Aluminium 5052: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

5052 adalah paduan aluminium dalam seri 5xxx (kelas Al-Mg) yang ditandai dengan magnesium sebagai elemen paduan utama. Paduan ini termasuk dalam keluarga aluminium cor yang tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas, namun dapat diperkuat melalui pengerjaan dingin (work hardening), di mana kekuatan dicapai terutama lewat pengerjaan dingin, bukan penguatan presipitasi.

Elemen paduan utama adalah magnesium (biasanya sekitar 2,2–2,8%) dan tambahan kecil kromium (≈0,15–0,35%) dengan jejak silikon, besi, tembaga, dan lainnya. Larutan padat Al-Mg memberikan kekuatan sedang hingga tinggi, ketahanan korosi yang sangat baik—terutama di lingkungan laut dan klorida—kemampuan las yang baik, serta formabilitas yang wajar tergantung temper.

Sifat utama meliputi kekuatan lebih tinggi daripada aluminium murni komersial dan banyak paduan seri 3xxx, ketahanan sangat baik terhadap pitting air laut dan korosi atmosfer umum, serta kombinasi baik antara keuletan dan performa kelelahan dalam kondisi anil dan pengerasan ringan. Properti ini membuat 5052 banyak digunakan dalam kebutuhan marine hardware, saluran bahan bakar, pressure vessel, pekerjaan plat logam, dan komponen di mana ketahanan korosi dan kekuatan sedang diperlukan.

Engineer memilih 5052 ketika diperlukan keseimbangan antara formabilitas, ketahanan korosi, dan kemampuan las tapi tidak memerlukan kekuatan puncak yang lebih tinggi dari paduan yang dapat diperkuat dengan perlakuan panas (seri 6xxx atau 7xxx). 5052 sering dipilih dibanding 1100 dan 3003 ketika diperlukan kekuatan lebih baik dan performa marine, serta dibanding 6061 saat ketahanan korosi superior dan kemampuan pembentukan lebih penting daripada kekuatan luluh maksimum yang dapat dicapai.

Variasi Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Regangan	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Sangat baik	Sangat baik	Sepenuhnya anil, keuletan maksimum untuk pembentukan
H111	Rendah-Sedang	Tinggi	Sangat baik	Sangat baik	Pengerasan ringan akibat kontrol proses
H32	Sedang	Sedang	Baik	Sangat baik	Pengerasan regangan dan sebagian distabilkan; umum untuk plat tipis
H34	Sedang-Tinggi	Sedang-Rendah	Cukup	Sangat baik	Pengerasan regangan lebih berat daripada H32 untuk kekuatan lebih tinggi
H36	Tinggi	Rendah	Cukup-Kurang	Sangat baik	Pengerjaan dingin maksimum yang tersedia komersial untuk plat tipis
H112	Sedang	Sedang	Baik	Sangat baik	Temper sebagai produk pabrik, dikontrol oleh pabrik penggilingan

Temper memengaruhi kekuatan tarik, kekuatan luluh, dan keuletan dengan mengontrol tingkat pengerjaan dingin dan kerapatan dislokasi dalam paduan. Kondisi anil (O) memberikan formabilitas dan regangan terbaik untuk proses drawing dan pembentukan berat, sementara temper H3x mengorbankan keuletan demi kekuatan luluh dan tarik yang lebih tinggi melalui pengerasan regangan.

Temper pengerasan kerja (H32/H34/H36) biasa digunakan untuk komponen struktural dan pengelasan di mana peningkatan kekuatan dari pengerjaan dingin diinginkan tanpa kehilangan performa ketahanan korosi. Pemilihan temper harus sesuai dengan operasi pembentukan dan beban layanan karena pembentukan atau pengelasan berikutnya dapat mengubah temper dan sifat lokal material.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0,25	Impuritas; mengurangi fluiditas dalam pengecoran, pengaruh minimal pada sifat cor
Fe	≤ 0,40	Impuritas; partikel intermetalik terbentuk, efek kecil pada keuletan
Mn	≤ 0,10	Efek kecil; meningkatkan kekuatan secara marginal
Mg	2,2 – 2,8	Elemen penguat utama; meningkatkan ketahanan korosi dan pengerasan kerja
Cu	≤ 0,10	Tambahan terbatas; meningkatkan kekuatan tetapi dapat menurunkan ketahanan korosi
Zn	≤ 0,10	Impuritas minor; penguatan hampir tidak ada
Cr	0,15 – 0,35	Mengontrol struktur butir, membatasi kerapuhan dan meningkatkan ketahanan korosi
Ti	≤ 0,15	Penghalus butir jika hadir dalam jumlah jejak
Lainnya (masing-masing)	≤ 0,05	Residu dan elemen jejak; sisanya Al

