Aluminium 5182: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Komprehensif

5182 adalah anggota dari seri aluminium 5xxx, kelas paduan yang didominasi oleh magnesium sebagai elemen paduan utama. Keluarga 5xxx dikategorikan sebagai non-heat-treatable, mendapatkan kekuatan terutama dari penguatan larutan padat dan pengerasan tegangan daripada perlakuan panas presipitasi.

Penambahan paduan utama dalam 5182 adalah magnesium (elemen penguat utama), dengan penambahan terkendali mangan, kromium, dan elemen jejak untuk mengontrol struktur butir dan meningkatkan ketahanan terhadap rekristalisasi. Paduan ini memanfaatkan sistem Al-Mg untuk memberikan keseimbangan antara kekuatan tinggi, duktibilitas baik, dan ketahanan korosi superior dibanding banyak seri aluminium tempa lainnya.

Penguatan pada 5182 sebagian besar terjadi melalui larutan padat Mg dalam matriks Al dan pengerasan kerja saat pembentukan; paduan ini tidak dapat dikuatkan secara signifikan melalui siklus quench-and-age konvensional. Ciri utama meliputi kekuatan sedang hingga tinggi untuk paduan non-heat-treatable, ketahanan sangat baik terhadap korosi umum dan laut, kemampuan bentuk baik dalam kondisi annealed, dan secara umum kemampuan las yang baik bila menggunakan logam pengisi yang tepat.

Industri yang biasanya menyebutkan 5182 meliputi otomotif (pelat penutup bodi, panel dalam), kemasan (penutup khusus), sektor kelautan dan transportasi di mana ketahanan korosi dan kemampuan bentuk diperlukan, serta beberapa aplikasi listrik/termal yang membutuhkan konduktivitas aluminium dan rasio kaku terhadap berat. Engineer memilih 5182 ketika diperlukan kompromi optimal antara kemampuan bentuk, penguatan Mg tinggi, dan performa korosi daripada paduan heat-treatable yang lebih kuat atau grade aluminium murni yang lebih lembut.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Regangan	Formabilitas	Kelazatan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (20–40%)	Istimewa	Istimewa	Sepenuhnya annealed, terbaik untuk pembentukan berat dan deep drawing
H12	Rendah–Sedang	Sedang (10–25%)	Baik	Baik	Pengerasan tegangan ringan untuk kekakuan sedang
H14	Sedang	Sedang (8–20%)	Baik	Baik	Umum untuk lembaran dengan kebutuhan kekakuan tertentu
H16	Sedang	Lebih rendah (6–15%)	Cukup	Baik	Pengerasan kerja lebih tinggi, kelenturan berkurang
H22 / H24	Sedang–Tinggi	Sedang	Cukup–Baik	Baik	Pengerasan tegangan lalu annealed parsial, kompromi antara kekuatan dan formabilitas
H32 / H34	Tinggi	Lebih rendah (3–12%)	Berkurang	Baik	Pengerasan tegangan dan distabilisasi; umum untuk aplikasi struktural
T4 (jarang)	Rendah–Sedang	Tinggi	Istimewa	Baik	Perlakuan panas larutan dan penuaan alami; jarang untuk seri 5xxx

Pemilihan temper secara kuat mempengaruhi keseimbangan antara kemampuan bentuk dan kekuatan. Temper O annealed memberikan kemampuan gambar dan duktibilitas terbaik, sementara tingkat temper H yang progresif meningkatkan kekuatan luluh dan tarik dengan pengorbanan regangan dan kemampuan deep drawing.

