Aluminium 5080: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

Alloy 5080 adalah anggota seri 5xxx dari keluarga aluminium-magnesium, dikategorikan sebagai paduan yang tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas (work-hardenable). Mekanisme penguat utamanya adalah penguatan solusi padat dari magnesium yang dikombinasikan dengan pengerasan regangan melalui pengerjaan dingin.

Elemen paduan utama yang khas adalah magnesium dengan persentase berat beberapa persen, ditambah sedikit mangan dan krom untuk mengontrol struktur butir dan rekristalisasi. Komposisi ini memberikan 5080 keseimbangan antara kekuatan sedang hingga tinggi, kemuluran yang baik pada temper anil, ketahanan korosi air laut yang sangat baik, serta kemampuan las yang umumnya menguntungkan.

Sifat utama meliputi rasio kekuatan-terhadap-berat yang menguntungkan dibandingkan dengan grade aluminium murni umum, ketahanan terhadap korosi pitting dan crevice di lingkungan laut, serta kemampuan pembentukan yang wajar pada temper lunak. Industri yang umum menggunakan paduan seri 5xxx seperti 5080 termasuk pembuatan kapal dan struktur laut, bejana tekan, komponen struktural, dan peralatan fabrikasi di mana dibutuhkan ketahanan korosi dan kekuatan sedang.

Para engineer memilih 5080 ketika dibutuhkan kombinasi kekuatan awal yang lebih tinggi daripada paduan 1xxx, ketahanan korosi laut yang lebih unggul dibanding banyak paduan yang dapat diperkuat dengan perlakuan panas, serta kemampuan las yang baik. Biasanya dipilih dibandingkan paduan seri 1xxx atau 3xxx yang berdaya rendah ketika kekakuan dan batas luluh penting, serta dibandingkan paduan 6xxx/7xxx ketika ketahanan korosi dan kemampuan perbaikan las menjadi prioritas.

Variasi Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kannabilitas Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Kondisi fully annealed; formabilitas dan ketahanan korosi terbaik
H111 / H112	Rendah-Sedang	Tinggi-Sedang	Baik	Istimewa	Pengerasan kerja ringan dari pembentukan atau proses
H14	Sedang	Sedang	Cukup	Istimewa	Seperempat pengerasan; digunakan untuk pembentukan sedang dengan kekuatan lebih tinggi
H18	Tinggi	Rendah	Buruk	Istimewa	Sepenuhnya keras; digunakan untuk bagian dengan kekakuan tinggi dan deformasi rendah
H116 / H321	Sedang-Tinggi	Sedang	Cukup	Baik	Temper komersial dengan kontrol relief tegangan untuk struktur las
T5 (jika aging buatan)	Sedang-Tinggi	Sedang	Cukup	Baik	Beberapa aplikasi menggunakan perlakuan mirip T5 untuk stabilitas dimensi
T6 / T651 (jarang)	Sedang-Tinggi	Sedang	Cukup	Baik	Jarang dan manfaat terbatas karena paduan ini bukan jenis yang utama diperkuat dengan perlakuan panas

Temperatur untuk 5080 terutama dicapai melalui pengerjaan dingin (temper H) dan relief tegangan daripada perlakuan klasik solusi dan penuaan. Material anil (O) menawarkan kemampuan pembentukan regangan terpanjang dan elongasi tertinggi, sementara peningkatan angka H menukar kemuluran dengan batas luluh dan kekuatan.

Struktur yang dilas biasanya dikirim dalam varian H116/H321 ketika diperlukan kontrol relaksasi; temper H tetap mempertahankan kemampuan las yang baik namun akan menunjukkan pelunakan HAZ di sekitar las yang harus diperhitungkan dalam desain.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.40 maks	Impuritas; dikurangi untuk menjaga kemuluran dan ketahanan korosi
Fe	0.40 maks	Pembentuk intermetalik; dikontrol untuk membatasi inisiasi retak
Mn	0.30–1.0	Memberikan pemurnian butir dan meningkatkan kekuatan serta ketangguhan
Mg	3.8–4.9	Elemen penguat utama; sangat penting untuk perilaku korosi
Cu	0.10 maks	Dipertahankan rendah untuk menjaga ketahanan korosi dan kemampuan las
Zn	0.25 maks	Rendah agar tidak mengurangi ketahanan korosi
Cr	0.05–0.25	Kontrol struktur butir dan mengurangi rekristalisasi/sensitisasi
Ti	0.05 maks	Penghalus butir dalam proses pengecoran atau pengerjaan
Lainnya (termasuk Zr)	Balance/jejak	Elemen minor untuk kontrol mikrostruktur; jumlah lainnya biasanya <0.15%

