Aluminium 6005: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

6005 adalah anggota dari seri paduan aluminium 6xxx, yang merupakan paduan Al-Mg-Si yang terutama diperkuat melalui pengerasan presipitasi. Material ini termasuk dalam keluarga paduan aluminium yang dapat diperlakukan dengan perlakuan panas dan sering ditentukan untuk produk ekstrusi struktural dan produk tempa yang memerlukan keseimbangan antara kekuatan, performa ekstrusi, dan ketahanan korosi.

Elemen paduan utama pada 6005 adalah silikon dan magnesium, yang bergabung membentuk presipitat Mg2Si selama proses aging dan menyediakan mekanisme pengerasan utama. Penambahan kecil besi, mangan, kromium, dan tembaga memengaruhi struktur butir, kekuatan, dan respon terhadap perlakuan panas sekaligus membatasi pembentukan intermetalik yang merugikan.

6005 menunjukkan kombinasi kekuatan sedang hingga tinggi, ketahanan korosi yang baik di banyak atmosfer, kemampuan las yang cukup, dan formabilitas yang dapat diterima pada temper yang lebih lunak. Sifat-sifat ini menjadikannya umum digunakan pada anggota struktural otomotif, ekstrusi arsitektural, komponen perkeretaapian, dan aplikasi struktural beban sedang di mana paduan 6xxx dengan kekuatan lebih tinggi seperti 6061 tidak diperlukan atau karakteristik ekstrusi lebih diutamakan.

Insinyur memilih 6005 ketika dibutuhkan kompromi antara ekstrudabilitas ala 6063 dan kekuatan ala 6061, atau ketika keseimbangan paduannya menghasilkan permukaan akhir yang baik dan respon aging yang menguntungkan untuk ekstrusi panjang. Biaya, ketersediaan billet dan profil ekstrusi, serta respons temper yang dapat diprediksi menjadikan material ini pilihan praktis untuk komponen struktural beban sedang.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Baik Sekali	Baik Sekali	Terlunak sepenuhnya, duktalitas maksimum untuk pembentukan
H14	Rendah-Sedang	Sedang	Baik	Baik	Dikeraskan melalui deformasi sesuai temper yang ditentukan, penguatan terbatas
T5	Sedang	Sedang	Baik	Baik	Didinginkan dari pembentukan suhu tinggi dan di-aging secara artifisial
T6	Sedang-Tinggi	Sedang-Rendah	Cukup	Baik	Dilakukan perlakuan solusi panas dan aging artifisial untuk mencapai kekuatan hampir puncak
T651	Sedang-Tinggi	Sedang-Rendah	Cukup	Baik	Solusi heat treated, direlaksasi tegangan dengan peregangan, dan diaging artifisial
T6511	Sedang-Tinggi	Sedang-Rendah	Cukup	Baik	Mirip dengan T651 dengan peregangan terkontrol untuk mengurangi tegangan residu

Pemilihan temper sangat mempengaruhi performa mekanik dan kemampuan pembentukan. Temper annealed (O) memaksimalkan duktalitas untuk proses deep drawing dan pembentukan, sedangkan varian T6/T651 memaksimalkan kekuatan statis dengan pengorbanan elongasi dan pembentukan yang lebih terbatas.

Untuk struktur yang dilas, T5 dan T6 menawarkan kekuatan dasar yang baik namun zona terpengaruh panas (HAZ) akan melunak relatif terhadap logam induk; perancang harus mempertimbangkan pengurangan lokal ini dan memilih temper yang sesuai dengan rencana pembentukan dan perlakuan pasca fabrikasi.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0,6–1,0	Menyediakan kekuatan larutan padat dan membentuk presipitat Mg2Si bersama Mg
Fe	maks 0,35	Elemen pengotor; membentuk intermetalik yang dapat mengurangi duktalitas dan permukaan akhir
Mn	0,05–0,20	Memperbaiki struktur butir dan mengontrol rekristalisasi
Mg	0,4–0,8	Bergabung dengan Si membentuk presipitat Mg2Si; elemen penguat utama
Cu	0,1–0,3	Penambahan kecil meningkatkan kekuatan namun sedikit mengurangi ketahanan korosi
Zn	maks 0,05	Biasanya rendah; jumlah lebih tinggi tidak disengaja
Cr	0,05–0,25	Ditambahkan untuk mengontrol pertumbuhan butir dan meningkatkan ketangguhan saat proses termal
Ti	maks 0,1	Penghalus butir untuk proses pengecoran/billet; digunakan dalam jumlah kecil
Lainnya	Saldo Al, pengotor minor	Total elemen lain dikendalikan ketat sesuai spesifikasi

Keseimbangan Mg dan Si menentukan jumlah dan distribusi presipitat Mg2Si setelah perlakuan panas, yang mengatur kekuatan luluh dan kekuatan tarik. Besi dan pengotor lain membentuk intermetalik kasar yang dapat merusak duktalitas dan tampilan permukaan, sehingga praktik peleburan dan pengecoran sangat penting untuk menjaga performa.

