Aluminium 6005A: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Lengkap

6005A adalah anggota dari seri paduan aluminium 6xxx, keluarga yang didefinisikan oleh sistem biner Mg-Si. Seri ini dikenal dapat diperlakukan panas melalui pengerasan presipitasi (aging) dan sering digunakan ketika diperlukan keseimbangan antara kekuatan, kemampuan dibentuk, dan ketahanan korosi.

Elemen paduan utama dalam 6005A adalah silikon dan magnesium, yang bergabung membentuk presipitat Mg2Si selama aging dan menjadi mekanisme utama penguatan. Elemen sekunder (Fe, Cu, Mn, Cr, Ti, dan tambahan jejak) dikontrol untuk mengoptimalkan karakteristik ekstrusi dan membatasi intermetalik yang berpotensi merusak ketangguhan atau kemampuan pengelasan.

6005A menunjukkan kekuatan sedang hingga tinggi untuk paduan Al-Mg-Si yang dikerjakan (wrought) dengan ketahanan korosi atmosfer yang baik, kemampuan pengelasan yang masuk akal, dan kemampuan dibentuk sedang tergantung pada temperaturnya. Material ini umum digunakan pada ekstrusi struktural, profil arsitektur, komponen transportasi, dan aplikasi lain yang membutuhkan rasio kekuatan terhadap berat yang baik disertai hasil permukaan yang bagus serta stabilitas dimensi.

Insinyur memilih 6005A dibandingkan paduan lain ketika produktivitas ekstrusi, akurasi dimensi, dan stabilitas pasca-aging menjadi prioritas. Paduan ini sering dipilih ketimbang varian 6xxx berdaya tahan lebih tinggi karena menawarkan ekstrudabilitas yang lebih baik dan sifat mekanik yang lebih konsisten pada penampang yang lebih tebal, sekaligus memberikan kekuatan lebih baik dibandingkan 6063 yang lebih mudah dibentuk pada temperatur tertentu.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Peregangan	Kemampuan Dibentuk	Kelasi Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (20–30%)	Istimewa	Istimewa	Telah direkah sempurna; duktisitas dan kemampuan dibentuk maksimum
H14	Rendah-Sedang	Moderat (12–20%)	Baik	Istimewa	Dikeraskan dengan deformasi, penarikan terbatas; tidak diperlakukan panas
T5	Sedang	Moderat (10–16%)	Baik	Baik	Dinginkan setelah pengerjaan panas dan diaging secara artifisial; umum untuk ekstrusi
T6	Tinggi	Rendah-Moderat (8–14%)	Cukup	Baik	Perlakuan solusi, quenching, dan aging artifisial; kekuatan puncak
T651 / T6511	Tinggi	Rendah-Moderat (8–14%)	Cukup	Baik	T6 dengan relaksasi tegangan (diregangkan atau distabilkan) untuk stabilitas dimensi lebih baik
T6511	Tinggi	Rendah-Moderat (8–14%)	Cukup	Baik	Mirip T651; umum untuk profil ekstrusi yang memerlukan kelurusan

Temper mengontrol mikrostruktur secara langsung baik melalui pengerasan kerja atau pengerasan presipitasi, yang kemudian mengubah kekuatan luluh/tarik dan duktisitas. Pemilihan varian T5, T6, atau T651 sering dipengaruhi oleh kebutuhan utama apakah stabilitas dimensi (T651) atau kemampuan dibentuk maksimum (temper O/H) yang lebih diutamakan.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.6 – 1.0	Memberi zat terlarut untuk presipitat Mg2Si; membantu castability dan aliran ekstrusi.
Fe	≤ 0.35	Elemen impuritas; membentuk intermetalik yang mengurangi duktisitas dan mempengaruhi ekstrudabilitas.
Mn	≤ 0.15	Penambahan kecil dapat mengubah morfologi intermetalik dan sedikit meningkatkan kekuatan.
Mg	0.45 – 0.90	Elemen utama penguat bersama Si (pembentukan Mg2Si).
Cu	≤ 0.20	Minor; meningkatkan kekuatan namun dapat mengurangi ketahanan korosi jika berlebih.
Zn	≤ 0.10	Dijaga rendah agar terhindar dari kerapuhan dan masalah galvanik.
Cr	≤ 0.10	Mengontrol struktur butir dan dapat menghambat rekristalisasi pada temper relaksasi tegangan.
Ti	≤ 0.10	Penghalus butir saat sengaja ditambahkan; jika tidak, dijaga rendah.
Lainnya (masing-masing)	≤ 0.05	Batas elemen lain untuk menjaga perilaku aging yang konsisten; sisanya Al