Kinerja paduan didominasi oleh magnesium, yang menyediakan sebagian besar penguatan solusi padat dan berkontribusi pada ketahanan korosi laut. Mangan dan krom merupakan tambahan mikro-paduan yang disengaja untuk mengontrol ukuran butir, membatasi rekristalisasi, dan mengurangi kerentanan terhadap korosi intergranular selama siklus termal. Kadar tembaga dan seng yang rendah dipertahankan agar tidak mengurangi ketahanan korosi dan kemampuan las, sementara silikon dan besi dijaga rendah sebagai impuritas yang tak terhindarkan.

Sifat Mekanik

5080 menunjukkan perilaku tarik yang khas bagi paduan yang dapat diperkuat dengan pengerjaan dingin: lembaran anil memiliki elongasi tinggi dengan kekuatan luluh relatif rendah, dan pengerjaan dingin progresif meningkatkan kekuatan luluh dan kekuatan tarik sambil mengurangi kemuluran. Kekuatan luluh dan tarik sangat tergantung pada temper dan ketebalan, dengan produk temper H memberikan peningkatan substansial pada batas luluh offset 0,2% dengan pengorbanan elongasi. Kekerasan mengikuti tren yang sama dan berkorelasi dengan kadar magnesium serta tingkat pengerjaan dingin daripada pengerasan usia (age-hardening).

Kinerja lelah moderat untuk keluarga 5xxx; kondisi permukaan, sambungan las, dan tegangan residual mendominasi umur lelah. Bagian yang lebih tebal dari 5080 cenderung memiliki kekuatan terukur sedikit lebih rendah karena annealing pabrik, perubahan ukuran butir, dan profil tegangan residual; perancang harus menggunakan data sifat mekanik yang tergantung ketebalan dari sertifikat pabrik untuk komponen kritis. Ketangguhan impak pada suhu ruang umumnya baik, namun kinerja menurun saat paduan diproses dengan pengerjaan dingin berat atau dilas secara intensif tanpa relief tegangan pasca las.

Pada struktur korosif atau dilas, perancang harus mengakomodasi pelunakan HAZ yang secara lokal mengurangi kekuatan luluh dan tarik; desain mekanik harus memperlakukan sambungan las sebagai zona potensi kekuatan rendah dan mengikutsertakan faktor keamanan atau penguatan yang tepat. Untuk aplikasi tekanan atau struktural, praktik rekayasa standar adalah menggunakan data sifat mekanik bersertifikat pabrik yang terkait dengan ketebalan dan temper spesifik.

Sifat	O/Anil	Temper Kunci (misal H116/H18)	Catatan
Kekuatan Tarik	220–300 MPa (rentang tipikal)	260–350 MPa (tergantung pengerjaan dingin)	Kekuatan tarik maksimum bervariasi dengan temper dan ketebalan
Kekuatan Luluh (offset 0,2%)	90–180 MPa	200–320 MPa	Kekuatan luluh meningkat signifikan dengan pengerjaan dingin; H18 pada ujung atas
Elongasi	20–30%	6–18%	Kondisi anil menghasilkan elongasi tertinggi
Kekerasan (HB)	40–60 HB	60–95 HB	Brinell berkorelasi dengan temper dan kandungan Mg

