Aluminum 443: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

Alloy 443 diklasifikasikan dalam seri 4xxx dari paduan aluminium, keluarga yang didominasi oleh silikon sebagai elemen paduan utama. Seri 4xxx umumnya memiliki kandungan silikon sedang yang menurunkan rentang leleh serta meningkatkan ketahanan aus dan kemampuan brazing; 443 mengikuti pola ini sambil menggabungkan penambahan terkendali besi, mangan, dan elemen jejak untuk mengatur kekuatan dan perilaku proses.

Elemen paduan utama dalam 443 adalah silikon (Si), besi (Fe), dan jumlah kecil mangan (Mn), dengan tambahan minor tembaga (Cu), magnesium (Mg), kromium (Cr), dan titanium (Ti) yang digunakan untuk memurnikan struktur butir dan mengontrol kekuatan. Paduan ini pada dasarnya tidak dapat perlakuan panas dan memperoleh kekuatan guna pakainya dari efek larutan padat dan pengerasan regangan akibat pengerjaan dingin. Penambahan mikro-paduan kecil dan fase kaya silikon memberikan kekakuan dan stabilitas dimensi yang lebih tinggi dibanding aluminium murni hampir murni.

Ciri utama 443 meliputi kekuatan sedang hingga baik untuk paduan aluminium (lebih tinggi daripada grade aluminium komersial murni), konduktivitas termal baik, kemampuan mesin yang menguntungkan, dan ketahanan korosi yang wajar di lingkungan atmosfer umum. Kemampuan las umumnya baik untuk proses fusi umum namun memerlukan perhatian pada pemilihan bahan pengisi agar menghindari efek galvanik lokal dan porositas. Industri tipikal yang menggunakan 443 termasuk panel bodi otomotif dan bagian struktural, perlengkapan maritim, casing elektronik konsumen, dan komponen yang membutuhkan keseimbangan bentuk, kemampuan las, dan kekuatan lebih tinggi daripada aluminium murni.

Para insinyur memilih 443 saat dibutuhkan aluminium yang mengandung silikon yang hemat biaya dengan peningkatan kekuatan dan perilaku termal dibandingkan anggota keluarga 1xxx dan 3xxx, sekaligus lebih sederhana untuk diproduksi dan lebih ekonomis daripada paduan perlakuan panas kekuatan tinggi. Rentang leleh yang lebih rendah dan kandungan silikon juga menarik untuk proses brazing atau peleburan lokal, serta di mana konduktivitas termal dan stabilitas dimensi selama siklus pemanasan penting.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (20–35%)	Excellent	Excellent	Kondisi fully annealed, formabilitas terbaik
H12	Rendah-Sedang	Sedang (10–18%)	Very Good	Very Good	Pengerasan regangan ringan, mempertahankan kelenturan wajar
H14	Sedang	Lebih rendah (6–12%)	Good	Very Good	Pengerasan regangan sedang untuk aplikasi panel
H16	Sedang-Tinggi	Rendah (4–10%)	Fair	Good	Pengerjaan dingin lebih berat untuk hasil luluh lebih tinggi
H18	Tinggi	Rendah (2–6%)	Poor	Good	Pengerasan regangan berat untuk kekuatan maksimum sesuai kondisi produksi
T4 (jika distabilkan)	Rendah-Sedang	Sedang-Tinggi	Very Good	Good	Relaksasi tegangan / stabilisasi alami setelah pembentukan

Temper sangat memengaruhi keseimbangan antara kekuatan dan kelenturan 443; temper O memberikan elongasi maksimum dan kemudahan pembentukan sedangkan temper H mengorbankan kelenturan demi kekuatan luluh dan tarik dengan pengerjaan dingin terkontrol. Untuk fabrikasi, pemilihan temper bergantung pada geometri produk akhir dan alur proses: bentuk dalam temper O atau H12, kemudian kembalikan ke temper H yang lebih tinggi dengan pengerjaan dingin sesuai kebutuhan.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.8 – 2.0	Elemen paduan utama; menurunkan titik leleh dan membentuk fase kaya silikon
Fe	0.4 – 1.2	Intermetalik penstabil impuritas; memengaruhi kekuatan dan ketangguhan
Mn	0.05 – 0.6	Pengontrol struktur butir; meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi
Mg	0.02 – 0.20	Minor; sedikit meningkatkan kekuatan melalui larutan padat
Cu	0.01 – 0.20	Penambahan kecil untuk kekuatan, tetapi mengurangi ketahanan korosi jika tinggi
Zn	0.02 – 0.25	Jejak; penguatan larutan padat terbatas
Cr	0.01 – 0.15	Mengontrol rekristalisasi dan pertumbuhan butir selama proses
Ti	0.01 – 0.10	Pemurni butir untuk produk cor atau tempa
Lainnya (termasuk keseimbangan Al)	Keseimbangan	Termasuk residu tingkat rendah (Ni, V, Zr) sesuai praktik pabrik