Rasio Si/Mg adalah kontrol komposisi penting untuk perilaku pengerasan presipitasi pada 6005A. Kontrol ketat terhadap Fe dan Mn membantu menjamin ketangguhan dan kualitas permukaan ekstrusi yang dapat diterima, sementara penambahan kecil Cr atau Ti digunakan untuk menstabilkan struktur butir dan meningkatkan respon terhadap perlakuan solusi dan aging.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik pada 6005A dikendalikan oleh ukuran dan distribusi presipitat (Mg2Si) yang terbentuk selama aging artifisial. Dalam kondisi annealed (O), paduan ini duktile dengan kekuatan luluh dan tarik rendah yang cocok untuk pembentukan berat. Pada temper T5/T6, presipitat halus dan tersebar seragam meningkatkan kekuatan luluh dan tarik sekaligus mengurangi total peregangan.

Kekuatan luluh dan performa fatigue sensitif terhadap ketebalan penampang dan keseragaman perlakuan panas; penampang yang lebih tebal dapat under-age di bagian tengah, mengurangi kekuatan efektif dan umur fatigue. Kekerasan berkorelasi dengan kekuatan luluh pada paduan ini dan biasanya meningkat signifikan setelah perlakuan solusi panas dan aging puncak; namun, overaging dapat meningkatkan duktisitas dengan mengorbankan sedikit kekuatan.

Sifat	O/Annealed	Temper Kunci (T5 / T6 / T651)	Catatan
Kekuatan Tarik	120 – 160 MPa	240 – 315 MPa	Nilai tergantung ketebalan penampang dan temper tepat; T6 memberikan kekuatan puncak.
Kekuatan Luluh	55 – 95 MPa	170 – 275 MPa	Varian T6 dan T651 menunjukkan kekuatan luluh lebih tinggi dan lebih stabil untuk penggunaan struktural.
Peregangan	18 – 30%	8 – 14%	Duktisitas menurun seiring peningkatan kekuatan akibat aging dan pengerasan kerja.
Kekerasan (HB)	35 – 55 HB	70 – 95 HB	Kekerasan meningkat dengan presipitasi; kekerasan adalah metode cepat untuk verifikasi temper di lapangan.

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Kerapatan	2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium wrought; rasio kekuatan terhadap berat yang menguntungkan.
Rentang Titik Leleh	555 – 650 °C (perkiraan)	Rentang solidus–liquidus bervariasi sesuai paduan; perilaku leleh mempengaruhi batas perlakuan panas.
Konduktivitas Termal	~150 – 170 W/(m·K)	Lebih rendah dari aluminium murni akibat paduan; masih baik untuk aplikasi pelepasan panas.
Konduktivitas Listrik	~28 – 40 % IACS	Menurun dari aluminium murni; konduktivitas tergantung temper dan tingkat impuritas.
Kalor Jenis	~900 J/(kg·K)	Tipikal untuk paduan aluminium pada suhu kamar.
Ekspansi Termal	~23.5 ×10^-6 /K	Koefisien tinggi relatif terhadap baja; penting untuk desain termal dan toleransi sambungan.

Set sifat fisik menempatkan 6005A di antara paduan yang menyeimbangkan performa mekanik dengan konduktivitas termal dan listrik yang masuk akal. Konduktivitas dan perpindahan panas paduan ini baik untuk banyak aplikasi struktural-termal tetapi berkurang dibanding aluminium komersil murni oleh zat terlarut dan presipitat Mg dan Si.