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2.66 g/cm³	Tipikal untuk paduan Al-Mg; digunakan untuk perhitungan massa
Rentang Leleh	570–645 °C	Rentang solidus–liquidus sedikit tergantung kandungan paduan
Konduktivitas Termal	≈130 W/m·K	Berkurang dibandingkan Al murni karena paduan; tetap baik untuk pembuangan panas
Konduktivitas Listrik	~30–40 % IACS	Lebih rendah daripada Al murni; menurun dengan peningkatan Mg dan pengerjaan dingin
Kalor Spesifik	≈0.90 kJ/kg·K	Tipikal untuk paduan aluminium pada suhu kamar
Ekspansi Termal	≈23.5 µm/m·K	Perpanjangan linier mirip dengan paduan Al lain; desain harus mempertimbangkan hal ini

Set sifat fisik menempatkan 5080 di antara paduan aluminium dengan konduktivitas sedang; konduktivitas termal cukup untuk banyak aplikasi pembuangan panas namun kurang baik dibanding Al murni dan beberapa paduan seri 1xxx. Nilai densitas dan ekspansi termal mendukung desain struktur ringan namun perlu perhatian saat menyambung dengan material berbeda yang memiliki koefisien ekspansi berbeda.

Konduktivitas listrik menurun dibanding aluminium murni dan berkurang lebih lanjut akibat pengerjaan dingin dan paduan berat. Jika konduksi listrik kritis, 5080 kurang menguntungkan dibanding grade aluminium rendah paduan atau murni.

Bentuk Produk

Jenis	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Plat Tipis (Sheet)	0.5–6.0 mm	Kekuatan seragam, bergantung pada ketebalan	O, H111, H116, H18	Umum digunakan untuk pelat lambung, panel, dan rakitan fabrikasi
Plat Tebal (Plate)	6–150 mm	Kekuatan sedikit menurun pada ketebalan lebih besar	O, H116, H321	Digunakan untuk elemen struktural dan komponen tekan
Ekstrusi (Extrusion)	Profil sampai 300 mm	Kekuatan tergantung profil penampang dan pengerjaan dingin	O, H111, H14	Pipa, profil yang digunakan saat diperlukan rakitan las
Pipa (Tube)	Tebal dinding 1.0–25 mm	Mirip dengan plat/plat tipis; pengelasan dan pengerjaan dingin mempengaruhi sifat	O, H112, H321	Untuk tekanan dan penanganan fluida dengan kebutuhan ketahanan korosi
Batang / Rod	Diameter sampai 200 mm	Biasanya disuplai dalam kondisi anil (annealed) atau quarter/hard	O, H14, H18	Komponen mesin dan bahan cetakan tempa

Rute pemrosesan berbeda menurut bentuk produk: plat tipis dan plat umum digulung dan dianil dengan hasil akhir pabrik yang terkontrol, sementara ekstrusi memerlukan pengendalian kimia billet dan quenching yang cermat untuk menjaga struktur mikro homogen. Plat dan penampang berat biasanya dikirim dengan temper peluluhan tegangan untuk meminimalkan distorsi saat pengelasan dan fabrikasi.

Perancang harus mempertimbangkan bahwa operasi pembentukan dan fabrikasi mengubah temper lokal dan tegangan sisa; rekondisi ulang (re-annealing) atau praperegangan terkontrol mungkin diperlukan untuk rakitan kompleks agar tercapai performa mekanik yang diinginkan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	5080	USA	Penamaan utama dalam daftar Aluminum Association
EN AW	5080	Eropa	Menurut standar EN; batas kimia mirip dengan penamaan AA
JIS	A5080 (jika digunakan)	Jepang	Varian JIS mungkin punya batas impuritas yang sedikit berbeda
GB/T	5080 (atau penamaan EN setara)	China	Standar China biasanya sejalan dengan rentang kimia AA/EN

Meskipun penamaan AA, EN, JIS, dan GB/T untuk 5080 secara nominal setara, terdapat perbedaan halus dalam batas impuritas yang diizinkan, pengujian yang diperlukan (UL/UT/NDT), dan rentang sifat mekanik yang diizinkan untuk bentuk produk dan temper tertentu. Pemesanan lintas wilayah perlu mencocokkan sertifikat pabrik dengan cermat untuk mengonfirmasi komposisi, penamaan temper, dan kriteria penerimaan tepat untuk aplikasi kritis. Standar material juga dapat mengatur sejarah pengecoran atau perlakuan panas yang berbeda yang mempengaruhi struktur mikro dan performa hasil akhir.

