Aluminium 5754: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Komprehensif

5754 adalah anggota dari seri paduan aluminium 5xxx, keluarga Al‑Mg yang ditandai oleh magnesium sebagai unsur paduan utama. Biasanya disuplai dalam bentuk produk tempa dan diklasifikasikan di bawah penamaan EN AW‑5754 dan AA‑5754; kandungan Mg-nya (~2,6–3,6 wt%) menempatkannya di antara paduan magnesium komersial non-perlakuan panas dengan kekuatan yang relatif tinggi.

Peningkatan kekuatan pada 5754 dicapai terutama melalui penguatan larutan padat dan pengerasan regangan, bukan melalui perlakuan panas presipitasi. Sebagai paduan non-perlakuan panas, sifat-sifatnya diatur dengan pengerjaan dingin dan pemrosesan termomekanik, bukan dengan siklus pelarutan/penuaan.

Ciri utama 5754 meliputi kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan aluminium murni komersial dan banyak paduan seri 3xxx serta 1xxx, ketahanan korosi yang baik hingga sangat baik dalam lingkungan atmosfer dan laut, kemampuan las yang baik menggunakan bahan pengisi Al‑Mg, serta kemampuan bentuk yang baik terutama dalam kondisi anil. Industri yang umumnya menggunakan 5754 adalah komponen bodi dan struktural otomotif, fabrikasi kelautan dan lepas pantai, bejana tekan, serta aplikasi plat/lembaran umum yang membutuhkan kekuatan, ketahanan lelah, dan performa korosi.

Para engineer memilih 5754 dibandingkan paduan lain ketika dibutuhkan keseimbangan antara kekuatan sedang hingga tinggi, ketahanan korosi yang handal, dan kemampuan bentuk dingin yang baik tanpa biaya atau kendala proses dari paduan yang dapat diperlakukan panas. Paduan ini sering dipilih di area yang sering dilakukan pengelasan dan kandungan magnesium yang tinggi meningkatkan kekuatan tanpa mengorbankan daya tahan dalam lingkungan laut.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (20–30%)	Istimewa	Istimewa	Sepenuhnya anil, duktalitas maksimal untuk pembentukan kompleks
H111	Sedang	Sedang (12–20%)	Baik	Sangat baik	Sedikit pengerasan regangan, umum disuplai untuk penggunaan umum
H22	Sedang-Tinggi	Lebih rendah (8–15%)	Cukup-Baik	Sangat baik	Kondisi seperempat pengerasan, keseimbangan antara kekuatan dan formabilitas
H24	Tinggi	Rendah-Sedang (6–12%)	Cukup	Baik	Pengerasan regangan dan stabilisasi parsial untuk peningkatan kekuatan
H34	Tinggi	Rendah (4–10%)	Terbatas	Baik	Pengerasan regangan lebih berat untuk aplikasi dengan kebutuhan luluh lebih tinggi

Temper memodifikasi 5754 terutama dengan memperkenalkan kepadatan dislokasi melalui deformasi dingin (temper H) atau dengan menghilangkan pengerasan kerja pada temper O. Kondisi anil O memberikan kemampuan penggambaran dan pembentukan regangan terbaik untuk bentuk dalam dan tekukan kompleks.

Seiring peningkatan pengerasan regangan, kekuatan luluh dan tarik naik sementara elongasi dan kemampuan tekuk menurun; kemampuan las secara umum tetap baik di semua temper, tetapi desain sambungan harus memperhatikan duktalitas yang berkurang pada temper yang lebih keras.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	0,40 maksimum	Impuritas; silikon rendah membantu mempertahankan duktalitas
Fe	0,40 maksimum	Impuritas khas; dapat membentuk intermetalik yang memengaruhi kemampuan bentuk
Mn	0,50 maksimum	Mengontrol struktur butir dan meningkatkan kekuatan serta ketahanan terhadap rekristalisasi
Mg	2,6–3,6	Elemen penguat utama, meningkatkan ketahanan korosi dan kemampuan pengerasan regangan
Cu	0,10 maksimum	Kandungan rendah untuk menghindari penurunan ketahanan korosi
Zn	0,20 maksimum	Impuritas minor; Zn lebih tinggi dapat menurunkan duktalitas
Cr	0,30 maksimum	Microalloying untuk mengontrol struktur butir dan membatasi pertumbuhan butir
Ti	0,15 maksimum	Penghalus butir selama proses pengecoran/pencairan
Lainnya (masing-masing)	0,05 maksimum	Batas unsur jejak lainnya untuk menjaga konsistensi performa

