Aluminium 5652: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Umum Komprehensif

5652 adalah paduan aluminium yang termasuk dalam seri 5xxx Al–Mg, yang ditandai dengan magnesium sebagai elemen paduan utama. Ini adalah paduan yang tidak dapat diperlakukan dengan panas dan dikeraskan dengan deformasi, yang mendapatkan kekuatan terutama melalui pengerjaan dingin daripada pengerasan presipitasi.

Konstituen paduan utama dalam 5652 adalah magnesium dengan tambahan terkendali mangan dan kromium untuk pengendalian struktur butir dan ketahanan korosi. Paduan ini memberikan kombinasi kekuatan yang lebih tinggi (dibanding aluminium murni), ketahanan korosi yang sangat baik di lingkungan atmosfir dan laut, serta kemampuan bentuk dan kemampuan las yang memadai saat digunakan dalam temper yang sesuai.

Industri tipikal yang menetapkan 5652 meliputi konstruksi kelautan, transportasi (termasuk trailer dan komponen struktural ringan), bejana tekan dan perpipaan di mana diperlukan keseimbangan antara kekuatan dan ketahanan korosi, serta aplikasi arsitektural atau industri tertentu. Insinyur memilih 5652 dibandingkan paduan lain ketika mereka membutuhkan alternatif yang lebih kuat daripada aluminium hampir murni atau material seri 3xxx sekaligus mempertahankan performa ketahanan korosi laut yang unggul dibandingkan banyak paduan 6xxx dan 7xxx yang dapat diperlakukan dengan panas.

Paduan ini dipilih dibandingkan paduan yang dapat diperlakukan dengan panas dengan kekuatan lebih tinggi saat formabilitas dalam-dalam, ketahanan terhadap korosi intergranular, dan proses termal yang lebih sederhana menjadi prioritas. Sifat tidak dapat diperlakukan dengan panas menyederhanakan produksi dan mengurangi kerentanan terhadap perubahan properti terkait panas, yang bisa menjadi keuntungan dalam rakitan yang dilas dan dibentuk.

Variasi Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kelasisan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (20–30%)	Unggul	Unggul	Kondisi anil penuh untuk formabilitas maksimum
H12	Rendah–Sedang	Sedang (12–18%)	Sangat Baik	Unggul	Dikeraskan ringan, mempertahankan kemampuan pembentukan yang baik
H14	Sedang	Sedang (10–15%)	Baik	Sangat Baik	Pengerasan sedang untuk meningkatkan kekuatan
H32	Sedang–Tinggi	Lebih rendah (8–12%)	Cukup	Sangat Baik	Dikeraskan dan distabilkan, temper komersial umum
H34	Tinggi	Rendah (6–9%)	Terbatas	Baik	Dikeraskan dingin berat untuk memaksimalkan kekuatan dengan mengorbankan formabilitas
H112	Beragam	Sedang (15–25%)	Baik	Unggul	Temper sesaat produksi dengan properti tergantung riwayat produksi

Temper sangat mempengaruhi trade-off antara kekuatan dan keuletan pada 5652. Material anil (O) menawarkan formabilitas terbaik dan elongasi untuk proses deep drawing dan pembentukan kompleks, sementara temper H secara progresif meningkatkan kekuatan melalui pengerjaan dingin dengan mengorbankan kemampuan peregangan.

Kelasi las tetap baik di sebagian besar temper karena 5652 adalah paduan yang tidak dapat diperlakukan dengan panas; namun, pelunakan lokal pada temper yang dikerjakan berat dapat terjadi di sekitar HAZ las. Oleh karena itu, perancang sebaiknya memilih temper terendah yang sesuai dengan kekuatan yang dibutuhkan untuk memaksimalkan baik formabilitas maupun properti pasca-las.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.25	Pengendalian impuritas; Si berlebih dapat mengurangi keuletan
Fe	≤ 0.50	Besi membentuk intermetalik yang dapat menurunkan keuletan dan performa korosi
Mn	0.2–0.6	Pengendalian struktur butir dan meningkatkan kekuatan serta ketahanan korosi
Mg	2.7–3.6	Elemen penguat utama; mengontrol penguatan larutan padat dan kemampuan pengerasan deformasi
Cu	≤ 0.10	Dipertahankan rendah untuk mempertahankan ketahanan korosi dan perilaku anodic
Zn	≤ 0.25	Kadar rendah untuk menghindari kerentanan galvanik dan mempertahankan keuletan
Cr	0.05–0.25	Microalloying untuk pengendalian butir dan ketahanan terhadap rekristalisasi serta korosi tegangan
Ti	≤ 0.15	Pelengkap butir untuk pemrosesan cor atau tempa saat terkendali
Lainnya	≤ 0.15 (masing-masing)	Elemen jejak dan residu; dibatasi agar tetap menjaga properti