Penambahan kecil Cr, Mn, dan Ti berperan penting dalam mengontrol ukuran butir dan rekristalisasi selama proses ekstrusi dan termal, meningkatkan homogenitas mekanik dan mengurangi kecenderungan hot shortness saat pengerjaan panas.

Sifat Mekanik

Dalam perilaku tarik, 6005 pada rentang T6/T651 biasanya menunjukkan kekuatan luluh dan kekuatan tarik maksimum yang lebih tinggi dibandingkan paduan 6xxx yang dioptimalkan untuk ekstrudabilitas, sambil mempertahankan elongasi sedang. Kekuatan luluh meningkat signifikan dari temper O ke T6 akibat presipitasi partikel halus Mg2Si; namun elongasi menurun sebanding dan duktalitas harus dievaluasi relatif terhadap ketebalan penampang dan riwayat pembentukan.

Kekerasan berkorelasi dengan temper: material annealed memiliki nilai kekerasan rendah yang cocok untuk pembentukan, sedangkan temper yang diaging artifisial mencapai kekerasan dan kekuatan statis yang jauh lebih tinggi. Performa kelelahan pada paduan 6xxx seperti 6005 dipengaruhi oleh permukaan akhir, keadaan tegangan residu, dan ketebalan penampang; penampang lebih tebal dan permukaan buruk mengurangi umur lelah karena cacat inherent yang lebih besar dan penangkalan retak lebih lambat.

Ketebalan memengaruhi respon mekanik karena laju pendinginan saat quenching dan perilaku aging berikutnya bervariasi dengan ukuran penampang; ekstrusi lebih tebal mungkin menunjukkan kekuatan puncak lebih rendah setelah perlakuan panas yang sama dan dapat memiliki zona lunak HAZ lebih luas setelah pengelasan. Perancang harus mempertimbangkan anisotropi yang diperkenalkan oleh ekstrusi dan gradien sifat melalui ketebalan dinding saat menentukan faktor keamanan.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (misal T6/T651)	Catatan
Kekuatan Tarik	~160–220 MPa	~250–310 MPa	Nilai tergantung temper, ketebalan penampang dan kontrol temper spesifik
Kekuatan Luluh	~60–120 MPa	~210–260 MPa	Peningkatan substansial karena pengerasan presipitasi di T6/T651
Elongasi	~18–30%	~6–12%	Elongasi tinggi di O; T6 menunjukkan duktalitas berkurang untuk pembentukan terbatas
Kekerasan	Rendah (HV 40–60)	Sedang-Tinggi (HV 70–100)	Kekerasan mengikuti kekuatan tarik dan kondisi aging

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Density	2,70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium tempa; berguna untuk perhitungan massa
Rentang Leleh	~555–650 °C	Aluminium paduan menunjukkan rentang leleh/solidus; batas proses untuk pengelasan dan perlakuan panas
Konduktivitas Termal	~150–165 W/(m·K)	Lebih rendah dari Al murni tapi masih tinggi, berguna untuk struktur perpindahan panas
Konduktivitas Listrik	~32–38% IACS	Lebih rendah dari Al murni karena paduan; cocok untuk beberapa aplikasi konduktif dengan trade-off
Kalor Spesifik	~0,9 J/(g·K)	Kalor spesifik aluminium khas untuk perhitungan massa termal
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 µm/(m·K)	Koefisien moderat; relevan untuk siklus termal dan sambungan interferensi

6005 mempertahankan keuntungan intrinsik aluminium: densitas rendah dan kekuatan spesifik tinggi dibandingkan logam ferrous, ditambah dengan konduktivitas termal yang baik untuk banyak komponen perpindahan panas. Kehadiran elemen paduan menurunkan konduktivitas termal dan listrik relatif terhadap Al murni, namun hal ini sering dapat diterima untuk aplikasi struktural.