Magnesium adalah penggerak utama performa pada 5754; konsentrasinya menentukan kekuatan dasar, respons pengerasan kerja, dan ketahanan terhadap pitting di lingkungan klorida. Mangan dan krom hadir pada tingkat rendah untuk memperhalus ukuran butir dan menstabilkan paduan selama pemrosesan termomekanik.

Batas rendah untuk tembaga dan besi menjaga ketahanan korosi dan duktalitas paduan, sementara kandungan silikon dan titanium yang dikontrol mendukung perilaku penggulung dan ekstrusi yang konsisten.

Sifat Mekanik

Pada perilaku tarik, 5754 menunjukkan mode patah duktile dengan elongasi seragam yang baik pada temper anil dan elongasi yang semakin berkurang seiring peningkatan pengerasan regangan. Kekuatan luluh dan tarik maksimum berbanding lurus dengan temper: kondisi O menekankan elongasi dan kemampuan bentuk, sedangkan temper H memberikan peningkatan signifikan pada kekuatan luluh untuk aplikasi struktural. Kekerasan berbanding lurus dengan kepadatan dislokasi yang tercipta oleh pengerjaan dingin; kekerasan Brinell naik cukup signifikan dari O ke H34, sementara kekuatan lelah mendapat manfaat dari kekuatan dasar yang lebih tinggi, tetapi bisa sensitif terhadap kondisi permukaan dan ketebalan.

Performa lelah 5754 cukup baik untuk paduan Al‑Mg dibandingkan dengan kemurnian komersial dengan kekuatan lebih rendah, karena pengerasan larutan padat moderat meningkatkan ambang inisiasi retak. Efek ketebalan signifikan: lembaran dengan ketebalan lebih tipis umumnya menunjukkan kekuatan tampak lebih tinggi akibat pengecoran dingin, dan batas tekukan/pembentukan berubah mengikuti ketebalan dan temper. Permukaan dan tegangan sisa dari pembentukan atau pengelasan juga memengaruhi umur lelah secara nyata.

Sifat	O/Anil	Temper Kunci (H111/H22)	Catatan
Kekuatan Tarik (UTS)	115–155 MPa	220–265 MPa	UTS meningkat signifikan dengan pengerasan regangan; nilai bervariasi dengan ketebalan dan spesifikasi pemasok
Kekuatan Luluh (offset 0,2%)	35–65 MPa	125–170 MPa	Kekuatan luluh meningkat tajam pada temper H; desain harus menggunakan data temper resmi untuk faktor keamanan
Elongasi (A50mm)	20–30%	8–18%	Duktalitas menurun dengan temper; elongasi minimum bergantung pada ketebalan dan proses
Kekerasan (HB)	25–35 HB	60–85 HB	Kekerasan Brinell mengikuti kekuatan dan pengerasan kerja

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2,66 g/cm³	Tipikal untuk paduan tempa Al‑Mg; relevan untuk perhitungan berat dan kekakuan
Rentang Lebur	~605–650 °C (solidus ke liquidus)	Rentang cairan paduan; perilaku pengecoran/pengerasan dikendalikan oleh unsur minor
Konduktivitas Thermal	~120–160 W/m·K	Lebih rendah dari aluminium murni tapi masih tinggi, berguna untuk manajemen termal
Konduktivitas Listrik	~28–36 % IACS	Menurun dari aluminium murni akibat Mg; mempengaruhi desain konduktor dan pertimbangan EMI
Kalor Spesifik	~900 J/kg·K	Cukup mirip dengan paduan aluminium lainnya; berguna untuk analisis transien termal
Koefisien Ekspansi Thermal	~23,5 ×10⁻⁶ /K	Koefisien ekspansi linier tipikal untuk desain struktural dalam siklus temperatur

5754 mempertahankan banyak sifat termal dan listrik aluminium yang diinginkan sambil mengorbankan sebagian konduktivitas dan kestabilan konduktivitas akibat paduan. Nilai density dan ekspansi termal sangat penting untuk penyambungan material berbeda dan untuk rakitan presisi di mana pergerakan termal diferensial dapat menimbulkan tegangan.