Komposisi ini dioptimalkan untuk memberikan penguatan larutan padat dari magnesium sekaligus menjaga ketahanan korosi melalui kandungan tembaga rendah dan besi terkendali. Kromium dan mangan sengaja ditambahkan pada tingkat rendah untuk mengontrol ukuran butir, menghambat rekristalisasi selama pemrosesan termo-mekanis, dan menstabilkan kekuatan setelah pengerjaan dingin.

Elemen minor dan residu dibatasi ketat untuk mencegah intermetalik merugikan serta menjaga kemampuan las dan karakteristik finishing permukaan yang baik. Rentang kandungan Mg adalah pengatur utama dalam menyesuaikan sifat mekanik dan respon pengerasan deformasi.

Sifat Mekanik

5652 menunjukkan perilaku tarik ulet dalam kondisi anil dan kekuatan yang meningkat secara bertahap dengan penurunan elongasi seiring peningkatan pengerjaan dingin. Perilaku luluh biasanya bertahap dengan batas elastis yang jelas dan wilayah pengerasan deformasi yang nyata; temper yang dikerjakan berat menunjukkan tegangan luluh lebih tinggi tapi elongasi seragam berkurang. Performa lelah umumnya baik untuk struktur yang dilas maupun tidak dilas bila desain memperhitungkan konsentrasi tegangan dan finishing permukaan, namun lasan dan geometri tajam secara signifikan mengurangi umur lelah.

Kekerasan mengikuti tren yang sama dengan sifat tarik, meningkat dari angka Brinell yang relatif rendah pada temper O ke nilai jauh lebih tinggi pada temper H, mencerminkan akumulasi struktur dislokasi. Efek ketebalan juga mencolok: lembar tipis dapat dikeraskan dingin ke tingkat kekuatan lebih tinggi dan lebih mudah dikeraskan dengan deformasi; pelat tebal mempertahankan laju pengerasan deformasi lebih rendah dan mungkin memerlukan proses berbeda untuk mencapai kekuatan yang sebanding.

Properti	O/Anil	Temper Utama (H34)	Catatan
Kekuatan Tarik	120–160 MPa	280–320 MPa	Nilai tergantung ketebalan dan kandungan Mg tepat
Kekuatan Luluh	35–70 MPa	220–260 MPa	Luluh offset 0,2% untuk penggunaan desain
Elongasi	20–30%	6–9%	Pengurangan signifikan dengan pengerjaan dingin berat
Kekerasan	30–40 HB	80–100 HB	Kekerasan berkorelasi dengan pengerjaan dingin dan riwayat deformasi

Nilai dalam tabel adalah rentang representatif untuk produk plat dan lembaran yang umum diproduksi; nilai tepat harus diverifikasi dari sertifikat pabrik untuk desain kritis. Perancang juga harus mempertimbangkan anisotropi sifat akibat arah rolling dan pengaruh operasi pembentukan pada kekuatan dan keuletan lokal.

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Density	2.66–2.70 g/cm³	Lebih ringan daripada baja, memungkinkan penghematan bobot
Rentang Peleburan	~570–640 °C	Solidus dan liquidus bervariasi dengan paduan; tipikal untuk paduan Al–Mg
Konduktivitas Termal	~110–140 W/m·K (suhu ruang)	Lebih rendah daripada aluminium murni tapi masih baik untuk aplikasi perpindahan panas
Konduktivitas Listrik	~22–28 % IACS	Berkurang karena paduan dibanding aluminium murni
Kalor Jenis	~0.90 J/g·K	Berguna untuk perhitungan kapasitas panas sementara
Ekspansi Termal	23–24 x10^-6 /K	Koefisien tipikal untuk paduan aluminium tempa

Properti termal dan listrik membuat 5652 cocok untuk aplikasi yang memerlukan dissipasi panas dan konduksi listrik yang memadai, sementara densitasnya memberikan keuntungan kekuatan-terhadap-berat signifikan dibandingkan material ferrous. Ekspansi termal harus diperhitungkan saat menggabungkan 5652 dengan material berbeda untuk menghindari tegangan sambungan selama siklus suhu.