Ekspansi termal dan konduktivitas harus diukur dalam desain saat berpasangan dengan material berbeda atau saat merancang bagian penghilang panas, karena mismatch termal dapat menimbulkan tegangan atau celah pada rangkaian selama rentang suhu operasi.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0,4–6 mm	Keseragaman baik; kekuatan tergantung temper	O, H14, T5, T6	Digunakan untuk panel ringan, pelapis, dan komponen terbentuk
Plat	>6 mm hingga 100 mm	Penurunan kekuatan mungkin terjadi pada bagian sangat tebal	T6, T651	Plat tebal memerlukan quench terkontrol untuk mencapai sifat seragam
Ekstrusi	Profil kompleks, ketebalan dinding 1–30 mm	Sangat baik jika terhomogenisasi dengan benar; anisotropi sepanjang arah ekstrusi	T5, T6, T651	Bentuk umum untuk profil struktural, rel, dan rangka
Tabung	Diameter variabel	Serupa dengan ekstrusi; ketebalan dinding memengaruhi penuaan	O, T5, T6	Untuk aplikasi tabung struktural dan rel
Batang/As	Ø3–120 mm	Batang mempertahankan sifat hasil ekstrusi; pemesinan sering dilakukan dari temper T6/T651	O, T6	Digunakan untuk fitting mesin dan pin struktural

Rute proses sangat memengaruhi sifat akhir: ekstrusi biasanya dihomogenisasi dan dilakukan perlakuan larut untuk mengurangi segregasi sebelum proses penuaan, sedangkan produksi lembaran dan plat mengandalkan jadwal penggilingan untuk mengontrol struktur butir. Profil ekstrusi dapat menunjukkan anisotropi mekanik dan sifat arah tertentu yang harus diperhitungkan dalam desain struktural.

Pembentukan, pemesinan, dan penyambungan masing-masing membawa kendala berbeda: lembaran tipis lebih cocok dibentuk dalam temper lunak sementara profil ekstrusi biasanya dikeraskan ke temper T5/T6 untuk stabilitas dimensi dan kekuatan akhir. Pemilihan bentuk produk harus mencerminkan tahapan fabrikasi berikutnya dan kinerja penggunaan akhir yang dibutuhkan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6005	USA	Penunjukan American Aluminum Association untuk paduan tempa
EN AW	6005A / 6005	Eropa	Variasi EN seperti 6005A ada; kimia dan temper serupa namun spesifikasi rinci bisa berbeda
JIS	—	Jepang	Tidak ada padanan JIS langsung; keluarga terdekat adalah seri Al-Mg-Si (mis. A6063/A6061) dengan kimia berbeda
GB/T	—	Tiongkok	Standar China biasanya memiliki grade Al-Mg-Si serupa tapi padanan satu-ke-satu bervariasi dalam keseimbangan Si/Mg

Tidak selalu ada kesetaraan satu-ke-satu sempurna antara standar regional; penunjukan EN AW-6005A adalah padanan Eropa terdekat tetapi toleransi kimia dan proses yang kecil dapat menghasilkan respon penuaan berbeda. Saat menggantikan grade antar standar, pastikan memeriksa batas kimia utama, penunjukan temper, dan data uji mekanik daripada hanya mengandalkan nama grade.

Pemasok dan spesifikasi kadang memilih 6005A untuk kemudahan ekstrusi yang lebih baik; pembeli harus memastikan apakah yang dimaksud 6005 atau 6005A, serta mencocokkan kebutuhan temper dan sifat mekanik antar standar saat pengadaan.

Ketahanan Korosi

Dalam lingkungan atmosfer, 6005 menunjukkan ketahanan korosi umum yang baik khas paduan seri 6xxx, dengan lapisan alumina alami yang melindungi substratnya. Material ini bekerja baik untuk aplikasi arsitektur luar ruang dan struktural selama kontaminan udara dan lingkungan agresif dikontrol.

Dalam lingkungan laut atau yang kaya klorida, 6005 rentan terhadap korosi lokal seperti pitting dan korosi celah jika tidak menggunakan pelapis pelindung atau anodizing. Ketahanannya terhadap retak korosi tegangan sedang; kerentanan meningkat dengan tingkat tegangan tarik, elektrolit agresif, serta adanya tegangan sisa tarik atau zona lunak akibat pengelasan.

