Aluminium 5356: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Lengkap

5356 adalah anggota dari seri paduan aluminium 5xxx (keluarga Al–Mg), secara nominal mengandung sekitar 4,5–5,5% magnesium serta sejumlah kecil mangan dan kromium. Sebagai paduan seri 5xxx, paduan ini tidak dapat diproses dengan perlakuan panas dan memperoleh kekuatannya terutama dari penguatan larutan padat dan pengerasan bentuk (strain hardening) bukan melalui perlakuan panas presipitasi.

Sifat utama dari 5356 meliputi kekuatan yang relatif tinggi untuk paduan aluminium Al–Mg yang tempa, kemampuan pengelasan yang sangat baik (umumnya digunakan dan disuplai sebagai kawat pengisi las ER5356), ketahanan yang baik terhadap korosi umum dan air laut, serta kemampuan bentuk yang memadai dalam kondisi annealed dan temper sebagian pengerasan. Industri yang biasanya menggunakan 5356 antara lain kelautan dan pembuatan kapal, bejana tekan, struktur transportasi dan otomotif, panel arsitektural, serta sebagai material pengisi untuk pengelasan paduan aluminium.

Para engineer memilih 5356 ketika diperlukan keseimbangan antara kemampuan las, ketahanan korosi, dan kekuatan yang lebih tinggi dibanding aluminium komersial murni, terutama untuk rakitan las di lingkungan laut atau yang terpapar klorida. Paduan ini sering dipilih dibandingkan paduan berdaya tahan rendah saat kekuatan sambungan las dan ketahanan korosi air laut menjadi prioritas, serta dibandingkan beberapa paduan yang dapat diperlakukan panas ketika perlakuan panas pasca-las tidak memungkinkan atau ketika stabilitas larutan padat dalam siklus layanan penting.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Baik Sekali	Baik Sekali	Sangat lunak (fully annealed); terbaik untuk proses deep drawing dan pembentukan
H111	Sedang	Sedang-Tinggi	Baik	Baik Sekali	Setengah pengerasan bentuk (strain-hardened); umum untuk ekstrusi
H112	Sedang-Tinggi	Sedang	Baik	Baik Sekali	Set permanen melalui proses terkendali
H14	Sedang-Tinggi	Sedang	Cukup-Baik	Baik Sekali	Quarter-hard — peningkatan kekuatan lewat pengerjaan dingin
H24	Tinggi	Rendah-Sedang	Terbatas	Baik Sekali	Pengerasan bentuk dan setengah di-anneal untuk ketangguhan
H32 / H34	Tinggi	Rendah	Terbatas	Baik Sekali	Pengerasan bentuk dan distabilkan; digunakan saat kontrol kembalian kelenturan (springback) diperlukan

Temper pada 5356 dicapai melalui kombinasi pengerjaan dingin dan stabilisasi, bukan dengan siklus larutan/penuaan (solution/aging). Perpindahan dari O ke angka H yang lebih tinggi meningkatkan kekuatan dan menurunkan elongasi serta kemampuan bentuk; kemampuan las tetap baik di seluruh rentang temper karena paduan tidak bergantung pada perlakuan panas untuk mengembangkan kekuatan.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.25	Silicon rendah menjaga rentang pembekuan sempit dan mengurangi intermetallic rapuh.
Fe	≤ 0.40	Impuritas khas; besi berlebih bisa mengurangi duktibilitas dan meningkatkan inklusi.
Mn	0.20–0.60	Mengontrol struktur butir dan memberi kontribusi sedang pada kekuatan dan ketahanan korosi.
Mg	4.5–5.5	Elemen paduan utama; memberikan penguatan larutan padat dan performa korosi.
Cu	≤ 0.10	Rendah karena tembaga menurunkan ketahanan korosi di lingkungan laut.
Zn	≤ 0.20	Zinc rendah mempertahankan perilaku galvanik terhadap baja dan paduan aluminium lain.
Cr	0.05–0.25	Ditambahkan untuk mengontrol pertumbuhan butir dan meningkatkan ketahanan terhadap sensitasi selama paparan panas.
Ti	≤ 0.15	Penghalus butir saat hadir dalam jumlah kecil.
Lainnya (masing-masing)	≤ 0.05	Residu dan elemen tramp kecil; dikontrol untuk menjaga sifat konsisten.