Karena konduktivitas termal tetap relatif tinggi, 5652 dapat diterima untuk komponen penyebar panas di mana kekuatan mekanik sedang juga dibutuhkan, namun untuk aplikasi struktural suhu tinggi sifat mekaniknya menurun cukup banyak di atas kisaran sekitar 100–150 °C.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/ Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0.3–6.0 mm	Mudah mengalami pengerasan deformasi; ketebalan tipis memberikan pengerasan kerja lebih tinggi	O, H12, H14, H32	Digunakan untuk panel terbentuk dan bagian cetakan dangkal
Plat	6–50+ mm	Kecepatan pengerasan kerja lebih rendah; bagian tebal kurang lunak	O, H112, H32	Komponen struktural dan panel lebih tebal
Ekstrusi	Spesifik untuk profil	Kekuatan dipengaruhi oleh deformasi pasca-ekstrusi dan sejarah penuaan	As‑extruded, H112	Profil kompleks untuk rangka dan elemen struktural
Tabung	Diameter hingga 600 mm	Ditarik dingin atau dilas; sifat mekanik tergantung proses	O, H32	Tabung tekan dan profil hollow struktural
Batang/Tiang	Ø3–100 mm	Dapat dikerjakan mesin dan dikeraskan dingin untuk mencapai kekuatan lebih tinggi	O, H14, H34	Pengikat, pin, dan komponen mesin

Lembaran dan produk ketebalan tipis biasanya digunakan ketika pembentukan dan hasil permukaan penting, sementara plat dan ekstrusi dipilih untuk aplikasi pembebanan struktural. Perbedaan proses seperti hot rolling, cold rolling, dan annealing terkontrol menentukan mikrostruktur akhir dan respon mekanik masing-masing bentuk produk.

Tabung las dan ekstrusi sering memerlukan perlakuan mekanik pasca-las atau operasi pelepasan tegangan saat diproduksi dalam temper H yang lebih kuat untuk mengurangi distorsi dan pelunakan lokal. Spesifikasi temper, ketebalan, dan urutan pembentukan sangat penting untuk memastikan kondisi akhir sesuai dengan harapan desain.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	5652	USA	Penamaan utama yang digunakan dalam spesifikasi pabrik di Amerika Utara
EN AW	5652	Eropa	Konvensi penamaan Eropa; kimia dan temper dapat bervariasi menurut pabrik
JIS	A5652 (tidak resmi)	Jepang	Tidak distandarkan secara luas; pemasok lokal mungkin menggunakan kimia serupa
GB/T	5652	Cina	Literatur regional dapat mencantumkan komposisi sebanding dengan pengenal ini

Penamaan standar di berbagai wilayah berusaha merepresentasikan kimia nominal yang sama, tetapi perbedaan rentang yang diizinkan, praktik pemrosesan, dan definisi temper dapat menyebabkan variasi sifat yang signifikan. Material dari wilayah berbeda sebaiknya dievaluasi menggunakan laporan uji pabrik dan data uji mekanik daripada hanya mengandalkan nama grade.

Perbedaan halus sering muncul dari batas maksimum impuritas (Fe, Si), unsur jejak, dan proses termo-mekanik produsen; ini memengaruhi perilaku kelelahan, korosi, dan kemampuan pembentukan saat digunakan.

Ketahanan Korosi

5652 menunjukkan ketahanan korosi atmosferik yang kuat khas paduan Al–Mg, membentuk lapisan oksida stabil yang melindungi substrat di bawah paparan lingkungan normal. Kandungan magnesium yang tinggi meningkatkan ketahanan terhadap pitting dan korosi umum di banyak lingkungan laut dan pesisir, membuat paduan ini cocok untuk lambung kapal, struktur dek, dan rakitan luar ruangan yang terekspos.