Interaksi galvanik harus diperhatikan saat menggabungkan 6005 dengan material lebih mulia seperti baja tahan karat atau tembaga; tanpa pembatas isolasi, korosi aluminium dapat dipercepat. Dibanding paduan 5xxx yang mengandung magnesium, 6005 menukar sebagian ketahanan korosi intrinsik dengan kekuatan lebih tinggi dan sifat perlakuan panas lebih baik, serta sering memperoleh manfaat lebih dari perlakuan permukaan seperti anodizing untuk daya tahan jangka panjang.

Sifat Fabrikasi

Ketangguhan Las

6005 umumnya dapat dilas dengan metode fusi dan keadaan padat umum seperti MIG (GMAW), TIG (GTAW), dan friction stir welding (FSW). Zona HAZ biasanya melembut dari temper penuaan puncak, sehingga perancang harus memperhitungkan penurunan kekuatan lokal dan kemungkinan perlunya perlakuan panas pasca-las atau kompensasi desain.

Alloy pengisi yang direkomendasikan mencakup 4043 (Al-Si) dan 5356 (Al-Mg) tergantung pada kebutuhan sambungan dan sifat yang diinginkan; 4043 mengurangi risiko retak panas sementara 5356 dapat memberikan kekuatan lebih tinggi tapi perlu perhatian pada perilaku korosi. Friction stir welding sering dipilih untuk ekstrusi struktural untuk mengurangi pelemahan HAZ dan menghasilkan sifat mekanik yang lebih unggul dibanding las fusi.

Kemudahan Pemesinan

6005 memiliki kemudahan pemesinan sedang dibandingkan dengan paduan aluminium bebas mesin; tingkat paduanannya meningkatkan kekuatan dan menurunkan indeks kemudahan mesin relatif terhadap seri 2xxx atau 7xxx. Alat pemotong carbide dengan sudut rake positif, penjepitan kaku, dan kecepatan spindel tinggi memberikan hasil permukaan dan masa pakai alat terbaik.

Strategi yang direkomendasikan meliputi lintasan potong dangkal untuk finishing, kecepatan makan tinggi untuk memecah serpihan, dan evakuasi serpihan efektif. Pemesinan pada temper keras atau T6 akan meningkatkan gaya potong dan keausan alat; jika pemesinan berat dibutuhkan, menggunakan temper lebih lunak atau melakukan perlakuan larut/anneal sebelum pemesinan dapat memperpanjang masa pakai alat.

Kemampuan Bentuk

Kemampuan bentuk sangat baik pada kondisi O dan baik pada temper strain-hardened H14/H16 untuk operasi pembentukan sedang. Untuk pembengkokan parah, penarikan, atau stretch-forming, mulai dari temper annealed atau yang baru dibentuk ringan sebelum melakukan penuaan buatan untuk meraih kekuatan kembali.

Pengerjaan dingin meningkatkan kepadatan dislokasi dan dapat digunakan untuk menghasilkan temper seri H untuk bagian yang butuh kekuatan sedang tanpa penuaan. Radius bengkok sebaiknya mengikuti pedoman pembentukan aluminium: mempertahankan radius bend dalam minimum sekitar 1–2× ketebalan material pada temper lunak dan menambah radius pada temper keras dan penuaan agar menghindari retak.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan yang dapat diperlakukan panas, 6005 merespon perlakuan larut, quenching, dan penuaan buatan untuk mengembangkan kondisi penguatan presipitasi. Suhu perlakuan larut umumnya sekitar 520–560 °C untuk melarutkan Mg2Si dan menghomogenkan mikrostruktur, diikuti dengan pendinginan cepat untuk mempertahankan larutan padat jenuh.

Penuaan buatan (perlakuan panas presipitasi) dilakukan pada suhu sekitar 160–200 °C untuk mengontrol ukuran dan distribusi presipitat; perlakuan ini menghasilkan temper tipe T5 atau T6. T5 berarti pendinginan dari pemrosesan suhu tinggi kemudian penuaan buatan, sementara T6 menunjukkan perlakuan larut plus penuaan buatan untuk mencapai sifat hampir puncak.

Overaging (tipe T7) menurunkan kekuatan namun meningkatkan ketahanan retak korosi tegangan dan memberikan stabilitas dimensi lebih baik untuk paparan suhu tinggi; pemilihan antara T5, T6, dan T7 menyeimbangkan kekuatan, ketangguhan, dan kinerja lingkungan. Kontrol laju quench dan jadwal penuaan sangat penting untuk bagian tebal agar menghindari gradasi sifat.