Ketebalan dan riwayat pemrosesan juga berinteraksi dengan temper: ketebalan tipis memperoleh pengerasan tegangan lebih tinggi dari pemrosesan dan sering bisa dipasok dalam temper H yang lebih tinggi, sedangkan bentuk produk tebal lebih umum disupply dengan temper lembut untuk memudahkan pembentukan.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.25	Pengendalian impuritas; Si berlebih membentuk intermetalik keras yang mengurangi duktibilitas
Fe	≤ 0.5	Impuritas umum; mendorong intermetalik yang dapat memengaruhi permukaan dan ketangguhan
Mn	0.2–0.7	Mengontrol struktur butir dan meningkatkan kekuatan serta ketahanan terhadap rekristalisasi
Mg	4.0–5.0	Elemen penguat utama; meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi
Cu	≤ 0.10	Dijaga rendah untuk menjaga ketahanan korosi dan kemampuan las
Zn	≤ 0.25	Minor; Zn tinggi bisa mengurangi ketahanan korosi
Cr	≤ 0.25	Kontrol struktur butir, membatasi pertumbuhan butir pada pemrosesan termomekanis
Ti	≤ 0.15	Penghalus butir jika hadir dalam jumlah kecil
Lainnya (masing-masing)	≤ 0.05	Elemen jejak dan residu; sisanya Al (~imbalan)

Magnesium mendominasi perilaku mekanik dan ketahanan korosi paduan, memberikan penguatan larutan padat dan meningkatkan ketahanan terhadap air laut dan serangan atmosfer. Mangan dan kromium pada level rendah memurnikan perilaku rekristalisasi dan mempertahankan kekuatan setelah pemrosesan termomekanis. Besi dan silikon harus dikendalikan untuk menghindari intermetalik kasar yang bisa merusak performa permukaan dan mekanik, terutama pada komponen hasil drawing atau anodizing.

Sifat Mekanik

5182 menunjukkan perilaku tarik/luluh yang khas dari paduan aluminium non-heat-treatable dengan kekuatan sedang. Dalam kondisi annealed, paduan menunjukkan regangan dan kemampuan penyerapan energi yang baik, menjadikannya cocok untuk operasional deep drawing dan pembentukan. Pada temper pengerasan tegangan, kekuatan luluh dan tarik meningkat secara signifikan, dengan pengurangan regangan dan kelenturan pembentukan.

Kekerasan berkorelasi dengan temper dan riwayat pemrosesan: material annealed menunjukkan nilai kekerasan rendah, sementara material temper H meningkat kekerasannya melalui pengerasan tegangan. Performa kelelahan dipengaruhi oleh hasil permukaan, tegangan sisa dari pembentukan atau pengelasan, dan ketebalan; bagian yang lebih tebal dan permukaan halus biasanya memberikan umur kelelahan siklus tinggi yang lebih baik. Kehadiran Mg meningkatkan ketangguhan pada suhu rendah dibanding beberapa paduan tempa lainnya dan memberikan performa stabil pada beban siklik jika diproses dengan benar.

Ketebalan memiliki pengaruh signifikan pada kekuatan dan duktibilitas 5182. Ketebalan tipis biasanya menunjukkan kekuatan luluh dan tarik yang lebih tinggi karena sisa pengerjaan dingin dari proses penggilingan dan pendinginan cepat setara quench selama pemrosesan, sedangkan plat yang lebih tebal biasanya dipasok dalam temper lembut untuk memudahkan pembentukan dan pengelasan.

Sifat	O/Annealed	Temper Utama (misal, H32/H34)	Catatan
Kekuatan Tarik	~110–170 MPa	~240–360 MPa	Rentang luas tergantung temper dan ketebalan; temper H jauh lebih tinggi
Kekuatan Luluh	~35–95 MPa	~150–260 MPa	Kekuatan luluh meningkat pesat dengan pengerasan tegangan; nilai bervariasi dengan ketebalan dan temper
Regangan	~20–40%	~3–15%	Formabilitas menurun seiring peningkatan temper H
Kekerasan (HB)	~30–60 HB	~70–120 HB	Perkiraan Brinell; kekerasan sesuai dengan kekuatan tarik dan temper

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2.66–2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan Al-Mg tempa; rasio kekakuan-terhadap-berat baik
Rentang Peleburan	~555–650 °C	Solidus/liquidus tergantung komposisi tepat; peleburan mendekati aluminium murni namun diturunkan oleh Mg
Konduktivitas Termal	~120–150 W/m·K	Lebih rendah dari Al murni akibat paduan; masih baik untuk disipasi panas
Konduktivitas Listrik	~25–40 % IACS	Berkurang dibanding aluminium murni; konduktivitas menurun seiring peningkatan Mg
Kalor Jenis	~880–900 J/kg·K	Kalor jenis khas aluminium memungkinkan penyimpanan dan pelepasan panas efektif
Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Ekspansi termal khas untuk paduan aluminium; perlu diperhitungkan untuk perakitan toleransi ketat

5182 mempertahankan banyak sifat fisik aluminium yang menguntungkan: densitas rendah, konduktivitas termal tinggi, dan kalor jenis baik. Sifat ini menjadikannya berguna saat pengurangan berat dan pengelolaan termal penting, meskipun paduan Mg mengurangi konduktivitas dibanding paduan yang lebih murni.