Komposisi 443 diatur sedemikian rupa untuk menjaga silikon sebagai unsur paduan dominan sambil mengontrol besi dan mangan untuk menyeimbangkan ketangguhan, kemampuan ekstrusi, dan perilaku presipitasi. Silikon menyediakan ketahanan aus dan performa termal sedangkan besi dan mangan membentuk fase intermetalik yang memperkuat paduan namun dapat mengurangi kelenturan jika berlebihan. Elemen jejak seperti kromium dan titanium sengaja dipertahankan rendah untuk memurnikan ukuran butir dan menstabilkan sifat selama pembentukan dan pengelasan.

Sifat Mekanik

443 menunjukkan perilaku tarik khas paduan aluminium dengan silikon yang tidak dapat perlakuan panas: daerah elastis relatif linier diikuti plastisitas sedang dan penyerapan energi yang baik pada kondisi anil. Kekuatan luluh dan tarik meningkat secara signifikan dengan pengerjaan dingin; namun, kelenturan dan ketangguhan patah menurun sebanding. Paduan ini merespon secara dapat diprediksi terhadap regangan pembentukan tergantung ketebalan, dengan ketebalan yang lebih tipis mencapai kekuatan akibat pengerjaan dingin lebih tinggi karena lokalisasi regangan.

Tren kekerasan mengikuti temper dan pengerjaan dingin secara langsung. Pada kondisi anil kekerasan rendah, mempermudah pemesinan dan pembentukan, sementara temper H18 atau serupa memberikan peningkatan kekerasan yang signifikan berguna untuk komponen kaku. Performa lelah 443 cukup untuk aplikasi dengan ketahanan sedang; ketahanan lelah meningkat dengan permukaan yang baik dan menghindari notch agresif atau ketidakrataan akibat las. Efek ketebalan signifikan: bagian lebih tebal dapat mempertahankan kekuatan lentur yang sedikit lebih rendah akibat heterogenitas mikostruktural residual, dan laju pendinginan saat fabrikasi memengaruhi distribusi presipitat lokal.

Sifat	O/Anil	Temper Kunci (H14/H18)	Catatan
Kekuatan Tarik	80 – 130 MPa	180 – 260 MPa	Kekuatan meningkat dengan pengerjaan dingin; nilai tergantung kandungan Si dan pengerjaan khusus
Kekuatan Luluh	30 – 70 MPa	110 – 170 MPa	Kekuatan luluh naik drastis dengan pengerasan regangan; sering menjadi nilai batas desain
Elongasi	20 – 35%	2 – 12%	Kelenturan menurun seiring peningkatan kekuatan; kondisi anil terbaik untuk pembentukan
Kekerasan (HB)	30 – 50	60 – 95	Nilai Brinell perkiraan; kekerasan berkorelasi dengan tingkat temper

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2.70 g/cm³	Kepadatan paduan aluminium tipikal; rasio kekuatan terhadap berat sangat baik
Rentang Leleh	~570 – 640 °C	Silikon menurunkan titik solidus dibanding aluminium murni; rentang tergantung fraksi Si
Konduktivitas Termal	120 – 160 W/m·K	Konduksi termal baik untuk heat-sinking dan manajemen termal
Konduktivitas Listrik	30 – 45 % IACS	Menurun dari aluminium murni akibat paduan; masih wajar untuk konduktor non-kritis
Kalor Spesifik	~0.90 J/g·K	Hampir sama dengan aluminium murni; berguna untuk perhitungan massa termal
Koefisien Ekspansi Termal	22 – 24 µm/m·K	Koefisien ekspansi termal khas untuk sebagian besar paduan aluminium