Rentang lebur/solidus menjadi panduan untuk proses fabrikasi seperti brazing dan praktik pencairan; kontrol termal yang hati-hati diperlukan untuk menghindari lelehan awal fase sekunder dan memastikan mikrostruktur yang sesuai untuk pemrosesan tempa.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0,3–6,0 mm	Kekuatan bervariasi dengan temper dan reduksi penggilingan	O, H111, H22, H24	Sering digunakan untuk panel otomotif dan dek kapal
Plat	6–30 mm	Duktalitas lebih rendah, bisa disuplai dalam temper pengerasan H	H24, H34	Plat struktural untuk bejana tekan dan rangka
Ekstrusi	Berbagai penampang	Kekuatan tergantung temper setelah ekstrusi; pengerasan regangan digunakan	O, H111	Profil untuk pagar, konveyor, dan bagian struktural
Tabung	0,5–10 mm dinding	Perilaku mirip lembaran; ketebalan dinding kritis untuk beban tekanan	H111, H22	Tabung penukar panas dan saluran fluida yang membutuhkan ketahanan korosi
Batang/Rod	Ø5–100 mm	Dapat digulung/ditarik dingin untuk kekuatan lebih tinggi	H111, H34	Komponen mesin, fitting, dan pengikat di lingkungan sensitif korosi

Lembaran dan ketebalan tipis adalah bentuk produk yang paling umum dan dioptimalkan untuk drawing dalam, hemming, dan hydroforming pada temper O dan temper H ringan. Plat dan ekstrusi digunakan di mana diperlukan bagian yang lebih kuat; profil ekstrusi dapat disuplai dalam kondisi O untuk pembentukan atau dalam temper pengerasan regangan untuk penggunaan akhir.

Perbedaan proses (rolling vs ekstrusi vs drawing) mempengaruhi arah butiran dan anisotropi; perancang harus mempertimbangkan sifat arah untuk orientasi kritis pada bending, peregangan, dan kelelahan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	5754	USA	Penunjukan American Aluminum Association untuk paduan tempa
EN AW	5754	Eropa	Penunjukan EN; sering dirujuk sebagai AlMg3.5 dalam standar material Eropa
JIS	A5754	Jepang	Standar Industri Jepang menggunakan nomenklatur A5754 dengan komposisi serupa
GB/T	AlMg3.5	China	Standar China sering mencantumkan paduan berdasarkan kandungan Mg nominal sebagai AlMg3.5

Kesetaraan antar standar bersifat fungsional namun tidak mutlak; rentang komposisi nominal dan impuritas yang diperbolehkan dapat sedikit berbeda antara sertifikat supplier dan norma regional. Perbedaan kecil ini dapat mempengaruhi batas formabilitas, kualitas permukaan untuk anodizing, dan sifat mekanik bersertifikat, sehingga spesifikasi pemesanan dan sertifikat material harus ditinjau untuk komponen kritis.

Ketika pengadaan dilakukan secara global, engineer harus meminta laporan uji kimia dan mekanik secara rinci serta memperhatikan definisi temper (misalnya, batasan geometri dan strain H111 mungkin diinterpretasikan berbeda oleh pabrik di wilayah berbeda).

Ketahanan Korosi

5754 memiliki ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik dan berkinerja baik di lingkungan laut dan lingkungan yang mengandung klorida dibandingkan dengan banyak keluarga aluminium lainnya. Kandungan Mg yang relatif tinggi meningkatkan kerentanan terhadap pitting lokal jika permukaan mengalami kerusakan mekanis atau hadir anion agresif tanpa pelapis pelindung; namun, ketika dilindungi oleh pelapis atau film anodik, 5754 menunjukkan masa pakai yang lama dalam kontak air laut.

Retak akibat tegangan korosi (SCC) umumnya rendah pada 5754 dibandingkan beberapa paduan aluminium kekuatan tinggi, tetapi sensitivitas SCC meningkat dengan kadar magnesium yang lebih tinggi dan dengan tegangan residual tarik dari proses pembentukan atau pengelasan. Perancang harus mengurangi risiko SCC dengan mengontrol konsentrasi tegangan, perlakuan pasca-las, dan menggunakan temper yang sesuai.