Komposisi kimia 5356 menitikberatkan magnesium untuk mencapai penguatan larutan padat dan peningkatan ketahanan air laut dengan membatasi tembaga dan zinc agar performa korosi tetap terjaga. Mangan dan kromium digunakan dalam jumlah terkontrol untuk memperhalus mikrostruktur dan mengurangi kerentanan korosi terkait batas butir selama siklus termal.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik 5356 didominasi oleh penguatan larutan padat dari magnesium dan derajat pengerasan akibat pengerjaan dingin pada tahap tempering. Dalam kondisi annealed, paduan menunjukkan patahan duktile dengan elongasi relatif tinggi, sementara pada temper pengerasan bentuk kekuatan tarik meningkat signifikan dengan pengorbanan elongasi. Ketebalan dan proses finishing (rolling vs ekstrusi) berpengaruh signifikan: bagian tipis dan ekstrusi yang mengalami pengerjaan berat biasanya menunjukkan kekuatan luluh dan tarik lebih tinggi karena pengerasan dingin yang lebih besar dan mikrostruktur yang lebih halus.

Kekuatan luluh dan elongasi tergantung pada temper dan ketebalan; temper H yang lebih tinggi menaikkan kekuatan luluh dan tarik namun menurunkan elongasi seragam dan total. Kekerasan berkorelasi dengan tingkat pengerjaan dingin dan biasanya dilaporkan dalam nilai Vickers atau Brinell yang meningkat sejalan dengan peningkatan nomor temper H. Performa lelah (fatigue) umumnya baik pada 5356 di lingkungan air laut dan atmosfer, namun sambungan las dan zona terpengaruh panas (heat-affected zone) harus dirancang agar menghindari konsentrasi tegangan dan tegangan sisa tarik yang dapat menurunkan umur lelah.

Properti	O/Annealed	Temper Kunci (misal H111/H14)	Catatan
Kekuatan Tarik (MPa)	180–240	240–320	Nilai bervariasi berdasarkan ketebalan dan temper H spesifik; rentang ini tipikal untuk produk tempa.
Kekuatan Luluh (MPa)	70–140	150–260	Temper pengerasan kerja menunjukkan peningkatan luluh sesuai reduksi dingin.
Elongasi (%)	18–30	6–18	Annealed menunjukkan duktibilitas tertinggi; temper pengerasan bentuk mengurangi elongasi.
Kekerasan (HB)	35–60	60–95	Kekerasan meningkat hampir sebanding dengan pengerjaan dingin; nilai indikatif untuk temper umum.

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Massa Jenis	~2.66 g/cm³	Tipikal untuk paduan Al–Mg; berguna untuk perhitungan kekuatan terhadap berat.
Rentang Titik Leleh	~570–645 °C	Rentang solidus–liquidus tergantung pada paduan dan tingkat inklusi; eutektik minimal.
Konduktivitas Termal	~120–150 W/m·K	Lebih rendah dibanding aluminium murni tapi masih baik untuk aplikasi disipasi panas.
Konduktivitas Listrik	~28–38 % IACS	Turun dibanding aluminium murni karena magnesium dalam larutan.
Kalor Jenis	~0.90 J/g·K (900 J/kg·K)	Kalor jenis aluminium tipikal untuk perhitungan massa termal.
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K	Koefisien tipikal untuk paduan Al pada temperatur lingkungan.