443 menggabungkan kepadatan relatif rendah dengan konduktivitas termal baik, menjadikannya menarik di mana disipasi panas dan kontrol berat sama pentingnya. Rentang leleh yang lebih rendah membantu penyambungan lokal dan brazing namun membutuhkan kontrol suhu ketat untuk mencegah peleburan atau segregasi fase kaya silikon. Konduktivitas listrik berkurang dibanding aluminium dengan kemurnian tinggi namun tetap berguna untuk banyak aplikasi konduktif non-kritis.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Biasa	Catatan
Lembaran	0,3 – 6,0 mm	Sensitif terhadap pengerjaan dingin; ketebalan tipis cepat bertambah kekuatannya	O, H12, H14	Umum untuk panel bodi dan heat sink; formabilitas sangat baik pada kondisi O
Plat	6 – 25 mm	Kurang dikerjakan dingin; mempertahankan sifat annealed kecuali diproses lebih lanjut	O, H16	Digunakan untuk komponen struktural di mana ketebalan menambah kekakuan
Ekstrusi	Profil hingga 200 mm	Dapat diekstrusi lalu ditarik dingin untuk kekuatan lebih tinggi	O, H14, H16	Stabilitas dimensi baik untuk rel dan rangka
Tabung	Ø 6 – 150 mm	Ketebalan dinding memengaruhi kekuatan terhadap kolaps dan pembengkokan	O, H12, H14	Umum di tabung struktural ringan dan inti penukar panas
Batang/Rod	Ø 3 – 50 mm	Dapat dikerjakan dingin untuk kekuatan lebih tinggi	O, H14, H18	Digunakan untuk pengikat, poros, dan komponen mesin

Bentuk dan ketebalan seksinya sangat memengaruhi jalur pemrosesan dan sifat akhir untuk 443. Lembaran dan ekstrusi tipis biasanya disuplai dalam kondisi annealed untuk pembentukan dan kemudian dikeraskan secara mekanis (work-hardened) untuk mencapai kekuatan yang diinginkan, sedangkan plat yang lebih tebal seringkali spesifik dalam temper yang lebih lunak untuk menghindari retak saat pembentukan. Proses ekstrusi memerlukan pengendalian ketat pada kimia billet dan profil termal agar tidak terjadi segregasi silikon serta mencapai toleransi dimensi yang konsisten.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	443	USA	Penamaan numerik utama yang digunakan secara komersial di Amerika Utara
EN AW	Tidak ada setara langsung	Eropa	Tidak ada nomor EN AW tunggal yang cocok langsung; yang paling dekat adalah paduan keluarga AlSi-Mn
JIS	Tidak ada setara langsung	Jepang	Varian regional tersedia dengan keseimbangan Si/Fe/Mn yang serupa
GB/T	Tidak ada setara langsung	China	Standar Cina mungkin mencantumkan grade paduan Al-Si tempa yang terkait erat

Tidak ada padanan satu-ke-satu universal untuk AA 443 di semua standar internasional; oleh karena itu insinyur harus membandingkan tabel kimia dan sifat mekanik secara detail saat mengganti grade. Pabrik di wilayah tertentu kadang memproduksi varian 443 dengan batas kemurnian atau riwayat proses yang sedikit berbeda, sehingga spesifikasi toleransi komposisi, temper, dan jalur proses sangat penting saat pengadaan material internasional.

Ketahanan Korosi

Dalam lingkungan atmosfer, 443 menunjukkan ketahanan korosi sedang yang khas pada paduan aluminium mengandung silikon, membentuk lapisan oksida aluminium pelindung yang membatasi korosi seragam. Adanya silikon dan kadar besi sedang cenderung mengurangi kerentanan terhadap korosi umum dibandingkan paduan seri 2xxx berbasis tembaga, namun performa bisa lebih rendah relatif terhadap seri 5xxx bermagnesium tinggi dalam beberapa lingkungan.

Pemaparan laut dapat dilayani oleh 443 pada komponen yang tidak mengalami tegangan, tetapi desain cermat diperlukan jika serangan klorida dan korosi celah mungkin terjadi. Ketahanan pitting tidak setinggi paduan seri 5xxx atau klad 6xxx yang khusus dioptimalkan untuk penggunaan laut; perlindungan korosi dengan anoda pengorbanan, pelapis isolasi atau desain katodik biasanya diterapkan untuk umur layanan panjang.

Kerentanan terhadap keretakan akibat korosi tegangan (SCC) rendah dibandingkan paduan heat-treatable berdaya tinggi, namun zona las atau yang sangat dikerjakan dingin dapat menunjukkan degradasi lokal di bawah beban tarik di lingkungan agresif. Interaksi galvanik dengan logam katodik (misalnya baja tahan karat atau tembaga) harus dikendalikan dengan menghindari kontak langsung atau mengisolasi dengan pelapis dan sealant, karena 443 bersifat anod dibanding banyak logam teknik lain. Secara keseluruhan, 443 menawarkan keseimbangan antara ketahanan korosi, formabilitas, dan biaya, namun tidak dipilih untuk struktur air laut berbasis klorida sangat agresif tanpa perlindungan tambahan.