Desainer harus mempertimbangkan ekspansi termal paduan ini dalam struktur sambungan serta ketergantungan sifat mekanik terhadap suhu operasi, terutama saat mendekati batas layanan pada suhu tinggi.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (plat tipis)	0.2–6.0 mm	Kekuatan nyata lebih tinggi pada ketebalan tipis	O, H14, H24, H32	Digunakan untuk panel bodi, penutup, dan komponen yang dibentuk
Plate (plat tebal)	>6.0 mm sampai sekitar 25 mm	Pengerasan kerja dari proses rolling lebih rendah; seringkali lebih lunak	O, H112	Komponen struktural dan bagian fabrikasi yang memerlukan ketebalan
Extrusion (ekstrusi)	Penampang bervariasi	Kekuatan bergantung pada bentuk penampang dan pendinginan	Toleransi ±	Kurang umum; kandungan Mg mempengaruhi suhu ekstrusi
Tube (pipa)	Ketebalan dinding 0.5–10 mm	Formabilitas baik untuk pipa las dan seamless	H32/H34	Digunakan untuk saluran bahan bakar, pipa struktural dengan ketahanan korosi
Bar/Rod (batang)	Diameter bervariasi	Gabungan kekuatan dan keuletan yang baik	O, H12	Produk tempa atau tarik untuk fitting dan pengikat

Rute pemrosesan (rolling, cold drawing, ekstrusi) dan temper akhir menentukan kekuatan serta anisotropi produk 5182. Plat dan gulungan paling umum untuk pasar otomotif dan kemasan, dengan kontrol teliti terhadap hasil permukaan dan pengerasan kerja agar memungkinkan pembentukan dan operasi sekunder seperti pengelasan dan perekat.

Plat tebal dan bentuk seksi berat sering disuplai dalam kondisi lebih lunak untuk memungkinkan pemesinan dan pembentukan, sementara gulungan plat tipis sering disediakan dalam temper H yang sebagian dikeraskan untuk aplikasi stamping dimana kontrol springback penting.

Setara Grade

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	5182	USA	Penunjukan Aluminum Association yang umum digunakan di Amerika Utara
EN AW	5182	Eropa	EN AW-5182 sangat mirip; penunjukan proses dan temper Eropa berlaku
JIS	A5182	Jepang	Penunjukan Japanese Industrial Standard; toleransi kimia dan mekanik sejalan erat
GB/T	5182	China	Standar nasional China menggunakan penunjukan serupa; variasi spesifikasi dapat ada per pabrik

Referensi silang antar standar umumnya langsung karena penunjukan paduan 5182 sudah diakui luas, namun ada perbedaan kecil dalam batas impuritas, temper yang direkomendasikan, dan praktik sertifikasi. Pembeli harus selalu verifikasi sertifikat mill dan persyaratan sifat mekanik sesuai standar target dan aplikasi yang dimaksud.

Ketahanan Korosi

5182 menawarkan ketahanan korosi atmosfer umum yang sangat baik dan kinerja unggul di lingkungan laut karena kandungan magnesium yang relatif tinggi dengan kandungan tembaga yang rendah. Film oksida aluminium yang terbentuk secara alami menyediakan penghalang pelindung; paduan dan temper dapat memengaruhi stabilitas film dan perilaku korosi lokal.

Di lingkungan kaya klorida, korosi pitting dan crevice masih mungkin terjadi, terutama pada area las, tepi, atau lokasi dengan partikel intermetalik kasar. Persiapan permukaan yang tepat, pelapisan, dan desain untuk menghindari celah stagnan dapat mengurangi risiko ini.