Magnesium adalah elemen paduan dominan yang menentukan performa mekanik dan ketahanan korosi paduan dengan membentuk larutan padat Al-Mg yang kuat dan memungkinkan pengerasan regangan efektif. Kromium sengaja ditambahkan dalam jumlah kecil untuk mengontrol struktur butir dan mencegah presipitasi batas butir yang dapat memicu korosi antar butir dan menurunkan ketangguhan.

Elemen minor dan residu memengaruhi kemampuan pengecoran, hasil permukaan, serta pembentukan intermetalik yang berdampak pada inisiasi retak fatigue, kemampuan mesin, dan perilaku perlakuan permukaan. Secara keseluruhan, batas komposisi dikontrol ketat untuk memastikan kemampuan las, respon anodizing, dan ketahanan korosi yang konsisten.

Sifat Mekanik

5052 menunjukkan perilaku tarik yang berbeda tergantung temper: material anil (O) memiliki kekuatan luluh rendah dan kekuatan tarik akhir sedang dengan regangan tinggi, sedangkan temper H3x menunjukkan nilai luluh dan tarik jauh lebih tinggi dengan keuletan menurun. Kekuatan luluh meningkat signifikan dengan pengerjaan dingin karena peningkatan kerapatan dislokasi; rasio kekuatan luluh terhadap ultimate bervariasi tergantung temper dan ketebalan plat.

Regangan dan kekerasan sangat tergantung pada ketebalan dan temper. Plat tipis dengan temper H32 mungkin menunjukkan regangan lebih rendah dan kekerasan tampak lebih tinggi dibanding plat lebih tebal dengan temper nominal sama. Ketahanan kelelahan 5052 umumnya baik untuk aluminium, didukung oleh ketahanan korosi dan perilaku patah relatif ulet; hasil permukaan, tegangan residual, dan tingkat pengerjaan dingin sangat memengaruhi umur kelelahan.

Suhu dan ketebalan memengaruhi metrik mekanik: plat tipis biasanya menunjukkan kekuatan lebih tinggi akibat proses penggilingan dan mungkin kekurangan keuletan, sementara suhu tinggi menurunkan kekuatan akibat rekoveri termal. Untuk desain, engineer harus menentukan temper dan ketebalan agar mendapat nilai kekuatan dan regangan yang andal saat pemakaian.

Sifat	O/Anil	Temper Utama (misal H32)	Catatan
Kekuatan Tarik	110 – 145 MPa	215 – 250 MPa	UTS bervariasi dengan ketebalan dan pengerasan; H32 umumnya ~215–235 MPa
Kekuatan Luluh	35 – 70 MPa	120 – 160 MPa	Peningkatan signifikan dari pengerjaan dingin; desain konservatif harus memakai nilai uji
Regangan	15 – 30%	6 – 12%	Anil memiliki keuletan tinggi; H32 dapat dibentuk tetapi kurang ulet
Kekerasan (Brinell/HB)	~25 – 40 HB	~60 – 85 HB	Kekerasan naik dengan temper dan berkorelasi dengan kekuatan luluh

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2,68 g/cm³	Tipeikal untuk paduan Al-Mg; memberikan rasio kekuatan terhadap berat yang baik
Range Leleh	~605 – 650 °C	Solidus/liquidus tergantung konstituen minor; paduan meleleh di bawah titik leleh Al murni
Konduktivitas Termal	~130 – 150 W/m·K	Lebih rendah dari Al murni namun tetap tinggi; cocok untuk aplikasi penyebar panas
Konduktivitas Listrik	~36 – 40 % IACS	Menurun dari Al murni akibat Mg; memadai untuk beberapa aplikasi listrik
Kalor Jenis	~0,90 kJ/kg·K	Nilai khas pada suhu ruang; sedikit variasi sesuai paduan
Koefisien Perpanjangan Panas	~23,5 – 24,0 µm/m·K	Mirip dengan paduan aluminium lain; penting untuk perhitungan siklus termal dan desain penyambungan

Kepadatan dan konduktivitas termal 5052 membuatnya berguna untuk komponen yang memerlukan bobot ringan dan penyebaran panas, seperti heat sink dan enclosure. Konduktivitas listrik menurun dibanding aluminium murni akibat paduan tetapi tetap sesuai untuk banyak komponen konduktif di mana kekuatan mekanik penting.