Sifat Fabrikasi

Dapat Dilas

443 dapat dilas dengan baik menggunakan proses fusi umum seperti TIG dan MIG apabila filler alloy yang tepat dipilih; filler silikon sesuai dengan komposisi dasar meminimalkan retak panas dan memberikan tampilan bead yang baik. Pengendalian masukan panas las dan suhu antarpass sangat penting karena pencairan lokal fase kaya silikon dan pelunakan zona pengaruh panas (HAZ) dapat terjadi, menyebabkan kekuatan lokal berkurang. Perlakuan pra dan pasca las jarang diperlukan untuk pemulihan kekuatan, tetapi pelepasan tegangan dan desain sambungan yang tepat membantu menghindari distorsi dan porositas.

Dapat Dimesin

Machinability 443 umumnya baik dibandingkan paduan aluminium berdaya tinggi karena kekuatannya sedang dan kandungan silikon yang memberikan kecenderungan pembentukan serpihan yang dapat diprediksi. Alat carbide dengan kecepatan sedang dan penjepit yang kaku menghasilkan permukaan akhir yang baik; umpan dan kecepatan dianjurkan disesuaikan dengan diameter pemotongan dan kedalaman untuk menghindari terbentuknya bibir tajam. Penggunaan pendingin meningkatkan umur alat dan kontrol suhu bagian; pemecah serpihan berguna untuk operasi bubut panjang karena kecenderungan serpihan yang lebih lunak pada temper yang lebih lunak.

Dapat Dibentuk

Formabilitas sangat baik dalam kondisi annealed (O), dengan radius tekukan dalam yang ketat dapat dicapai tergantung ketebalan dan tooling; radius tekuk dalam minimum yang dianjurkan biasanya 1–2× ketebalan material untuk temper kekuatan sedang. Paduan ini merespon dengan baik operasi pembentukan dingin umum termasuk deep drawing dan roll forming dalam temper O atau H12, dengan sedikit efek pegas karena kandungan silikon. Untuk pembentukan berat, annealing sementara atau teknik pembentukan hangat dapat mengurangi risiko retak dan memperbaiki permukaan.

Perilaku Perlakuan Panas

443 pada dasarnya tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas dalam arti pengerasan presipitasi; penguatan utama dengan penuaan buatan gaya T6 tidak efektif karena fase didominasi silikon tidak memberikan spektrum presipitat yang sama seperti paduan Al-Mg-Si. Upaya melakukan perlakuan larutan dan siklus penuaan terutama mengakibatkan koarsening mikrostruktur ringan dan bukan peningkatan kekuatan puncak yang substansial.

Pengerasan kerja dan annealing terkendali adalah cara utama untuk menyesuaikan sifat 443. Anneal penuh (O) mengkristalisasi ulang struktur dan mengembalikan keuletan maksimum, sedangkan anneal parsial dan pengerjaan dingin terkendali memberikan peningkatan yang dapat diprediksi pada kekuatan luluh dan tarik. Perlakuan stabilisasi seperti pemanggangan suhu rendah atau penuaan alami (stabilisasi mirip T4) kadang digunakan untuk mengurangi perubahan dimensi setelah pembentukan tapi tidak menghasilkan peningkatan kekuatan besar.

Paparan panas dapat menyebabkan pelunakan lokal melalui rekoveri dan pertumbuhan butir, sehingga komponen yang mengalami siklus termal berikutnya (misalnya pengelasan, brazing lokal) harus dinilai kemungkinan kehilangan sifat di zona pengaruh panas. Jika diperlukan penguatan remedial setelah siklus termal, pengerjaan dingin mekanis atau shot-peening dapat digunakan daripada pengerasan presipitasi konvensional.

Performa Suhu Tinggi

Seperti sebagian besar paduan aluminium, 443 mengalami penurunan kekuatan signifikan saat suhu naik di atas suhu ruang; penurunan terukur pada kekuatan luluh terjadi sekitar 100–150 °C dan pelunakan lebih jelas pada 200–300 °C. Paparan jangka panjang pada suhu tinggi akan mendorong fenomena creep dan relaksasi tegangan, membatasi penggunaan paduan ini dalam aplikasi beban suhu tinggi berkelanjutan. Perancang harus mengasumsikan faktor pengurangan kekuatan yang konservatif pada suhu tinggi kecuali pengujian komponen di bawah kondisi layanan dilakukan.