Ketahanan Korosi

5080 memberikan ketahanan korosi atmosferik dan laut yang kuat berkat kandungan magnesium yang signifikan dan kandungan tembaga yang rendah. Paduan ini membentuk lapisan oksida pelindung yang stabil serta tahan terhadap pitting dan korosi celah di air laut lebih baik dibanding banyak seri aluminium yang bisa diperlakukan panas; ini membuatnya pilihan favorit untuk lambung kapal, dek, dan peralatan offshore.

Namun, paduan 5xxx dengan kandungan magnesium lebih dari sekitar 3% rentan terhadap sensitisasi dan korosi intergranular berikutnya bila terkena suhu tinggi (biasanya selama pengelasan) kecuali chromium atau penstabil lain hadir pada tingkat efektif. Oleh karena itu, pemilihan filler yang tepat, prosedur pengelasan, dan perlakuan pasca las penting untuk membatasi degradasi jangka panjang.

Interaksi galvanik harus diperhitungkan saat 5080 dipadukan dengan logam mulia lebih tinggi (baja tahan karat, paduan tembaga); material isolasi atau pelapis pelindung disarankan untuk mencegah korosi lokal yang dipercepat. Dibandingkan dengan paduan seri 6xxx dan 7xxx, 5080 unggul dalam lingkungan air laut alami tetapi memiliki kekuatan puncak lebih rendah dibanding beberapa paduan perlakuan panas yang mungkin perlu perlindungan korosi tambahan.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

5080 mudah dilas dengan metode TIG (GTAW) dan MIG (GMAW); filler paduan yang disarankan biasanya 5183 (Al-Mg) dan 5356 untuk menyesuaikan kandungan magnesium dan menjaga ketahanan korosi. Risiko retak panas lebih rendah dibanding paduan tembaga tinggi, namun perhatian khusus diperlukan untuk pelunakan zona HAZ dan potensi sensitisasi di bagian dengan kandungan Mg lebih tinggi. Pembersihan sebelum las dan pengendalian input panas untuk membatasi waktu pada suhu sensitisasi adalah praktik terbaik.

Kemampuan Mesin CNC

Pengerjaan mesin 5080 bersifat sedang; tidak semudah beberapa paduan 6xxx dan 2xxx yang mudah dipotong. Alat carbide direkomendasikan dengan kecepatan potong sedang dan laju makan lebih tinggi untuk menghindari terbentuknya lapisan tepi pisau. Finishing permukaan dan kontrol serpihan dipengaruhi temper dan struktur mikro; temper pengerjaan dingin berat meningkatkan gaya potong dan menurunkan kemampuan mesin. Penggunaan pendingin dan strategi pemecah serpihan penting untuk memperpanjang umur alat.

Kemampuan Pembentukan

Kemampuan pembentukan sangat baik pada temper O, memungkinkan penarikan dalam, peregangan, dan lentur kompleks dengan radius punch kecil. Radius lentur minimum bergantung temper dan ketebalan tetapi biasanya berkisar 1.0–2.5 × ketebalan material untuk banyak aplikasi plat tipis; temper H memerlukan radius yang lebih besar. Karena pembentukan meningkatkan batas luluh melalui pengerasan regangan, jadwal pembentukan progresif dan anil antar tahap digunakan untuk deformasi berat agar mencegah retak.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan non-heat-treatable, 5080 tidak merespon perlakuan larutan dan pemasakan seperti paduan seri 6xxx atau 7xxx. Sifat mekaniknya dikendalikan oleh pengerjaan dingin (penggilingan, penarikan, pembengkokan) dan perlakuan stabilisasi termal seperti anil peluluhan tegangan.