Di lingkungan klorida yang agresif, korosi lokal dapat terjadi terutama pada area yang mengalami tegangan atau tergores serta sekitar sambungan galvanik. Desain yang cermat untuk menghindari kontak logam berbeda dan penggunaan pengikat kompatibel atau pelapis isolasi diperlukan untuk membatasi korosi galvanik; perlindungan korban atau pelapis umumnya disyaratkan untuk perendaman air laut jangka panjang.

Kerentanan retak korosi tegangan pada paduan seri 5xxx meningkat dengan kandungan magnesium yang lebih tinggi dan tegangan tarik prastress; paduan dengan Mg > 3.5% bisa lebih sensitif dalam kondisi tertentu seperti suhu tinggi dan tegangan tarik berkepanjangan. Dibandingkan paduan 2xxx atau 7xxx, 5652 jauh lebih tahan SCC di lingkungan laut namun tetap lebih rentan daripada aluminium murni dalam konfigurasi las yang mengalami tegangan.

Sifat Fabrikasi

Kemudahan Pengelasan

5652 mudah dilas dengan proses umum seperti TIG (GTAW) dan MIG (GMAW), dengan fusi baik dan risiko retak panas terbatas apabila filler yang tepat digunakan. Filler yang direkomendasikan biasanya 5356 atau 5183 (filler Al–Mg) untuk mencocokkan ketahanan korosi dan sifat mekanik; hindari filler tembaga tinggi guna menghindari korosi lokal.

Zona terdampak panas akan mengalami pelunakan dibandingkan dengan logam induk yang sangat dikeraskan akibat annealing deformasi dingin; perancang harus memperhitungkan penurunan kekuatan di sekitar las dan mempertimbangkan pengolahan mekanik pasca-las bila kekuatan krusial. Penyesuaian sambungan dan kontrol input panas las mengurangi porositas dan mempertahankan umur kelelahan.

Kemudahan Pemesinan

Pemesinan 5652 termasuk sedang dibandingkan dengan paduan aluminium yang mudah dikerjakan mesin; respons bagus terhadap alat carbide tajam, sudut rake positif, dan kecepatan potong sedang. Pembentukan serpihan umumnya kontinu dengan kecenderungan menempel pada kecepatan rendah kecuali digunakan pendingin cair atau semburan udara; carbide berlapis atau baja kecepatan tinggi dengan pelapis TiAlN memberikan umur alat yang baik.

Karena 5652 mengalami pengerasan kerja, pemotongan terputus-putus atau pemotongan ulang pada permukaan yang mengeras dapat meningkatkan keausan alat; kedalaman potong ringan dengan kecepatan tinggi dan evakuasi serpihan kontinu memperbaiki hasil permukaan dan stabilitas dimensi.

Kemampuan Pembentukan

Kemampuan pembentukan dalam temper O dan temper H ringan sangat baik dengan radius lekukan dan karakteristik regangan yang dapat diprediksi; radius lekukan internal minimum tipikal untuk lembaran berkisar 1–3× ketebalan material tergantung temper dan metode pembengkokan. Pembentukan dingin meningkatkan kepadatan dislokasi sehingga mengeraskan material, yang dapat dimanfaatkan untuk menyesuaikan kekuatan lokal namun mungkin memerlukan anneal antara tahap untuk deformasi berat.

Praktik terbaik adalah melakukan stamping atau pembentukan pada temper paling lunak yang masih memenuhi toleransi dimensi, dan menghindari radius tajam atau pembengkokan balik yang berat pada temper H tinggi. Perlu diperhitungkan springback dalam desain matras karena rasio kekuatan luluh terhadap tarik aluminium yang tinggi.

Perilaku Perlakuan Panas

5652 adalah paduan yang tidak dapat diperlakukan panas dan tidak akan merespons perlakuan larutan dan penuaan buatan seperti paduan seri 6xxx atau 7xxx. Modifikasi kekuatan terutama dicapai melalui pengerjaan dingin dan operasi tempering yang mengendalikan struktur dislokasi dan pemulihan.