5356 mempertahankan banyak sifat fisik menarik dari aluminium: konduktivitas termal yang baik, massa jenis rendah, dan mudah didaur ulang. Sifat termal dan listrik yang lebih rendah dibanding aluminium murni disebabkan oleh kandungan magnesium; perancang harus mempertimbangkan pengurangan ini saat merancang untuk aplikasi manajemen panas atau yang kritikal terhadap konduktivitas listrik.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Pelat Tipis (Sheet)	0.5–6.0 mm	Performa bervariasi dengan reduksi cold roll	O, H111, H14	Sering digunakan untuk panel dan fabrikasi las; juga dilapisi untuk penggunaan arsitektural.
Pelat Tebal (Plate)	6–50 mm	Efek pengerasan kerja lebih rendah pada bagian tebal	H111, H112	Bagian tebal sulit menjalani pengerjaan dingin; sifat mekanik tergantung riwayat proses.
Ekstrusi	Profil kompleks, ketebalan dinding 1–20 mm	Kekuatan baik dalam profil hasil pembentukan karena pengerasan kerja	H111, H14, H32	Umum untuk elemen struktural dan rangka las; hasil permukaan bagus dapat dicapai.
Tabung (Tube)	Ø10–300 mm, tebal dinding bervariasi	Kekuatan dipengaruhi oleh proses ekstrusi dan drawing	H111, H14	Digunakan untuk jalur fluida, pegangan kapal, dan tabung struktural; ketahanan korosi menguntungkan.
Batang/Batang Bulat (Bar/Rod)	Diameter 3–50 mm	Perilaku tergantung pada proses drawing dingin	H111, H14	Juga disuplai sebagai batang kawat las (ER5356) untuk aplikasi filler.

Perbedaan proses antara pelat tipis, pelat tebal, dan ekstrusi signifikan: rolling dan drawing dingin memberikan pengerasan bentuk yang meningkatkan kekuatan pada produk lebih tipis, sedangkan produksi pelat cenderung menghasilkan butiran yang lebih kasar dan kekuatan fabricasi lebih rendah. Ketersediaan filler las (batang/kawat) menjadi alasan utama 5356 diproduksi dalam banyak bentuk produk; hal ini memudahkan kecocokan metalurgi dalam rakitan las.

Grade Setara

Standard	Grade	Wilayah	Catatan
AA	5356	USA	Penamaan paduan hasil kerja utama; ER5356 adalah pengisi las yang umum.
UNS	A95356	Internasional	Penamaan registrasi UNS yang sesuai dengan AA 5356 untuk spesifikasi teknik.
ISO / EN	AlMg5	Eropa / Internasional	Penamaan keluarga Al–Mg5 generik; periksa standar lokal untuk rincian spesifikasi lengkap.
JIS	A5356 (typical)	Jepang	Nomor regional bervariasi; verifikasi klausul mekanik dan kimiawi.
GB/T	AlMg5 / 5356	China	Standar China biasanya mencantumkan sebagai AlMg5 dengan batas kimia nasional.

Standar regional sering menggunakan nomenklatur Al–Mg5 untuk kimia nominal yang sama, namun batas elemen pengotor, kandungan jejak, dan penamaan temper bisa sedikit berbeda. ER5356 (pengisi las) adalah penamaan yang umum di berbagai wilayah, tetapi pembeli harus selalu mengonfirmasi sifat yang bergantung ketebalan dan perlakuan tambahan dari sertifikat pabrik.

Ketahanan Korosi

5356 menunjukkan ketahanan korosi umum yang sangat baik di lingkungan atmosfer dan laut karena magnesium dalam larutan padat membentuk film pasif yang stabil dan paduan mengandung tembaga minimal. Di air laut dan zona percikan, material ini berkinerja baik untuk lambung kapal, dek, dan perlengkapan bila dirancang dan dirawat dengan benar; perlakuan permukaan dan pelapis semakin memperpanjang umur pakai. Korosi pitting kurang agresif dibandingkan dengan beberapa paduan tembaga tinggi, tetapi korosi celah dapat terjadi di lingkungan stagnan kaya klorida jika terjadi endapan atau sel aerasi diferensial.

Paduan dengan kandungan Mg sekitar 5%, termasuk 5356, lebih rentan terhadap sensitisasi dan korosi antar butir jika terekspos suhu di kisaran 65–160 °C dalam waktu lama; ini relevan untuk perakitan las di mana fluktuasi suhu dan HAZ dapat menyebabkan batas butir anodis lokal. Retak korosi akibat tegangan (SCC) merupakan potensi masalah di bawah tegangan tarik berkelanjutan pada lingkungan tertentu, terutama dengan konsentrasi klorida dan suhu tinggi, sehingga desain harus meminimalkan tegangan tarik residu dan menghindari kopel galvanik yang mendorong reaksi anodis. Dibanding seri 3xxx dan aluminium murni, 5356 mengorbankan sedikit kemampuan bentuk untuk ketahanan korosi dan kekuatan yang jauh lebih baik; dibanding paduan 6xxx yang dapat diperlakukan panas, 5356 seringkali lebih tangguh di lingkungan klorida laut.