Koefisien perpanjangan termal mirip dengan paduan aluminium lain dan harus dipertimbangkan dalam rakitan multi-material agar menghindari tegangan akibat siklus panas. Rentang suhu leleh yang relatif rendah dibanding baja mengharuskan kehati-hatian dalam pengelasan dan pemrosesan suhu tinggi.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0.2 – 6.0 mm	Lembaran tipis sering menunjukkan kekuatan tampak lebih tinggi akibat proses rolling	O, H32, H34	Tersedia luas; digunakan untuk panel, tangki, dan bodi
Plat	6 – 100 mm	Plat lebih tebal mengalami pengerasan kerja rolling lebih rendah; kekuatan bergantung pada proses pabrikasi	O, H112	Digunakan untuk bagian struktural, braket, dan pressure vessel
Ekstrusi	Penampang bervariasi	Kekuatan tergantung pada proses ekstrusi dan pengerasan dingin selanjutnya	H32, H111	Profil untuk rangka, rel, dan kelengkapan kelautan
Tabung	Diameter luar dan ketebalan dinding bervariasi	Dapat berupa sambungan las atau tanpa sambungan; sifat mekanik tergantung proses manufaktur	O, H32	Saluran bahan bakar dan hidrolik, tabung kelautan
Batang	Diameter hingga ~100 mm	Batang memiliki kekuatan lebih rendah dibandingkan lembaran cold-rolled kecuali mengalami pengerasan strain	H112, O	Komponen mesin dan pengikat yang memerlukan ketahanan korosi

Rute pemrosesan sangat mempengaruhi perilaku mekanik akhir: lembaran rolling mengalami deformasi tinggi sehingga dapat disuplai dalam temper H3x dengan peningkatan kekuatan yang dapat diprediksi, sementara plat dan ekstrusi biasanya disuplai dalam temper O atau H112 dan dapat diproses cold work untuk peningkatan sifat mekanik. Pemilihan bentuk produk dan temper yang tepat memastikan kemudahan manufaktur dan performa layanan yang konsisten.

Lembaran dan ekstrusi mendominasi aplikasi yang memanfaatkan keformabilitasan dan ketahanan korosi 5052, sementara plat dipilih untuk kebutuhan ketebalan dan kekakuan. Fabrikasi las biasanya menggunakan bentuk lembaran atau ekstrusi untuk menyederhanakan penyambungan dan mengurangi distorsi pasca las.

Grade Setara

Standar	Grade	Region	Catatan
AA	5052	USA	Penamaan utama pada standar Aluminum Association
EN AW	5052	Europe	EN AW-5052 sesuai dengan AA5052 dengan batasan harmonisasi
JIS	A5052	Japan	JIS A5052 sesuai dengan komposisi dan sifat untuk pasokan domestik
GB/T	5052	China	Grade standar Cina selaras dengan spesifikasi internasional 5052

Standar setara memiliki batas kimia dan ekspektasi sifat mekanik yang sangat mirip namun mungkin berbeda sedikit dalam toleransi manufaktur, hasil permukaan, dan batas kandungan impuritas. Pengguna harus memverifikasi revisi standar spesifik dan sertifikasi pemasok untuk memastikan kesesuaian dengan persyaratan desain dan regulasi.

Perbedaan halus dapat mempengaruhi keformabilitasan dan kriteria penerimaan las, sehingga engineer disarankan untuk meminta sertifikat pabrik dan melakukan kualifikasi batch material untuk aplikasi kritis, terutama pada struktur bertekanan atau kelautan.

Ketahanan Korosi

5052 menunjukkan ketahanan sangat baik terhadap korosi atmosfer dan performa unggul di lingkungan mengandung klorida, itulah sebabnya sering digunakan sebagai paduan kelautan dan pesisir. Kandungan magnesium yang tinggi meningkatkan ketahanan terhadap pitting dan membentuk oksida yang stabil serta melekat kuat sehingga melindungi substrat pada kondisi eksposur normal.

Dalam air laut dan lingkungan kabut garam, 5052 cenderung menahan korosi umum dan serangan lokal lebih baik dibandingkan banyak paduan aluminium tempa lainnya, meskipun perendaman lama dan sambungan galvanik dengan logam katodik (misalnya tembaga, baja tahan karat) memerlukan perhatian desain. Penggunaan material isolasi yang tepat dan pemilihan pengikat dapat mengurangi potensi galvanik dan meminimalkan korosi lokal di sekitar sambungan.

