Aluminium 6010: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Umum Komprehensif

6010 adalah anggota dari seri paduan aluminium 6xxx, yang terutama merupakan sistem Al-Mg-Si yang dirancang untuk pengerasan karena presipitasi. Keluarga 6xxx menggabungkan paduan sedang dengan silikon dan magnesium untuk memungkinkan penguatan yang dapat perlakuan panas sekaligus mempertahankan kemampuan ekstrusi dan opsi finishing permukaan yang baik untuk aplikasi arsitektural dan industri.

Elemen paduan utama dalam 6010 adalah silikon dan magnesium dengan penambahan terkendali besi, tembaga, serta jejak mangan, krom, dan titanium untuk menyesuaikan kekuatan, kemampuan pengerasan, dan struktur butir. Mekanisme penguatan adalah pengerasan presipitasi yang dapat perlakuan panas (age hardening) di mana presipitat Mg2Si terbentuk selama penuaan buatan dan meningkatkan kekuatan luluh serta tarik dibandingkan kondisi anil.

Sifat utama meliputi keseimbangan antara kekuatan sedang hingga tinggi, ketahanan korosi yang baik dalam lingkungan atmosfer, kemampuan las yang wajar saat menggunakan elektroda pengisi yang sesuai, serta kemampuan bentuk yang dapat diterima pada kondisi perlakuan panas dan anil. Industri umum yang menggunakan 6010 termasuk bodi otomotif dan komponen struktural, ekstrusi untuk bangunan dan arsitektur, transportasi ringan, serta fabrikasi umum di mana kompromi antara kemampuan bentuk dan kekuatan diperlukan.

Insinyur memilih 6010 saat membutuhkan alternatif yang lebih kuat dan dapat perlakuan panas dibandingkan paduan murni atau kerja pengerasan tanpa biaya lebih tinggi atau kemampuan bentuk yang rendah seperti pada paduan 2xxx atau 7xxx yang memiliki kekuatan lebih tinggi. Paduan ini dipilih untuk komponen yang memerlukan pengerasan penuaan setelah pembentukan, kestabilan dimensi yang baik setelah perlakuan panas, dan tampilannya konsisten untuk finishing cat atau anodizing.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Kondisi anil penuh; plastisitas maksimum untuk pembentukan.
H14	Rendah-Sedang	Sedang	Baik	Baik	Kerja pengerasan ringan, mempertahankan kemampuan bentuk dan kekuatan moderat.
T4	Sedang	Sedang-Tinggi	Baik	Baik	Perlakuan panas larutan dan penuaan alami; sifat antara untuk pembentukan lalu penuaan.
T5	Sedang-Tinggi	Sedang	Cukup-Baik	Baik	Didinginkan dari pengerjaan panas dan penuaan buatan; siap digunakan setelah pendinginan.
T6	Tinggi	Rendah-Sedang	Terbatas saat penuaan	Baik	Perlakuan panas larutan + penuaan buatan; temper kekuatan puncak untuk banyak komponen.
T651	Tinggi	Rendah-Sedang	Terbatas saat penuaan	Baik	T6 dengan perenggangan atau pelurusan penghilang tegangan; kestabilan dimensi lebih baik.

Kombinasi perlakuan panas dan kerja dingin sangat mempengaruhi kompromi kekuatan/duktilitas pada 6010. Temper O anil menyediakan kemampuan bentuk maksimum untuk penarikan dalam dan pembengkokan, sedangkan T6/T651 memberikan kekuatan statis tertinggi setelah penuaan tetapi mengurangi kemampuan lentur dan elongasi dibandingkan temper O atau H.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.4–1.2	Silikon mendorong presipitasi Mg2Si dan meningkatkan kemampuan ekstrusi.
Fe	0.2–0.7	Besi adalah impuritas yang membentuk intermetallic; mengontrol struktur butir dan kemudahan mesin.
Mn	0.05–0.30	Mangan memurnikan struktur butir dan sedikit meningkatkan kekuatan.
Mg	0.4–0.9	Magnesium merupakan elemen penguat utama melalui presipitat Mg2Si.
Cu	0.05–0.40	Tembaga meningkatkan kekuatan dan respons pengerasan tetapi dapat menurunkan ketahanan korosi.
Zn	≤0.20	Seng biasanya dijaga rendah pada paduan 6xxx; kelebihan Zn dapat meningkatkan sensitivitas terhadap korosi tegangan (SCC).
Cr	≤0.10	Krom membantu mengontrol pertumbuhan butir selama perlakuan panas dan pengerjaan panas.
Ti	≤0.15	Titanium berperan sebagai pemurni butir selama pengecoran dan homogenisasi.
Lainnya	≤0.15 total	Elemen jejak (misalnya Zr, B) digunakan untuk kontrol butir dan penyetelan sifat.