Kerentanan terhadap stress corrosion cracking (SCC) pada paduan seri 5xxx meningkat dengan kandungan Mg yang lebih tinggi serta temper tertentu yang mengakumulasi tegangan sisa; 5182 dapat rentan terhadap SCC di bawah tegangan tarik berkelanjutan dalam lingkungan agresif, terutama jika dingin bekerja atau pengelasan tidak tepat. Interaksi galvanik dengan logam mulia lain (misalnya tembaga, baja tahan karat) dapat mempercepat korosi lokal 5182, sehingga isolasi atau desain anoda pengorban disarankan dalam rakitan logam campuran.

Dibandingkan dengan seri 3xxx dan 1xxx, 5182 memberikan kekuatan jauh lebih tinggi dengan ketahanan korosi serupa atau lebih baik. Dibandingkan paduan heat treatable seri 6xxx, 5182 umumnya menawarkan ketahanan korosi laut lebih baik namun kekuatan puncak lebih rendah, yang menjadi alasan pemilihannya untuk komponen luar dan yang terekspos lingkungan laut.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Las

5182 dapat dilas dengan baik menggunakan proses pengelasan aluminium umum (TIG, MIG, resistance) dan sering digunakan dalam fabrikasi otomotif dan kelautan. Paduan filler yang direkomendasikan untuk las 5182 termasuk filler Al-Mg seperti 5183 dan 5356, yang membantu mempertahankan ketahanan korosi dan keuletan pada logam las. Risiko retak panas umumnya rendah untuk paduan Al-Mg, namun pengelasan menyebabkan pelunakan lokal di zona pengaruh panas (HAZ) dan potensi penurunan kekuatan; desain mekanik pasca-las harus memperhitungkan efek HAZ.

Kemudahan Mesin (Machinability)

Pemesinan 5182 dikategorikan sedang; lebih sulit dibanding aluminium murni karena kekuatan lebih tinggi dan kecenderungan pengerasan kerja. Alat carbide dengan sudut positif dan setup kaku memberikan hasil terbaik, dengan kecepatan potong sedang dan pendingin cukup untuk mengendalikan penumpukan serpihan dan buildup edge. Finishing permukaan halus memerlukan alat potong tajam dan kontrol laju pakan untuk menghindari smeared surface dan pengerasan berlebih pada permukaan potong.

Formabilitas

Formabilitas sangat baik dalam kondisi anil (O), memungkinkan proses deep drawing dan stamping kompleks. Untuk bending, radius lekukan internal minimum yang direkomendasikan biasanya sekitar 0.5–1.0× ketebalan untuk lekukan ringan pada plat anil, meningkat pada temper H yang lebih keras. Cold working menghasilkan respon pengerasan tarik yang dapat dimanfaatkan untuk menyesuaikan kekuatan, namun pengerasan kerja berlebih dapat menyebabkan retak saat pembentukan berat sehingga anil antar tahap sering diperlukan.

Perilaku Perlakuan Panas

5182 adalah paduan yang tidak dapat diperlakukan panas (non-heat-treatable) dan tidak merespon perlakuan larutan dan penuaan seperti pada paduan 2xxx, 6xxx, atau 7xxx. Upaya perlakuan pengerasan presipitasi tidak memberikan peningkatan kekuatan yang berarti dibanding pengerasan kerja.

Perubahan kekuatan diperoleh melalui pengerjaan dingin (strain hardening) dan perlakuan termal yang mendorong recovery atau rekristalisasi. Anil penuh untuk mengembalikan keuletan dilakukan dengan pemanasan pada rentang 300–420 °C (temperatur anil tipikal bergantung ukuran penampang dan mikrostruktur yang diinginkan) diikuti pendinginan terkontrol untuk menghindari kerusakan deformasi.

Temper stabilisasi (misalnya H32/H34) dibuat dengan pengerjaan mekanik dan perlakuan termal terkontrol untuk menghasilkan kombinasi kekuatan dan pengurangan tegangan sisa yang seimbang. Pada rakitan yang dilas, pemanasan lokal menyebabkan pelunakan HAZ, bukan pengerasan usia sehingga pemulihan temper, bukan penguatan, harus diantisipasi.