Oksidasi paduan aluminium pada suhu tinggi umumnya terbatas pada pertumbuhan lapisan oksida permukaan; 443 mempertahankan lapisan oksida pelindung tetapi paparan berkepanjangan di atmosfer pengoksidasi berpadu beban mekanis dapat mempercepat degradasi. Perlu diperhitungkan ekspansi termal pada rakitan untuk menghindari tegangan termal yang berpotensi memperparah kelelahan atau retak pada sambungan, terutama pada rakitan logam berbeda dengan ekspansi berbeda signifikan.

Zona las dan area pengaruh panas sangat rentan pada perubahan sifat lokal di paparan termal tinggi; pembesaran butir dan pelarutan presipitat di area ini dapat menurunkan daya tahan lelah dan kekuatan luluh. Untuk layanan suhu tinggi bersifat intermiten, disarankan memberikan toleransi desain dan inspeksi berkala.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Mengapa 443 Digunakan
Otomotif	Panel bodi, elemen struktural dalam	Formabilitas baik dalam temper O, kekuatan meningkat setelah pengerjaan dingin, biaya efektif
Kelautan	Bracket, fitting struktural non-kritis	Ketahanan korosi yang wajar dan kemampuan las yang baik untuk perakitan
Penerbangan (non-primer)	Fitting interior, housing	Perbandingan kekuatan-terhadap-berat dan stabilitas termal yang menguntungkan untuk struktur sekunder
Elektronik	Heat sink, chassis	Konduktivitas termal dipadukan dengan kemudahan pemesinan
Barang Konsumen	Panel peralatan rumah tangga, trim	Keseimbangan antara kemampuan finishing, formabilitas, dan biaya

443 menemukan ceruknya di komponen yang membutuhkan kompromi antara formabilitas, performa termal dan kekuatan lebih tinggi dibanding aluminium murni komersial. Kemudahan fabrikasi dan konduktivitas termalnya menjadikannya pilihan yang sering digunakan untuk enclosure, bagian pembuang panas, dan panel struktural bentuk di mana kekuatan ekstrem bukan syarat utama.

Wawasan Pemilihan

Pilih 443 saat Anda membutuhkan kekuatan dan performa termal yang lebih baik dibanding paduan seri 1xxx sambil menjaga biaya dan kompleksitas fabrikasi tetap rendah. Paduan ini mengorbankan sebagian konduktivitas listrik dan keuletan maksimum relatif terhadap aluminium murni demi kekakuan, kemudahan pemesinan, dan ketahanan terhadap distorsi termal yang lebih baik.

Dibanding aluminium murni komersial (1100), 443 memberikan kekuatan dan kekakuan lebih tinggi namun sedikit penurunan konduktivitas listrik dan formabilitas susut (stretch formability). Terhadap paduan yang biasa dikeraskan secara kerja seperti 3003 atau 5052, 443 biasanya menawarkan kekuatan sebanding atau sedikit lebih tinggi dengan formabilitas serupa namun perilaku korosi yang sedikit berbeda: 5052 akan unggul dibanding 443 di lingkungan laut yang sangat korosif, sedangkan 443 mungkin lebih mudah dimesin dan dilas pen. Dibanding paduan yang dapat diberi perlakuan panas seperti 6061 atau 6063, 443 tidak mencapai kekuatan puncak setara dengan perlakuan T6 tetapi bisa dipilih jika kemampuan las, las pen, stabilitas dimensi saat panas, dan biaya lebih penting daripada kekuatan tarik maksimal.

Gunakan 443 saat alur kerja manufaktur melibatkan pembentukan ekstensif yang diikuti penguatan lokal melalui pengerjaan dingin atau saat proses termal seperti pengelasan las pen diperlukan. Spesifikasikan kontrol ketat terhadap komposisi kimia dan temper saat menggantikan paduan lain untuk memastikan performa yang dapat diprediksi antar pemasok.

Ringkasan Penutup

Paduan aluminium 443 tetap menjadi pilihan relevan dan pragmatis untuk komponen teknik yang membutuhkan kombinasi seimbang antara formabilitas, kekuatan sedang, konduktivitas termal baik, dan fabrikasi ekonomis. Komposisi kimia silikon-dominan dan respons pengerasan kerjanya membuatnya sangat berguna dalam aplikasi otomotif, kelautan, dan manajemen termal di mana prosesabilitas dan stabilitas dimensi lebih penting dibanding kekuatan puncak absolut.