningkatan springback dan memerlukan gaya lebih besar untuk pembentukan setelah pengelasan.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	5.5–8.5	Elemen paduan utama; meningkatkan fluiditas, mengurangi rentang pencairan serta menambah ketahanan aus
Fe	0.3–0.8	Impuritas residu; membentuk intermetal yang memengaruhi keuletan dan stabilitas suhu tinggi
Mn	0.1–0.6	Modifier struktur butir; meningkatkan kekuatan dan mengurangi hot-shortness
Mg	0.3–0.9	Penambahan kecil mempromosikan presipitasi Mg2Si terbatas dan sedikit menaikkan kekuatan
Cu	≤0.2	Dirawat rendah untuk mempertahankan ketahanan korosi dan mengurangi kecenderungan aktivitas galvanik
Zn	≤0.25	Rendah; penambahan besar tidak khas untuk keluarga 4xxx
Cr	≤0.1	Mengontrol pertumbuhan butir dan meningkatkan ketangguhan pada beberapa temper
Ti	≤0.2	Refiner butir untuk pengecoran dan ekstrusi
Lainnya (masing-masing)	≤0.05	Unsur jejak dikontrol untuk menjaga kemampuan las dan konsistensi mekanik

Silikon adalah penggerak utama kinerja: mengurangi jarak antara liquidus-solidus, meningkatkan aliran leleh dan kelarutan untuk pengelasan dan pengecoran, serta berkontribusi pada penguatan larutan padat. Magnesium pada level terkendali dapat membentuk dispersoid Mg2Si halus selama paparan termal, sedikit meningkatkan kekuatan tanpa memungkinkan perlakuan panas penuh. Besi dan mangan terutama memengaruhi struktur butir dan pembentukan intermetal yang kemudian mempengaruhi ketangguhan dan kemampuan bentuk.

Sifat Mekanik

Dalam pemakaian, 4035 menunjukkan perilaku tarik sedang dengan rentang yang cukup luas tergantung temper, ketebalan penampang, dan sejarah proses. Material annealed menunjukkan kekuatan luluh rendah dan kekuatan tarik sedang dengan elongasi tinggi, sedangkan temper H hasil pengerasan dingin menaikkan kekuatan luluh dan tarik dengan penurunan keuletan. Kekerasan berkorelasi dengan derajat pengerasan dingin; plat annealed lunak dan mudah dibentuk, sementara jenis lembaran H14/H24 mencapai nilai Brinell dan Rockwell lebih tinggi yang berguna untuk beban struktural sedang.

Perilaku lelah dari 4035 adalah khas untuk paduan kaya silikon: kekuatan lelah cukup baik untuk beban siklik saat konsentrasi tegangan diminimalkan, dan hasil akhir permukaan serta tegangan residual dari pembentukan/pengelasan memiliki pengaruh besar. Efek ketebalan signifikan karena penampang besar mempertahankan heterogenitas mikrostruktur hasil cor atau ekstrusi; pengukuran tipis lebih seragam dan merespons lebih dapat diprediksi terhadap pengerasan dingin dan pengelasan. Zona terpengaruh panas (HAZ) las bisa menunjukkan pelunakan lokal atau perubahan keuletan, tetapi sifat bulk tetap didominasi oleh komposisi dan temper.

Jalur proses dan sejarah regangan pasca pembentukan sangat menentukan performa mekanik akhir. Desainer harus mengantisipasi kekuatan puncak lebih rendah dibanding banyak paduan 6xxx yang dapat diperlakukan panas tetapi dengan integritas sambungan las yang lebih baik dan ketahanan korosi sebanding dengan paduan 5xxx di banyak lingkungan.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (H14/H24)	Catatan
Kekuatan Tarik	110–150 MPa	200–260 MPa	Rentang tergantung pengerasan dingin dan ketebalan; nilai indikatif untuk produk tempa
Kekuatan Luluh	55–90 MPa	120–180 MPa	Kekuatan luluh naik tajam dengan pengerasan regangan
Elongasi	18–28%	6–12%	Keuletan menurun seiring peningkatan kekuatan; ketebalan tipis menunjukkan elongasi lebih tinggi
Kekerasan (HB)	30–50 HB	60–95 HB	Kekerasan berkorelasi dengan temper; rentang dilaporkan tergantung produksi