Kinerja Suhu Tinggi

6005 mempertahankan sifat berguna pada suhu sedang tinggi tetapi mengalami penurunan kekuatan progresif saat suhu naik melewati rentang layanan normal. Batas desain praktis untuk kekuatan statis biasanya di bawah 120–150 °C; paparan terus-menerus di atas suhu ini mempercepat overaging dan melembutkan paduan akibat pembesaran presipitat Mg2Si.

Ketahanan creep 6005 terbatas dibandingkan paduan suhu tinggi; perancang harus menghindari beban berkelanjutan pada suhu tinggi saat stabilitas dimensi kritis. Oksidasi minimal untuk aluminium dalam oksigen atmosfer pada suhu operasi biasa; namun pada suhu layanan tinggi, oksida pelindung bisa mengalami perbedaan skala, dan mekanisme korosi dapat berubah pada lingkungan agresif.

Wilayah las dan HAZ sangat sensitif terhadap paparan panas; perlakuan panas pasca las atau pengaturan desain untuk kekuatan lokal yang menurun disarankan jika rakitan las akan beroperasi pada suhu tinggi.

Aplikasi

Industri	Komponen Contoh	Mengapa 6005 Digunakan
Otomotif	Ekstrusi struktural, rel	Kekuatan terhadap berat yang baik, kemampuan ekstrusi untuk profil kompleks
Kelautan	Komponen superstruktur, pegangan	Keseimbangan ketahanan korosi dan kekuatan mekanik untuk lingkungan terbuka
Dirgantara	Fitting struktural sekunder, rel geser	Kombinasi kekuatan terhadap berat dan kemampuan mesin yang menguntungkan untuk bagian struktural non-kritis
Elektronik	Rangka dan chassis pembuang panas	Konduktivitas termal yang memadai dipadukan dengan integritas struktural

6005 sering dipilih untuk profil struktural tugas sedang di mana kemampuan ekstrusi, hasil permukaan yang baik, dan kekuatan yang memadai dibutuhkan. Kombinasi antara kemudahan produksi dan sifat mekanik membuatnya sangat cocok untuk elemen ekstrusi panjang, rangka arsitektur, dan komponen yang memerlukan sifat stabil setelah perlakuan penuaan.

Wawasan Pemilihan

Pilih 6005 ketika Anda membutuhkan paduan Al-Mg-Si yang dapat diekstrusi dengan kekuatan mekanik lebih baik dibanding aluminium murni dan beberapa paduan kerja pengerasan 3xxx/5xxx, namun dengan karakteristik ekstrusi dan hasil permukaan yang lebih baik dibanding varian 6xxx dengan kekuatan lebih tinggi. Paduan ini sangat cocok untuk ekstrusi struktural, plat dengan ketebalan sedang, dan aplikasi di mana penuaan pasca bentuk atau temper yang terkontrol praktis dilakukan.

Dibandingkan dengan aluminium murni secara komersial (1100), 6005 menukarkan kekuatan yang lebih tinggi dan konduktivitas listrik/termal yang lebih rendah untuk kemampuan struktural. Dibandingkan dengan paduan kerja pengerasan seperti 3003 atau 5052, 6005 memberikan kekuatan jauh lebih tinggi dengan pengorbanan sedikit keuletan dan ketahanan korosi yang sedikit lebih rendah dalam lingkungan klorida yang sangat agresif. Dibandingkan dengan paduan perlakuan panas umum seperti 6061 atau 6063, posisi 6005 ada di antara keduanya: dapat menawarkan karakteristik ekstrusi dan keseimbangan sifat tertentu yang lebih baik, dan kadang dipilih ketika kekuatan puncak 6061 tidak diperlukan tetapi performa ekstrusi lebih baik dibanding 6063 diinginkan.

Singkatnya, pilih 6005 ketika geometrik ekstrusi, kualitas permukaan, dan target kekuatan sedang hingga tinggi merupakan faktor utama, serta ketika rencana fabrikasi dapat mengelola tempering, pengelasan, dan potensi pelunakan Zona Terpengaruh Panas (HAZ).

Ringkasan Penutup

6005 tetap relevan untuk rekayasa modern karena memberikan kombinasi praktis antara kemampuan ekstrusi, respons perlakuan panas yang dapat diprediksi, dan kekuatan sedang hingga tinggi untuk aplikasi struktural. Komposisi kimianya yang seimbang dan fleksibilitas fabrikasi menjadikannya pilihan andal untuk komponen struktural tugas sedang di mana biaya, kemudahan manufaktur, dan kinerja yang konsisten sangat penting.