Anil penuh (temper O) dilakukan pada suhu tinggi untuk mengembalikan keuletan dan mengurangi tegangan sisa; pengerjaan dingin berikutnya meningkatkan batas luluh dan kekuatan tarik. Upaya pemasakan buatan atau perlakuan larutan tidak akan menghasilkan pengerasan presipitasi seperti pada paduan aluminium perlakuan panas, sehingga siklus termal terutama digunakan untuk mengontrol rekristalisasi dan sensitivitas korosi, bukan untuk menghasilkan mikrostruktur kekuatan puncak.

Kinerja Suhu Tinggi

Kekuatan operasional 5080 menurun dengan peningkatan suhu; penggunaan struktural biasanya dibatasi pada suhu di bawah sekitar 100–150 °C untuk aplikasi pembebanan. Di atas rentang ini, pelunakan signifikan terjadi dan waktu pada suhu tinggi mempercepat perubahan mikrostruktur yang menurunkan kapasitas beban.

Oksidasi pada suhu tinggi tidak seberat logam ferrous, tetapi paparan lama dapat menyebabkan pengelupasan permukaan dan perubahan perilaku korosi. Di zona las, paparan suhu tinggi dapat memperparah pelunakan HAZ dan sensitisasi; perancang harus menghindari siklus termal yang melebihi batas rekomendasi atau melakukan perlakuan panas pasca bila diperlukan.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 5080
Kelautan / Marine	Panel lambung, struktur atas	Ketahanan korosi air laut sangat baik dan kekuatan cukup
Otomotif	Tempat trailer, panel kargo	Kekuatan per berat dan kemampuan bentuk baik untuk komponen stamping
Penerbangan	Fitting non-kritis, fairing	Ketahanan korosi dengan densitas menguntungkan untuk struktur sekunder
Wadah Tekanan / Penyimpanan	Tank dan bagian tekan	Mudah dilas dan tahan banyak lingkungan berair
Elektronik / Termal	Rangka dan heat sink sedang	Perpaduan konduktivitas termal dan sifat struktural

5080 umum digunakan ketika ketahanan korosi dan kemampuan las menjadi faktor utama dalam pemilihan material, sementara kekuatan sedang dan kemampuan bentuk baik juga diperlukan. Kombinasi sifatnya menjadikannya pilihan ekonomis untuk aplikasi struktural, kelautan, dan fabrikasi umum di mana kekuatan puncak hasil pengerasan tidak menjadi prioritas utama.

Insight Pemilihan

Pilih 5080 saat Anda membutuhkan paduan seri 5xxx dengan keseimbangan kekuatan sedang-tinggi, ketahanan korosi kelautan yang sangat baik, dan kemampuan las yang baik. Sangat tepat untuk struktur dan komponen las yang terekspos air laut atau atmosfer industri dengan kebutuhan perlindungan pasca fabrikasi minimal.

Dibanding aluminium murni komersial (1100), 5080 mengorbankan sedikit konduktivitas listrik dan termal serta kemampuan bentuk sedikit lebih rendah sebagai imbalan kekuatan luluh dan tarik yang jauh lebih tinggi. Dibanding paduan pengerasan kerja seperti 3003 atau 5052, 5080 menawarkan kekuatan lebih tinggi dan sering performa korosi air laut lebih baik tetapi mungkin kurang lentur pada temper lebih keras. Dibanding paduan perlakuan panas seperti 6061/6063, 5080 memberikan ketahanan korosi alami dan kemudahan las lebih baik dengan biaya kekuatan puncak yang lebih rendah; pilih 5080 jika ketahanan korosi dan kemampuan perbaikan las lebih penting daripada kekuatan maksimum statis.

Ringkasan Penutup

Alloy 5080 tetap menjadi paduan teknik yang praktis untuk aplikasi yang membutuhkan kombinasi ketahanan korosi, kemampuan las, dan kekuatan struktural sedang. Sifat pengerasan kerja, komposisi kimia yang terkontrol, serta ketersediaannya dalam berbagai bentuk produk menjadikannya pilihan serbaguna untuk penggunaan kelautan, struktural, dan fabrikasi umum di mana daya tahan dalam lingkungan agresif menjadi prioritas.