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Kepadatan	2.66–2.70 g/cm³	Tipikal untuk aluminium paduan silikon; sedikit lebih rendah dari baja untuk penghematan berat
Rentang Pencairan	577–640 °C	Pergeseran eutektik dari silikon menurunkan liquidus dibanding Al murni dan memberikan rentang leleh yang cair
Konduktivitas Termal	~140–170 W/m·K	Lebih rendah dibanding Al murni karena paduan; masih baik untuk aplikasi pembuang panas
Konduktivitas Listrik	~25–35 %IACS	Paduan dengan Si dan Mg menurunkan konduktivitas dibanding Al murni komersial
Kalor Spesifik	~0.88–0.90 J/g·K	Tipikal untuk paduan aluminium kategori ini
Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K	Koefisien ekspansi termal mirip dengan paduan aluminium tempa lain

Keberadaan silikon dan elemen paduan lain mengurangi konduktivitas termal dan listrik dibanding aluminium murni komersial. Namun demikian, 4035 tetap mempertahankan performa termal yang menguntungkan untuk penyebar panas dan komponen yang membutuhkan konduktivitas sedang dan ekspansi termal rendah.

Desainer harus menyeimbangkan konduktivitas yang berkurang dengan keuntungan dalam kemampuan cor, kemampuan las, dan stabilitas mekanik. Rentang pencairan dan liquidus yang lebih rendah mendukung fusi dan kelarutan yang andal dalam operasi pengelasan dan brazing.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (Lembaran)	0.3–6.0 mm	Seragam, responsif terhadap pengerjaan dingin	O, H14, H18, H24	Banyak digunakan untuk panel dan komponen berbentuk
Plate (Plat)	>6.0–50 mm	Kekuatan sedikit lebih rendah pada temper nominal sama karena efek sisa pengecoran/penggilingan	O, H32	Plat membutuhkan pembentukan lebih berat; digunakan untuk segmen struktural
Extrusion (Ekstrusi)	Ketebalan dinding 1–20 mm; profil bervariasi	Kekuatan bervariasi sesuai profil dan laju pendinginan	O, H14	Profil ekstrusi menggunakan silikon untuk meningkatkan pengisian cetakan dan hasil permukaan
Tube (Tabung)	Ø10–400 mm	Kekuatan tabung tipikal sesuai temper lembaran/plat	O, H14	Tabung seamless atau dilas tersedia; digunakan dalam aplikasi hidrolik dan struktural
Bar/Rod (Batang)	Ø3–100 mm	Perilaku temper mirip dengan ekstrusi	O, H14	Digunakan untuk komponen mesin dan pengencang di mana kemampuan las menjadi nilai tambah

Rute pembentukan dan pemrosesan sangat mempengaruhi respons mekanik dan kondisi permukaan 4035. Sheet dan ekstrusi dapat dipengerjakan dingin untuk meningkatkan kekuatan, sedangkan plat dan bagian tebal mungkin memerlukan pemanasan awal atau peralatan pembentukan lebih berat. Pengelasan umum dilakukan pada bentuk produk ini tanpa perlakuan pasca-las agresif, walaupun perancang harus mempertimbangkan efek HAZ (heat affected zone) pada sambungan yang menanggung beban.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	4035	USA	Penamaan American Aluminum Association untuk komposisi seri paduan 4xxx yang ditempa
EN AW	4035	Europe	Standar EN mengikuti kimia AA tetapi toleransi dan temper mungkin sedikit berbeda
JIS	A4035	Jepang	Penamaan Jepang; kimia kompatibel tetapi praktik manufaktur dan batasan impuritas berbeda
GB/T	4035	China	Standar China dengan komposisi nominal serupa namun kontrol unsur jejak berbeda

Kesetaraan satu‑satu antar standar ada pada komposisi nominal, tetapi batas inspeksi, kontrol impuritas, dan toleransi mikrostruktur diizinkan berbeda. Standar Eropa dan Jepang biasanya memerlukan kontrol ketat terhadap besi dan tembaga untuk memastikan kemampuan las dan ketahanan korosi yang konsisten. Pembeli harus selalu meminta sertifikat material terkait serta membandingkan temper dan persyaratan sifat mekanik untuk aplikasi kritis.

Ketahanan Korosi

4035 menawarkan ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik, sebagian karena kandungan silikon dan kadar tembaga rendah yang mengurangi aktivitas galvanik di udara dan lingkungan industri ringan. Di atmosfer pedesaan dan perkotaan, performanya setara dengan banyak paduan 5xxx dan 6xxx, mempertahankan lapisan oksida pasif yang melindungi permukaan pada suhu layanan khas.

Di lingkungan laut atau yang mengandung klorida, 4035 menunjukkan performa yang dapat diterima untuk komponen struktural di atas garis percikan air, tetapi seperti kebanyakan paduan aluminium, rentan terhadap korosi lubang (pitting) dan korosi celah pada air asin yang stagnan atau di bawah endapan. Pelapis pelindung, anodisasi, atau proteksi katodik dianjurkan jika perendaman lama atau klorida terkonsentrasi diperkirakan terjadi.