Ekspansi termal dan konduktivitas harus diperhitungkan dalam desain multi-material, terutama pada suhu tinggi atau dimana perbedaan ekspansi dapat menimbulkan tegangan pada rakitan. Rentang suhu leleh dan perlakuan solusi menentukan siklus termal yang diperbolehkan selama proses dan fabrikasi.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (plat tipis)	0,5 – 6 mm	Sensitif terhadap ketebalan; lebih mudah dilakukan perlakuan larutan pada ketebalan tipis	O, T4, T5, T6	Sering digunakan untuk plat berlapis (clad) dan panel arsitektural.
Plate (plat tebal)	> 6 mm hingga sekitar 100 mm	Penuaan bawah garis tengah (centerline under-aging) mungkin terjadi pada plat tebal	O, T6 (terbatas)	Plat memerlukan perlakuan panas yang cermat untuk menghindari inti lunak.
Ekstrusi	Penampang variabel, panjang panjang	Sifat mekanik sangat seragam saat diproses penuaan dengan benar	T5, T6, T651	Bentuk komersial utama untuk 6005A; dioptimalkan untuk profil kompleks.
Tube (pipa)	Diameter kecil hingga besar, ketebalan dinding bervariasi	Kinerja tergantung ketebalan dinding dan perlakuan panas pasca pemrosesan	T5, T6	Pipa struktural dan arsitektural di mana ketelitian lurus dan hasil permukaan penting.
Batang/Rod	Diameter hingga sekitar 200 mm	Bagian mesin sering disuplai dalam kondisi sudah dipenuaan (pre-aged)	O, T6	Batang untuk fitting dan komponen mesin; diameter besar mungkin menunjukkan gradasi sifat.

Ekstrusi adalah bentuk produk dominan untuk 6005A karena kimia dan jendela pemrosesan paduan ini disetel untuk aliran yang baik pada matras ekstrusi dan respon penuaan yang konsisten. Penggunaan plat dan sheet lebih terbatas karena kebutuhan perlakuan panas yang seragam, khususnya di bagian tebal di mana proses quench dan penuaan di seluruh penampang menjadi tantangan.

Pemrosesan (misalnya laju quench, suhu dan waktu penuaan) bervariasi menurut bentuk produk untuk mencapai sifat target. Perancang harus menentukan temper sekaligus stabilisasi pasca fabrikasi (T651) bila stabilitas dimensi sangat penting.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6005A	AS	Penunjukan Aluminum Association / ASTM yang umum digunakan di Amerika Utara.
EN AW	6005A	Eropa	Penunjukan EN sering ditulis sebagai EN AW-6005A; komposisi dan toleransi sesuai standar EN.
JIS	Setara terdekat: A6061 / A6063 (komparatif)	Jepang	Tidak ada padanan yang tepat satu banding satu; paduan JIS dengan kandungan Mg-Si serupa memberikan sifat serupa.
GB/T	6005 / 6005A (bervariasi)	China	Standar China dapat mencantumkan 6005 atau 6005A; toleransi manufaktur sedikit berbeda.

Perbedaan halus antar standar biasanya terletak pada batas kandungan kotoran, rentang sifat mekanik yang diperbolehkan untuk temper tertentu, dan praktik perlakuan panas/pengujian yang diizinkan. Saat pengadaan internasional, verifikasi versi standar spesifik dan sertifikat analisis karena definisi temper dan toleransi dimensi dapat menyebabkan variasi kinerja pada aplikasi struktural.

Ketahanan Korosi

6005A menawarkan ketahanan korosi atmosfer umum yang baik khas paduan aluminium Mg-Si, dengan pembentukan lapisan oksida stabil yang melindungi dari korosi merata di lingkungan ringan. Dengan persiapan permukaan dan pelapisan yang tepat, paduan ini berperforma baik pada aplikasi arsitektural dan banyak aplikasi struktural luar ruang.

Di lingkungan laut atau yang mengandung klorida, 6005A cukup tahan tetapi tidak sekuat beberapa paduan seri 5xxx (Al-Mg) untuk layanan air laut tanpa cat (bare). Pitting lokal dapat terjadi jika pelapis pelindung rusak, sehingga pemilihan hasil permukaan dan sistem proteksi sangat penting untuk eksposur laut yang berkepanjangan.