Pertimbangan galvanik penting: 5754 bersifat katodik terhadap baja dan logam mulia, dan anodis terhadap aluminium murni dalam beberapa kondisi; isolasi yang tepat, anoda korban, atau pelapis diperlukan dalam perakitan multi-material. Dibandingkan seri 6xxx (Al-Mg-Si), 5754 menawarkan ketahanan korosi lokal superior tetapi daya rekat cat yang lebih rendah setelah anodizing; dibandingkan seri 3xxx (Al-Mn), 5754 menawarkan kekuatan lebih tinggi dan ketahanan klorida yang serupa atau sedikit lebih baik.

Sifat Fabrikasi

Kemudahan Pengelasan

5754 mudah dilas dengan TIG, MIG/GMAW, dan las tahanan dengan menggunakan filler dan parameter yang sesuai. Filler yang direkomendasikan untuk sambungan umum adalah 5356 atau 5183 (filler Al‑Mg) agar sesuai dengan kekuatan logam dasar dan meminimalkan masalah galvanik dan korosi; hindari filler dengan kandungan silikon tinggi kecuali diperlukan untuk proses pengelasan tertentu. Risiko retakan panas relatif rendah untuk keluarga paduan ini, tetapi lasan dapat menunjukkan penurunan ductility dan pelunakan lokal di zona terpengaruh panas; finishing mekanik pasca-las dan pelepasan tegangan mungkin diperlukan untuk bagian yang kritis terhadap kelelahan.

Kemudahan Mesin

Kemudahan mesin 5754 termasuk sedang hingga sulit dibandingkan seri 6xxx karena ductility yang lebih tinggi dan kecenderungan pengerasan kerja. Tooling carbide dengan sudut pahat positif, sudut geser tinggi, dan pemecah serpihan yang baik sangat dianjurkan; kecepatan potong harus disesuaikan untuk menghindari pembentukan tepi tumpul dan mengontrol suhu alat. Permukaan akhir dan pembentukan burr dapat dikendalikan dengan alat yang tajam, pendinginan yang cukup, dan pemberian pakan per gigi minimal; batang ekstrusi dan plat berat mungkin memerlukan pelepasan tegangan awal untuk stabilitas dimensi terbaik.

Kemudahan Pembentukan

Kemudahan pembentukan sangat baik dalam kondisi annealed penuh (O), memungkinkan radius tekuk yang kecil dan operasi draw mendalam dengan sedikit springback. Radius tekuk dalam minimum tipikal untuk lembaran dalam kondisi O adalah 1–2× tebal material untuk tekukan sederhana, sedangkan temper H biasanya membutuhkan 3–6× tebal untuk menghindari retak. Pengerasan dingin meningkatkan kekuatan tetapi mengurangi elongasi; untuk operasi stamping kompleks, rencanakan urutan pembentukan dengan memanfaatkan kondisi O untuk draw utama dan gunakan pengerasan strain ringan untuk pembentukan akhir.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan yang tidak dapat diperlakukan panas, 5754 tidak merespons perlakuan panas pelarutan dan presipitasi untuk meningkatkan kekuatan; sebagai gantinya sifat mekanik dikendalikan oleh pengerasan dingin dan annealing. Annealing (pelunakan penuh) dicapai dengan pemanasan pada kisaran temperaturnya rekristalisasi terjadi, biasanya sekitar 300–415 °C tergantung waktu dan pengerjaan dingin sebelumnya, kemudian didinginkan perlahan; ini mengembalikan ductility tetapi menurunkan kekuatan.

Pengerasan kerja melalui rolling dingin, drawing atau bending meningkatkan kekuatan luluh dan tarik dengan meningkatkan kerapatan dislokasi; tingkat pengerasan yang dicapai berbanding lurus dengan jumlah deformasi plastik. Temper stabilisasi atau anneal parsial (misalnya H24) dicapai melalui proses termal terkendali yang mengurangi beberapa tegangan residu tanpa melunakkan material sepenuhnya.