Kerentanan terhadap stress corrosion cracking (SCC) pada 5052 rendah dibandingkan paduan Al tahan panas berdaya kuat tinggi; namun temper yang sangat dingin dikeraskan dan paparan tegangan tarik di lingkungan agresif dapat meningkatkan risiko. Dibandingkan keluarga 6061 dan 7075, 5052 lebih tahan terhadap lingkungan klorida agresif dengan SCC dan pitting jauh lebih rendah, sehingga menjadi pilihan untuk lambung kapal, tangki bahan bakar, dan pelindung luar ruangan.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Las

5052 mudah dilas menggunakan metode fusi umum seperti TIG (GTAW), MIG (GMAW), dan las titik. Paduan pengisi seperti 5356 (Al-Mg) biasanya direkomendasikan untuk menjaga ketahanan korosi dan kekuatan zona las, serta menghindari porositas akibat hidrogen dan pelarutan magnesium berlebih.

Risiko hot-cracking rendah dibandingkan paduan Al-Si atau Al-Cu, tetapi panas las menyebabkan pelunakan lokal pada temper pengerasan kerja karena zona HAZ mengalami pemulihan dan rekristalisasi parsial. Kontrol pra dan pasca las umumnya tidak diperlukan untuk komponen non-kritis, namun untuk bagian yang sangat dingin dikeraskan, siklus peredaan tegangan atau pengerasan ulang mungkin diperlukan untuk mengembalikan sifat yang seragam.

Kemudahan Mesin

5052 dianggap lebih sulit untuk dikerjakan mesin dibandingkan paduan aluminium free-cutting dan jauh kurang mudah dikerjakan daripada banyak baja dalam hal kemudahan pemotongan dan pengendalian serpihan. Perkakas dengan sisipan karbida bergeometri positif, tepi tajam, dan aliran pendingin tinggi mengurangi built-up edge dan memperbaiki hasil permukaan; kecepatan potong sedang dan laju makan tinggi sering direkomendasikan untuk meminimalkan konsentrasi panas dan gesekan alat.

Pengeboran dan pengetapan dapat dilakukan dengan bor karbida standar namun memerlukan kontrol ketat terhadap kecepatan spindle dan siklus pecking untuk evakuasi serpihan. Indeks kemudahan mesin menempatkan 5052 di bawah paduan 6xxx; desainer disarankan meminimalkan pekerjaan mesin berat dan memilih bentuk near-net shape atau ekstrusi untuk geometrik kompleks.

Keformabilitasan

Keformabilitasan sangat baik pada kondisi annealed O dan baik pada temper pengerasan strain sedang seperti H32; pembentukan dalam, spinning dan bending dapat dilakukan dengan perkakas dan pelumasan yang tepat. Radius lentur minimum bergantung pada temper dan ketebalan—material annealed dapat mencapai 1–1.5× ketebalan untuk radius dalam, sementara H32 biasanya membutuhkan 2–3× ketebalan untuk menghindari retak.

Pengerasan dingin meningkatkan kekuatan melalui pengerasan strain namun mengurangi daktilitas; strategi pembentukan bertahap, melengkung multi-langkah, atau anneal antara tahap memungkinkan bentuk lebih agresif dalam produksi. Untuk pembentukan kompleks, tentukan temper O atau siapkan pengerasan strain pasca-forming untuk mendapatkan sifat mekanik akhir yang diinginkan.

Perilaku Perlakuan Panas

5052 adalah paduan non-heat-treatable; tidak mengalami peningkatan kekuatan signifikan dari perlakuan larutan dan aging presipitasi. Upaya menerapkan perlakuan panas T6 konvensional tidak efektif dan dapat merusak ketahanan korosi serta kestabilan dimensi tanpa penguatan berarti.

Kontrol kekuatan dicapai melalui pengerjaan dingin dan siklus annealing terkendali. Anneal penuh (O) didapatkan dengan pemanasan pada suhu yang cukup untuk merekristalisasi mikrostruktur—praktik industri umum menggunakan siklus recovery/anneal di kisaran 300–415 °C diikuti pendinginan terkendali untuk mengembalikan daktilitas dan mengurangi tegangan sisa.

Peralihan temper terutama melalui operasi mekanik: temper H1x menunjukkan pengerasan strain tanpa stabilisasi selanjutnya, sedangkan H3x menunjukkan pengerasan strain diikuti stabilisasi guna membatasi perubahan selama pembentukan. Paparan suhu di atas suhu layanan normal dapat mengurangi kekuatan hasil pengerjaan dingin akibat proses recovery.