Kerentanan terhadap stress corrosion cracking pada paduan 6xxx umumnya sedang dan meningkat dengan temper kekuatan tinggi dan tegangan tarik residual; pemilihan temper yang tepat (hindari kondisi penuaan maksimal pada komponen dengan beban tinggi) serta perbaikan pasca las adalah langkah mitigasi standar. Bila berpasangan secara galvanik dengan logam lebih mulia (misalnya tembaga, baja tahan karat), aluminium akan bertindak sebagai anoda; perancang harus memasukkan penghalang isolasi atau memilih material kompatibel untuk mengendalikan arus galvanik.

Dibandingkan paduan seri 2xxx atau 7xxx, 6005A lebih unggul dalam ketahanan korosi dengan kekuatan maksimum yang lebih rendah. Dibandingkan paduan 5xxx, 6005A mempertukarkan sebagian ketahanan korosi untuk kekuatan maksimum yang lebih tinggi setelah penuaan, sehingga menjadi paduan kompromi umum untuk aplikasi struktural dan arsitektural luar ruang.

Sifat Fabrikasi

Dapat Dilas

6005A dapat dilas dengan baik menggunakan proses fusi umum (TIG/MIG) bila menggunakan logam pengisi dan praktik yang tepat. Logam pengisi tipikal adalah 4043 (Al-Si) untuk fluiditas yang lebih baik dan kecenderungan retak lebih rendah atau 5356 (Al-Mg) bila diperlukan kekuatan las lebih tinggi; pemilihan logam pengisi tergantung pada sifat mekanik las dan performa korosi yang diinginkan. Perlu diantisipasi pelemahan zona terpengaruh panas (HAZ) akibat pelarutan dan pengendapan ulang Mg2Si; penuaan buatan atau perlakuan panas lokal pasca las sering diperlukan untuk mengembalikan kekuatan pada sambungan struktural.

Kelancaran Mesin (Machinability)

Kelancaran mesin 6005A sedang; tidak semudah beberapa paduan seri 2xxx dan 7xxx yang mudah dipotong tapi umumnya lebih mudah dibandingkan banyak paduan kekuatan tinggi karena matriksnya yang lebih duktile. Alat potong carbide dengan geometri sudut positif dan pemasangan kaku memberikan hasil permukaan dan umur alat terbaik; kecepatan potong sedang dan jumlah makan pisau lebih tinggi mengurangi pembentukan tepi terangkat. Kontrol serpihan (chip control) umumnya baik, menghasilkan serpihan pendek sampai agak menggulung tergantung temper dan ukuran penampang.

Formabilitas

Formabilitas paling tinggi pada kondisi temper O dan H dan menurun tajam setelah pengerasan presipitasi. Radius lentur sebesar 2–3× ketebalan material adalah pedoman umum awal untuk sheet bertemper T, sementara temper O dapat menampung radius lebih kecil dan penarikan yang lebih dalam. Untuk operasi pembentukan kompleks, lakukan pembentukan pada kondisi O atau T4 kemudian diikuti dengan perlakuan larutan dan penuaan buatan terkontrol untuk mencapai kekuatan dan stabilitas dimensi akhir.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan yang dapat diperlakukan panas, 6005A merespons perlakuan larutan, quenching dan penuaan buatan melalui presipitasi Mg2Si. Suhu perlakuan larutan yang umum berkisar antara 520–540 °C dengan waktu rendam disesuaikan menurut ketebalan untuk memastikan pelarutan presipitat kasar. Quench cepat wajib dilakukan agar larutan padat supersaturasi tertahan sebelum penuaan buatan.

Suhu penuaan buatan biasanya antara 150–200 °C (regim T5/T6), dengan suhu lebih rendah menghasilkan waktu penuaan lebih lama dan distribusi presipitat lebih halus demi ketangguhan yang lebih baik. Overaging pada suhu lebih tinggi atau durasi lebih lama menyebabkan presipitat menjadi kasar, mengurangi kekuatan tapi meningkatkan keuletan dan ketahanan stress-corrosion; trade-off ini sengaja dilakukan pada beberapa aplikasi untuk menyeimbangkan atribut kinerja.