Kerentanan terhadap stress corrosion cracking (SCC) rendah dibandingkan paduan seri 7xxx yang berdaya tahan tinggi, namun tidak nol; risiko SCC meningkat dengan tegangan tarik tinggi, paparan halida agresif, dan tegangan sisa manufaktur tertentu. Saat kontak listrik dengan logam mulia lainnya, interaksi galvanik dapat mempercepat korosi 4035 kecuali langkah isolasi atau pengencang kompatibel digunakan.

Dibandingkan paduan magnesium 5xxx, 4035 biasanya menunjukkan ketahanan korosi lokal yang serupa atau sedikit lebih baik karena kandungan Mg dan Cu yang lebih rendah. Dibanding 6xxx, 4035 sering dipilih ketika kemampuan las dan pengurangan kebutuhan perlakuan panas pasca-las menjadi prioritas, meskipun kekuatan puncaknya sedikit lebih rendah.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Las

4035 diformulasikan untuk kinerja las fusi dan brazing yang sangat baik; silikon mengurangi rentang suhu pembekuan dan meminimalkan kecenderungan retak panas (hot-cracking). Sangat cocok untuk TIG, MIG (GMAW), dan las tahanan dengan profil bead stabil dan pembasahan material dasar yang baik. Logam pengisi yang direkomendasikan meniru kimia paduan dasar (logam pengisi aluminium mengandung Si) untuk menjaga keuletan dan ketahanan korosi; pilihan pengisi seperti Al-Si umum digunakan. Perhatian diperlukan dalam mengelola input panas agar tidak terjadi pelunakan berlebih pada HAZ dan mengendalikan distorsi pada ketebalan tipis.

Machinability (Kemudahan Mesin)

Kemudahan pemesinan 4035 umumnya baik dan lebih baik dibanding banyak paduan aluminium berdaya tahan tinggi karena kekuatan sedang dan kandungan silikon yang menghasilkan pembentukan serpihan stabil. Alat pahat karbida standar dengan pelapisan sesuai (TiAlN, TiN) dan kecepatan potong sedang-tinggi dianjurkan untuk mengoptimalkan umur alat dan hasil permukaan. Kontrol serpihan mudah dilakukan namun bisa dipengaruhi oleh intermetalik Mg dan Fe pada bagian tebal; proses finishing mengurangi burr dan meningkatkan umur lelah pada lekukan. Penggunaan pendingin dan penjepitan kaku meningkatkan kontrol dimensi saat operasi pemotongan material tinggi.

Formabilitas

Formabilitas pada 4035 yang dianil sangat baik, memungkinkan deep drawing, bending, dan stamping kompleks dengan radius bengkok minimum relatif kecil dibanding temper yang lebih keras. Pengerjaan dingin (temper H) meningkatkan kekuatan tetapi membutuhkan radius bengkok lebih besar dan kompensasi springback saat desain tooling. Untuk pembentukan berat atau stretch-forming, gunakan temper O atau lakukan anneal perantara untuk mengembalikan keuletan; pembentukan hangat bisa diterapkan pada bagian tebal untuk mengurangi gaya yang diperlukan. Permukaan tooling harus bersih dan dilumasi untuk mencegah galling, terutama saat membentuk ketebalan tipis dalam temper H.

Perilaku Perlakuan Panas

4035 bukan paduan yang dapat diperlakukan panas secara konvensional (tipe T6); tidak merespon perlakuan larutan dan penuaan buatan standar dengan peningkatan sifat mekanik sebesar paduan 6xxx (Mg-Si) atau 7xxx (Zn-Mg). Upaya siklus larutan dan penuaan menghasilkan peningkatan penguatan terbatas karena silikon dalam paduan 4xxx terutama membentuk fase silikon, bukan struktur presipitat pengerasan berkelanjutan.

Annealing secara efektif melunakkan 4035 dan mengembalikan keuletan setelah pengerjaan dingin. Annealing umum dilakukan pada suhu 350–415 °C dengan pendinginan terkendali untuk meminimalkan pertumbuhan butir dan mempertahankan hasil permukaan baik. Penguatan terutama melalui pengerasan plastis (strain hardening) untuk temper ditempa; produsen mengontrol temper akhir melalui pengurangan dingin terkalibrasi dan proses pelepasan tegangan, bukan pengerasan presipitasi.

Ketika sifat pasca-las penting, perancang mengandalkan desain mekanik dan pemilihan pengisi untuk mencapai integritas sambungan daripada mengharapkan pemulihan kekuatan signifikan melalui perlakuan panas. Untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan puncak lebih tinggi dari yang dapat diberikan 4035, pertimbangkan penggantian dengan paduan yang dapat diperlakukan panas.