Performa Pada Suhu Tinggi

5052 mengalami penurunan kekuatan secara bertahap dengan kenaikan suhu; di atas sekitar 100–150 °C kekuatan luluh dan tarik menurun signifikan, membatasi penggunaan berkelanjutan pada suhu tinggi. Untuk paparan singkat atau intermiten hingga ~200 °C, paduan masih mampu menahan beban, namun ketahanan creep terbatas dibandingkan paduan tahan panas lainnya.

Oksidasi pada suhu tinggi umumnya ringan untuk aluminium, namun paparan suhu tinggi berkepanjangan dapat memicu pembentukan skala permukaan dan difusi unsur pelarut yang mengubah perilaku korosi lokal. Efek HAZ dari pengelasan terbatas pada pelunakan akibat recovery; tidak ada pembalikan pengerasan aging karena paduan ini tidak heat-treatable.

Desainer harus menentukan batas suhu berdasarkan kehilangan margin mekanik dan mempertimbangkan paduan alternatif untuk aplikasi struktural yang memerlukan kekuatan terjaga di atas ~100 °C dalam jangka waktu lama.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Pemakaian 5052
Otomotif	Tangki bahan bakar dan panel bodi dalam	Ketahanan korosi dan keformabilitasan untuk komponen stamping
Kelautan	Komponen lambung, kelengkapan dek	Ketahanan korosi air laut yang sangat baik dan kemudahan las
Dirgantara	Kelengkapan interior dan fitting non-kritis	Kekuatan terhadap berat baik dan performa ketahanan korosi
Elektronik	Rangka, penyebar panas	Konduktivitas termal dipadukan ketahanan korosi
Minyak & Gas	Tangki tekanan dan penyimpanan	Kemudahan las dan ketahanan lelah di lingkungan korosif

Keseimbangan ketahanan korosi, kemudahan las, dan kekuatan yang wajar menjadikan 5052 paduan pilihan untuk banyak industri dimana eksposur lingkungan jangka panjang menjadi faktor utama. Ketersediaannya dalam berbagai bentuk produk dan temper mempermudah pengadaan dan mengurangi kebutuhan akan teknik penyambungan atau pelapisan eksotik.

Wawasan Pemilihan

5052 lebih disukai ketika ketahanan korosi, terutama di lingkungan klorida, dan kemampuan las yang baik harus menyertai kekuatan sedang dan kemampuan dibentuk yang baik. Pilih 5052 dibandingkan aluminium murni komersial seperti 1100 ketika diperlukan kekuatan tambahan dan umur lelah yang lebih baik, dengan catatan bahwa konduktivitas listrik dan termal akan berkurang dibandingkan dengan aluminium murni.

Dibandingkan dengan 3003 (paduan Al-Mn yang dapat dikeraskan melalui pengerjaan), 5052 menawarkan kekuatan lebih tinggi dan ketahanan pitting yang lebih baik karena kandungan magnesium yang lebih tinggi; namun, 3003 mungkin dipilih untuk kemampuan pengerjaan dingin yang sedikit lebih baik dan biaya yang lebih rendah. Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061, 5052 dipilih ketika ketahanan korosi superior dan kemampuan pembentukan lebih penting daripada kekuatan puncak dan kekakuan.

Logika pemilihan praktis: tentukan temper O untuk pembentukan kompleks, H32 untuk lembaran struktural dimana kekuatan luluh lebih tinggi dibutuhkan, dan pilih filler seperti 5356 untuk pengelasan. Pertimbangkan isolasi galvanik saat menggabungkan dengan logam berbeda dan validasi properti tergantung ketebalan untuk bagian yang kritis terhadap kelelahan.

Ringkasan Penutup

5052 tetap menjadi paduan aluminium serbaguna yang menawarkan kombinasi kuat antara ketahanan korosi, kemampuan las, dan kekuatan sedang yang dicapai melalui pengerasan kerja, menjadikannya sangat bernilai di sektor kelautan, otomotif, dan fabrikasi umum. Perilaku yang dapat diprediksi pada temper umum dan ketersediaan luas dalam bentuk lembaran, plat, ekstrusi, dan pipa memastikan paduan ini tetap menjadi pilihan praktis ketika daya tahan di lingkungan korosif dan kemampuan manufaktur menjadi prioritas.