Sifat Fabrikasi

Dapat Dilas

5356 dianggap sebagai pengisi las dan paduan dasar yang sangat baik untuk sebagian besar proses pengelasan fusi seperti GTAW (TIG), GMAW (MIG), dan SAW. Kawat dan batang las ER5356 umum digunakan untuk menyambung logam dasar Al–Mg, dan hasil las biasanya menunjukkan kekuatan tarik dan keuletan yang baik. Risiko retak panas rendah dibandingkan dengan beberapa pengisi Al–Si, tetapi komposisi logam las dan desain sambungan harus dikontrol; pengelasan berbeda dengan paduan tembaga tinggi atau beberapa paduan seri 6xxx dapat menimbulkan masalah galvanik dan SCC. Zona terpengaruh panas (HAZ) dapat melunak dibanding material induk yang dikeraskan dingin akibat pemulihan kerja dingin; perancang harus mengantisipasi penurunan lokal pada kekuatan luluh di sekitar las.

Dapat Dimesin

Pemrosesan mesin 5356 dinilai sedang hingga sedang-baik dibanding paduan aluminium bebas-mesin; kondisi temper lunak dan penggunaan perkakas karbida meningkatkan kelancaran mesin. Perkakas yang direkomendasikan adalah end mill karbida dan insert dengan sudut rake sedang untuk menghindari terbentuknya paku pahat; kecepatan potong relatif tinggi dibanding baja, dan feed harus dioptimalkan untuk menghasilkan serpihan pendek dan terkontrol. Pendingin cair atau semburan udara membantu mengeluarkan serpihan dan mengontrol panas; pemotongan finishing dan potong ringan meningkatkan hasil permukaan karena keelastisan paduan.

Dapat Dibentuk

Kemampuan bentuk sangat baik pada kondisi O dengan radius tekuk kecil memungkinkan; temper setengah pengerasan mengurangi kemampuan bentuk dan meningkatkan pemantulan elastis (springback). Radius tekuk dalam praktik umum pada kondisi annealed dapat serendah 1–2× ketebalan untuk operasi lembaran, sedangkan temper H14–H32 umumnya membutuhkan radius lebih besar 2–4× ketebalan tergantung alat. Untuk penarikan dalam atau stamping kompleks, mulai dari temper O dan lakukan pengerasan kerja terkontrol atau stabilisasi ke temper H yang diinginkan setelah pembentukan.

Perilaku Perlakuan Panas

5356 adalah paduan aluminium yang tidak dapat diperlakukan panas; perlakuan solusi dan penuaan buatan konvensional tidak digunakan untuk meningkatkan kekuatan. Perubahan kekuatan dicapai melalui deformasi mekanis (kerja dingin) dan, jika diperlukan, anneal stabilisasi untuk meredakan tegangan. Paparan panas di atas ~65 °C dapat menyebabkan difusi magnesium dan pembentukan presipitasi kaya Mg di batas butir (sensitisasi) yang mempengaruhi ketahanan korosi; oleh karena itu siklus termal setelah fabrikasi harus diminimalkan atau dikontrol.

Annealing (temper O) melembutkan paduan melalui pemulihan dan rekristalisasi, mengembalikan keuletan dan kemampuan bentuk. Perlakuan stabilisasi (anneal suhu rendah) kadang diterapkan untuk mengurangi tegangan sisa setelah pembentukan atau pengelasan, namun ini tidak memberikan penguatan seperti pada paduan aluminium pengeras presipitasi. Kontrol desain dan proses lebih bergantung pada jadwal kerja dingin dan pengendalian paparan termal daripada siklus temper T.