Kinerja Suhu Tinggi

Suhu tinggi mempercepat proses recovery dan rekristalisasi pada 5754, yang mengakibatkan penurunan kekuatan luluh dan tarik yang terukur pada suhu yang relatif rendah. Penggunaan berkelanjutan pada suhu di atas ~100 °C akan secara progresif mengurangi kekuatan luluh, dan paparan di atas ~150–200 °C akan menimbulkan pelunakan signifikan dan perubahan mikrostruktur yang menurunkan kinerja mekanik.

Oksidasi pada suhu atmosfer tipikal sangat minim karena lapisan oksida aluminium yang melindungi, tetapi paparan suhu tinggi yang berkepanjangan meningkatkan pengelupasan dan dapat mengubah kimia permukaan yang penting untuk pelapisan dan adhesi. Di area las atau zona terpengaruh panas, siklus termal dapat menyebabkan pelunakan lokal dan pertumbuhan butir; desain harus membatasi paparan suhu tinggi berkelanjutan atau menerapkan stabilisasi panas pasca-las jika memungkinkan.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 5754
Otomotif	Panel bodi, struktur dalam	Perpaduan formabilitas, kekuatan, dan ketahanan korosi untuk bagian yang terlihat dan struktural
Kelautan	Decking, fitting lambung, plat struktural	Ketahanan korosi klorida unggul dan kemudahan pengelasan untuk aplikasi air asin
Aerospace	Fitting sekunder, panel interior	Kekuatan terhadap berat yang baik dan ketahanan kelelahan untuk struktur non-primer
Elektronik	Penyebar panas, enclosure	Konduktivitas termal dan ketahanan korosi dikombinasikan dengan kemudahan pembentukan
Pressure Vessel	Tank dan pipa tekanan rendah	Ketahanan korosi dan kemudahan fabrikasi untuk bejana ringan

5754 sering dipilih ketika dibutuhkan kombinasi kekuatan lembar isotropik, ketahanan korosi handal, dan fabrikasi yang cost‑effective. Kemampuannya untuk dilas menggunakan filler Al‑Mg umum dan ketahanannya terhadap lingkungan laut menjadikannya pilihan utama untuk berbagai komponen struktural dan lapis.

Wawasan Pemilihan

5754 adalah pilihan praktis saat perancang membutuhkan kekuatan lebih tinggi dari aluminium komersial murni (1100) sambil mempertahankan sebagian besar formabilitas dan ketahanan korosi. Dibandingkan dengan 1100, 5754 mengorbankan sebagian konduktivitas listrik dan termal tetapi memperoleh kekuatan luluh dan tarik yang signifikan untuk penggunaan struktural.

Dibandingkan dengan paduan pengerasan kerja umum seperti 3003 dan 5052, 5754 umumnya lebih tinggi kekuatannya dan menawarkan ketahanan korosi klorida yang setara atau lebih baik; dipilih saat lembaran kuat diperlukan tanpa berpindah ke sistem perlakuan panas. Dibandingkan paduan perlakuan panas seperti 6061, 5754 tidak mencapai kekuatan puncak yang sama tetapi sering diutamakan untuk pengelasan ekstensif dan aplikasi yang memerlukan ketahanan korosi berkelanjutan atau ductility lebih baik; menghindari distorsi dan sensitifitas termal yang berkaitan dengan perlakuan pelarutan dan aging.

Pilih 5754 ketika desain mengharuskan keseimbangan kekuatan, formabilitas, dan ketahanan laut, serta ketika pengelasan dan pembentukan dingin sering dilakukan; verifikasi efek temper dan ketebalan terhadap kelelahan komponen dan kebutuhan pembentukan.

Ringkasan Penutup

5754 tetap menjadi paduan Al‑Mg yang banyak digunakan karena menggabungkan kekuatan larutan padat, ketahanan korosi yang dapat diandalkan, dan karakteristik fabrikasi yang sangat baik dalam bentuk tempa yang ekonomis. Sifat non‑perlakuan panasnya menyederhanakan manufaktur dan membuatnya sangat cocok untuk aplikasi las, pembentukan dingin, dan kelautan di mana daya tahan jangka panjang dan performa mekanik yang dapat diprediksi sangat penting.