Kinerja Suhu Tinggi

Kekuatan mekanik 5182 menurun nyata dengan naiknya suhu, dengan penurunan signifikan pada kekuatan luluh dan tarik di atas sekitar 100 °C dan semakin cepat pada suhu lebih tinggi. Untuk penggunaan struktural berkelanjutan, desainer umumnya membatasi suhu operasi di bawah kira-kira 65–100 °C tergantung beban dan lingkungan guna menghindari creep dan kehilangan integritas mekanik.

Oksidasi bukan faktor pembatas karena aluminium membentuk lapisan pelindung Al2O3 tipis secara cepat; namun suhu tinggi dapat memperbesar butiran mikrostruktur dan mempercepat efek batas butiran yang mempengaruhi korosi dan kinerja mekanik. Pengelasan dan siklus termal lokal dapat menyebabkan pelunakan HAZ dan penurunan ketahanan creep dekat sambungan.

Untuk paparan suhu tinggi jangka pendek, 5182 dapat tahan, tetapi paparan berkepanjangan akan mengurangi kekuatan dan dapat memperburuk fenomena stress corrosion. Untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan suhu tinggi berkelanjutan, paduan heat-treatable atau paduan khusus suhu tinggi lebih disarankan.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 5182
Otomotif	Panel penutup, lembaran bodi dalam	Gabungan formabilitas, ketahanan korosi, dan kekuatan sedang untuk bagian stamping
Kelautan	Fitting kapal, trim, braket struktural	Ketahanan korosi air laut sangat baik dan rasio kekuatan terhadap berat bagus
Aerospace	Fitting sekunder, braket	Kekuatan baik dengan densitas rendah dan ketahanan korosi terima untuk struktur non-primer
Elektronika	Penyebar panas, chassis	Konduktivitas termal dan bobot ringan berguna untuk manajemen termal dan pelindung EMI

5182 sering dipilih ketika diperlukan keseimbangan formabilitas, ketahanan korosi, dan kekuatan ekonomis daripada kekuatan maksimum yang dapat dicapai. Kemampuan stamping, pengelasan, dan penyambungan pasca-formasi menjadikannya pilihan praktis untuk produksi volume besar di sektor transportasi dan kelautan.

Wawasan Pemilihan

5182 adalah pilihan tepat saat engineer butuh kekuatan lebih baik daripada paduan aluminium murni komersial (misalnya 1100) namun tetap mempertahankan sebagian besar formabilitas dan ketahanan korosi aluminium. Dibandingkan 1100, 5182 mengorbankan sebagian konduktivitas listrik dan termal tapi mendapatkan peningkatan kekuatan mekanik substansial serta ketahanan korosi air laut yang lebih baik.

Jika dibandingkan dengan paduan Mg pengerasan kerja lain seperti 3003 atau 5052, 5182 berada pada ujung kekuatan lebih tinggi untuk paduan non-heat-treatable, menawarkan performa tarik/luluh unggul dengan ketahanan korosi laut sebanding atau sering lebih baik. Ini membuat 5182 menarik ketika diperlukan kekuatan sedikit lebih tinggi tanpa beralih ke sistem heat-treatable.

Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061 atau 6063, 5182 dipilih ketika ketahanan korosi di lingkungan laut atau yang banyak mengandung klorida dan kemampuan pembentukan yang superior lebih diutamakan daripada kekuatan puncak maksimum. Gunakan 5182 ketika proses pengelasan dan pembentukan mendominasi rantai proses dan di mana kondisi paparan menguntungkan paduan Al-Mg.

Kesimpulan Penutup

5182 tetap menjadi paduan aluminium yang banyak digunakan karena mengombinasikan kekuatan solusi padat yang diinduksi Mg, ketahanan korosi yang sangat baik, dan kemampuan pembentukan yang baik dalam paket yang dapat diproduksi dan dilas. Keseimbangan sifat-sifatnya dan ketersediaannya dalam bentuk plat dan gulungan umum menjadikannya relevan untuk aplikasi otomotif, kelautan, dan rekayasa umum di mana daya tahan dan kemampuan produksi sangat penting.