Kinerja Suhu Tinggi

Seperti kebanyakan paduan Al–Mg, 5356 mengalami penurunan kekuatan yang berarti pada suhu tinggi; suhu kerja kontinu biasanya dibatasi antara 100–120 °C untuk komponen pembawa beban. Di atas ~150 °C paduan mengalami pemulihan mikrostruktur dan presipitasi di batas butir yang menurunkan sifat mekanik dan dapat meningkatkan kerentanan terhadap korosi antar butir. Oksidasi di udara minimal dibanding baja, tetapi paparan suhu tinggi jangka panjang mempercepat perubahan mikrostruktur yang merusak ketahanan lelah dan SCC.

Zona terpengaruh panas las sangat penting dalam aplikasi suhu tinggi, karena siklus termal dapat melembutkan material induk yang dikeraskan dingin dan mempercepat proses sensitisasi di batas butir. Untuk paparan suhu tinggi jangka pendek saat pengelasan atau pembentukan efek ini biasanya dapat diatasi; untuk layanan suhu tinggi berkelanjutan, kelas paduan yang berbeda sebaiknya dipertimbangkan.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 5356
Kelautan	Pelapisan lambung, pegangan, perangkat dek, fitting	Ketahanan korosi air laut dan kemampuan las sangat baik; pengisi umum untuk perbaikan las
Transportasi	Rangka struktural, tangki bahan bakar, trailer	Rasio kekuatan terhadap berat baik dan sambungan las yang kuat
Dirgantara & Pertahanan	Struktur sekunder, braket, fitting	Perpaduan baik antara kemampuan las, ketahanan lelah, dan performa korosi
Pressure Vessel / Cryogenics	Tangki penyimpanan, vessel las	Pengisi las yang andal dan sifat stabil pada suhu rendah
Pengelasan / Fabrikasi	Besi las/kawat las (ER5356), pelapisan	ER5356 banyak digunakan sebagai pengisi las untuk paduan dasar Al–Mg dan Al–Si
Arsitektur	Dinding tirai, panel kanopi	Ketahanan korosi dan kompatibilitas anodizing untuk tampilan tahan lama

Peran 5356 dalam rekayasa modern sering terfokus pada rakitan las di mana pengisi atau paduan dasar tahan korosi dan mudah dilas diperlukan. Kombinasi kemampuan bentuk (kondisi O), kekuatan (temper H), dan ketersediaan sebagai consumable las menjadikannya pilihan praktis di berbagai sektor.

Wawasan Pemilihan

Untuk desain yang membutuhkan kekuatan lebih baik dibanding aluminium murni (misalnya 1100) namun tetap mempertahankan kemampuan las dan ketahanan korosi, 5356 adalah pilihan logis; paduan ini mengorbankan sedikit konduktivitas listrik dan termal demi performa mekanik lebih tinggi. Dibanding paduan kerja keras seperti 3003 atau 5052, 5356 umum memberikan kekuatan dan ketahanan korosi air laut lebih baik, meskipun 5052 masih mempertahankan kemampuan bentuk sangat baik dan mungkin lebih disukai untuk penarikan dalam. Melawan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061/6063, 5356 dipilih bila perlakuan panas pasca las atau in-service tidak praktis, atau bila ketahanan klorida superior diperlukan meski puncak kekuatan lebih rendah.

Pilih 5356 bila sifat sambungan las dan ketahanan korosi laut adalah faktor utama, bila penggunaan paduan pengisi mengandung magnesium meningkatkan metalurgi sambungan, atau bila rute proses tanpa perlakuan panas diprioritaskan. Bila kekuatan maksimum per berat adalah keharusan utama dan perlakuan panas pasca fabrikasi dapat diterima, paduan temper T6 mungkin memberikan kekuatan ultimitas lebih tinggi; jika penarikan dalam adalah kebutuhan utama, paduan yang lebih lunak seperti seri 3xxx temper O bisa menjadi pilihan lebih baik.

Ringkasan Penutup

5356 tetap menjadi paduan Al–Mg yang banyak digunakan dan relevan karena memberikan keseimbangan efektif antara kemampuan las, ketahanan korosi, dan kekuatan mekanik berguna tanpa bergantung pada proses perlakuan panas. Ketersediaannya yang umum sebagai produk hasil kerja dan consumable las (ER5356) menjadikannya pilihan praktis bagi engineer yang menangani struktur las dalam aplikasi kelautan, transportasi, dan arsitektur di mana performa andal dan umur layanan di lingkungan klorida sangat penting.