Performa pada Suhu Tinggi

4035 menunjukkan penurunan kekuatan bertahap dengan kenaikan suhu, dengan pelunakan signifikan terjadi di atas sekitar 150–200 °C. Untuk layanan struktural berkelanjutan, suhu pemakaian maksimum yang disarankan biasanya di bawah 125 °C guna menghindari kehilangan permanen sifat mekanik dan stabilitas dimensi. Suhu tinggi juga mempercepat kasar dan penggumpalan dispersoid dan partikel intermetalik, yang dapat mengurangi umur lelah dan ketahanan creep.

Oksidasi pada suhu layanan dibatasi oleh lapisan pelindung Al2O3; namun paparan lama pada suhu tinggi dapat menyebabkan pengelupasan dan perubahan kimia permukaan yang memengaruhi proses pengelasan atau perekat selanjutnya. Zona terpengaruh panas dari pengelasan mungkin menunjukkan perubahan mikrostruktur lokal, tetapi perilaku oksidasi secara keseluruhan kurang parah dibanding paduan ferrous pada suhu serupa. Perancang harus melakukan pengujian spesifik aplikasi untuk beban siklik suhu tinggi dan paparan jangka panjang.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 4035
Otomotif	Panel bodi, rakitan las	Formabilitas dan kemampuan las baik; kualitas sambungan meningkat dibanding paduan lain tertentu
Kelautan	Bulkhead, braket di atas garis percikan air	Ketahanan korosi dan kemampuan las untuk komponen fabrikasi
Aeronautika	Fitting sekunder dan fairing	Rasio kekuatan-terhadap-berat bagus dan performa las untuk struktur non-kritis
Elektronik	Penyebar panas, housing	Konduktivitas termal memadai dan fabrikasi mudah untuk enclosure
Peralatan Konsumen	Panel mesin cuci/pengering, penukar panas	Hasil permukaan bagus, formabilitas, dan fabrikasi yang ekonomis

4035 sangat cocok untuk aplikasi di mana rakitan las membutuhkan pembasahan andal dan minimal retak panas, serta perlakuan panas pasca-las tidak diinginkan atau tidak praktis. Kombinasi sifat mekanik, termal, dan fabrikasi membuatnya menjadi opsi serbaguna untuk banyak peran struktural dan fabrikasi dengan berat menengah.

Wawasan Pemilihan

Gunakan 4035 ketika kemampuan las dan kemudahan fabrikasi menjadi faktor utama desain serta ketika diperlukan keseimbangan antara kekuatan sedang dengan ketahanan korosi yang baik. Material ini merupakan pilihan pragmatis untuk panel yang dilas, profil ekstrusi, dan pipa dimana kompatibilitas filler dan integritas sambungan menjadi prioritas.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 4035 menukar sebagian konduktivitas listrik dan termal serta formabilitas yang sedikit berkurang dengan kekuatan yang jauh lebih tinggi serta perilaku keausan dan pengelasan yang lebih baik. Dibandingkan dengan paduan yang biasanya sudah bekerja mengeras seperti 3003 atau 5052, 4035 umumnya memberikan ketahanan korosi yang sebanding dengan kemampuan las yang lebih baik dan kekuatan yang sedikit lebih tinggi yang dapat dicapai melalui pengerjaan dingin. Dibandingkan dengan paduan yang dapat dilakukan perlakuan panas seperti 6061 atau 6063, 4035 tidak akan mencapai kekuatan puncak yang sama, tetapi lebih disukai ketika pengelasan tanpa penuaan berikutnya atau ketika diperlukan fluiditas kolam las yang superior.

Untuk pembeli, pilihlah 4035 ketika biaya, ketersediaan, dan kecepatan fabrikasi (lebih sedikit perawatan pasca las) lebih penting daripada kebutuhan kekuatan maksimum dari perlakuan panas. Tentukan temper dan sertifikat pabrik yang sesuai dengan rencana pembentukan dan pengelasan untuk memastikan performa yang dapat diprediksi selama masa layanan.

Ringkasan Penutup

4035 tetap relevan sebagai paduan 4xxx yang diperkaya silikon yang menggabungkan kemampuan las yang baik, formabilitas yang solid dalam kondisi anil, dan performa ketahanan korosi yang handal untuk banyak aplikasi fabrikasi. Keseimbangan sifat yang pragmatis membuatnya menjadi pilihan kuat dimana efisiensi fabrikasi dan integritas sambungan lebih penting daripada kekuatan perlakuan panas tertinggi yang tersedia.