Annealing (sepenuhnya atau sebagian) digunakan untuk melunakkan paduan sebelum pembentukan; siklus annealing tipikal untuk paduan aluminium–magnesium adalah di rentang 300–415 °C dengan waktu tahan dan laju pendinginan yang dipilih untuk menghindari pertumbuhan butir berlebih. Untuk pengendalian produksi, perlakuan stabilisasi (misalnya, H112) dan pendinginan terkontrol setelah pengerjaan panas digunakan untuk menetapkan temper awal dan mengurangi variabilitas perilaku mekanik.

Kinerja Pada Suhu Tinggi

Pada suhu tinggi, 5652 kehilangan kekuatan secara bertahap karena pemulihan dan pengurangan kepadatan dislokasi; penurunan kekuatan signifikan biasanya terlihat di atas 100–150 °C. Paparan jangka panjang pada suhu tinggi juga dapat mempercepat pertumbuhan butir dan mengurangi ketahanan kelelahan serta batas creep dibandingkan perilaku pada suhu ruang.

Oksidasi terbatas karena aluminium membentuk lapisan oksida pelindung, tetapi pengelupasan dan perubahan permukaan dapat terjadi pada suhu tinggi yang mempengaruhi hasil permukaan dan daya rekat pelapis. Pengelasan memperkenalkan siklus termal lokal yang dapat menyebabkan pelunakan pada temper kerja dingin; perancang harus mempertimbangkan pemrosesan mekanik pasca-las atau memilih temper yang toleran terhadap efek HAZ.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Mengapa 5652 Digunakan
Kelautan	Fitting dek, struktur lambung kecil	Ketahanan korosi laut yang sangat baik, kekuatan terhadap berat yang baik
Otomotif / Transportasi	Panel trailer, lantai kargo	Kemampuan pembentukan yang baik untuk panel dengan kekuatan lebih tinggi daripada aluminium murni
Dirgantara (sekunder)	Fitting, bracket	Perimbangan kekuatan/kelenturan dan ketahanan korosi baik untuk struktur non-primer
Tekanan & Penyimpanan	Tank, selubung bejana tekan	Daya lunak dan ketangguhan dengan kemudahan pengelasan dan ketahanan korosi
Industri / Elektronik	Penyebar panas, housing	Konduktivitas termal dengan kekuatan struktural memadai

5652 umumnya dispesifikasikan ketika diperlukan keseimbangan antara kemampuan produksi, ketahanan korosi, dan kekuatan lebih tinggi daripada aluminium murni, terutama di aplikasi kelautan dan transportasi. Kombinasi sifatnya memungkinkan perancang mengurangi bobot sambil mempertahankan daya tahan dan umur layanan dalam lingkungan luar ruangan dan korosif.

Wawasan Pemilihan

Pilih 5652 saat Anda memerlukan aluminium kelas laut dengan kekuatan lebih tinggi daripada grade aluminium murni komersial dengan tetap mempertahankan ketahanan korosi dan kemudahan pengelasan yang sangat baik. Ini adalah alternatif praktis untuk paduan kekuatan rendah ketika pembentukan dan penyambungan dibutuhkan tanpa kerumitan proses perlakuan panas.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 5652 menukar sebagian konduktivitas listrik dan kemampuan pembentukan akhir untuk kekuatan yang jauh lebih tinggi dan ketahanan terhadap klorida yang lebih baik. Jika dibandingkan dengan paduan yang mengalami pengerasan kerja seperti 3003 atau 5052, 5652 umumnya memberikan kekuatan yang lebih tinggi dan ketahanan korosi laut yang setara atau lebih baik, tetapi kemampuan pembentukannya lebih rendah dibandingkan 3003.

Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061, 5652 menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik di lingkungan laut dan proses yang lebih sederhana (tanpa siklus pelarutan-pengerasan), sehingga lebih disukai ketika performa di bawah paparan klorida dan keandalan las lebih penting daripada kebutuhan kekuatan puncak hasil pengerasan usia.

Ringkasan Akhir

5652 tetap menjadi pilihan yang relevan untuk rekayasa modern di mana kombinasi kekuatan tinggi, ketahanan korosi yang sangat baik, dan fabrikasi yang mudah dibutuhkan. Sifatnya yang tidak dapat diperlakukan panas mempermudah proses manufaktur dan membuatnya sangat menarik untuk aplikasi kelautan, transportasi, dan struktural di mana kemampuan las dan daya tahan jangka panjang menjadi prioritas.