Pengerasan tanpa perlakuan panas pada paduan aluminium berasal dari pengerasan kerja (work hardening), tapi untuk 6005A rancangan biasanya menggunakan jalur larutan/penuaan untuk memanfaatkan kapasitas kekuatan yang lebih tinggi. Saat menggunakan temper T651 (bebas tegangan), langkah stabilisasi/peregangan setelah quench dilakukan untuk meminimalkan tegangan residual dan ketidakstabilan dimensi sambil mempertahankan kekuatan tinggi.

Kinerja Suhu Tinggi

6005A mengalami penurunan kekuatan yang signifikan saat suhu kerja naik di atas kira-kira 120–150 °C akibat pembesaran dan pelarutan presipitat penguat. Layanan berkelanjutan pada suhu tinggi mempercepat overaging dan menurunkan kekuatan luluh, sehingga margin desain harus memperhitungkan sifat material yang tergantung suhu.

Oksidasi terbatas pada paduan aluminium di suhu teknik umum, tapi eksposur suhu tinggi jangka panjang dapat mengubah penampilan permukaan dan merusak pelapis pelindung. Zona yang terpengaruh panas dari proses las atau pemanasan lokal dapat mengalami overaging dan pelunakan, berpotensi menjadi faktor pembatas pada sambungan pembawa beban jika tidak dilakukan penuaan ulang atau diantisipasi secara mekanis.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 6005A
Otomotif	Rel ekstrusi struktural, balok benturan pintu	Perpaduan baik antara kualitas ekstrusi, kekuatan, dan hasil permukaan
Kelautan	Profil arsitektur dan struktural, anggota struktural non-kritis	Ketahanan korosi memadai dengan kekuatan lebih tinggi dibanding paduan arsitektural umum
Dirgantara	Fitting struktural sekunder, fairing, stiffener	Kekuatan-terhadap-berat dan stabilitas dimensi baik untuk profil ekstrusi
Elektronik	Heat sink, chassis	Konduktivitas termal baik dan kemudahan mesin untuk komponen fabrikasi

6005A sering ditentukan ketika geometri ekstrusi kompleks harus menyediakan kekuatan, estetika, dan respons temper yang dapat diprediksi setelah perlakuan panas secara bersamaan. Keseimbangan sifatnya menjadikannya ideal untuk profil struktural yang membutuhkan kinerja mekanik sekaligus hasil permukaan yang baik.

Tips Pemilihan

6005A dipilih ketika geometri ekstrusi dan stabilitas dimensi pasca penuaan adalah prioritas, serta ketika perancang menginginkan kekuatan lebih tinggi daripada 6063 namun kemampuan ekstrusi lebih baik dibanding beberapa varian 6xxx dengan kekuatan lebih tinggi. Pilih 6005A untuk profil struktural panjang yang akan diberi penuaan pasca produksi dalam kondisi T5/T6/T651.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 6005A mengorbankan konduktivitas listrik dan kemampuan pembentukan demi kekuatan yang jauh lebih tinggi serta kekakuan yang lebih baik. Jika dibandingkan dengan paduan yang dikeraskan secara mekanis seperti 3003 atau 5052, 6005A menawarkan kekuatan yang lebih tinggi setelah perlakuan penuaan dan ketahanan korosi yang serupa atau sedikit berkurang, sehingga lebih disukai pada aplikasi di mana kapasitas struktural sangat penting.

Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas umum seperti 6061 atau 6063, 6005A sering dipilih ketika kemampuan ekstrusi dan stabilitas penampang lebih penting daripada kekuatan puncak mutlak; 6061 dapat memberikan kekuatan puncak yang lebih tinggi dalam beberapa kondisi, tetapi 6005A mampu menghasilkan ekstrusi yang lebih akurat secara dimensional dan kualitas permukaan yang lebih baik untuk profil tertentu.

Ringkasan Penutup

6005A tetap menjadi paduan teknik yang praktis untuk ekstrusi struktural dan profil karena komposisi Mg-Si yang terkendali, respons pengerasan presipitasi yang andal, serta kombinasi keseimbangan antara kekuatan, ketahanan korosi, dan kemampuan manufaktur. Perilakunya yang dapat diprediksi pada berbagai temper dan bentuk menjaga relevansinya untuk aplikasi arsitektur, transportasi, dan industri di mana kemampuan ekstrusi dan stabilitas pasca perlakuan panas sangat diperlukan.