Rasio Mg dan Si mengontrol fraksi volume dan jenis presipitat penguat (Mg2Si); penambahan tembaga sedang dapat mengubah kinetika presipitasi dan menaikkan kekuatan puncak dengan mengorbankan sedikit ketahanan korosi. Besi dan residu lain membentuk intermetallic kasar yang dapat mempengaruhi ketangguhan, hasil permukaan, dan perilaku inisiasi retak lelah.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik 6010 menunjukkan respon pengerasan penuaan klasik: paduan anil bersifat duktil dengan kekuatan luluh rendah, sedangkan temper T6/T651 menunjukkan peningkatan signifikan pada kekuatan luluh dan tarik karena distribusi presipitat halus. Rasio luluh-terhadap tarik dalam kondisi penuaan puncak khas untuk paduan 6xxx, memberikan batas elastis yang dapat diprediksi untuk penentuan ukuran struktural dan memungkinkan margin plastis sebelum kegagalan.

Elongasi dan kekerasan sangat bergantung pada temper; kondisi anil memberikan elongasi tinggi cocok untuk stamping dan penarikan dalam, sedangkan temper penuaan mengurangi elongasi total tetapi meningkatkan kekerasan dan luluh statis. Performa lelah berkorelasi dengan kondisi permukaan, temper, dan ketebalan: umur lelah membaik dengan permukaan halus dan pada temper kuat tetapi dapat dibatasi oleh intermetallic kasar atau bekas pengerjaan yang menjadi titik awal retak.

Efek ketebalan penting: bagian yang lebih tebal akan mendingin lebih lambat selama pendinginan quench dan dapat memiliki kekerasan serta kekuatan yang kurang homogen setelah penuaan. Perancang harus mempertimbangkan efisiensi pengerasan penuaan yang berkurang di bagian berat dan efeknya pada batasan tegangan serta umur lelah.

Sifat	O/Anil	Temper Utama (misal T6/T651)	Catatan
Kekuatan Tarik	100–150 MPa	280–340 MPa	Nilai penuaan puncak T6 tergantung komposisi tepat dan ketebalan penampang.
Kekuatan Luluh	40–90 MPa	240–300 MPa	Kekuatan luluh meningkat secara dramatis setelah perlakuan larutan dan penuaan buatan.
Elongasi	20–35%	8–15%	Elongasi menurun dengan temper kuat; ketebalan tipis cenderung menunjukkan duktilitas lebih tinggi.
Kekerasan	30–45 HB (perkiraan)	80–110 HB (perkiraan)	Kekerasan berkorelasi dengan kekuatan tarik; nilai tergantung skala pengukuran.

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2.70 g/cm³	Tipikal untuk sebagian besar paduan aluminium tempa; berguna untuk perhitungan massa/kekuatan.
Rentang Leleh	~570–650 °C	Rentang solidus/liquidus bergantung pada kandungan paduan dan segregasi lokal.
Konduktivitas Termal	~150–170 W/m·K	Lebih rendah dari aluminium murni namun masih baik sebagai penghantar panas dibanding baja.
Konduktivitas Listrik	~35–45 % IACS	Berkurang dibanding aluminium murni akibat paduan; dapat diterima untuk beberapa komponen konduktor.
Kalor Jenis	~0.90 kJ/kg·K (900 J/kg·K)	Kapastitas panas standar aluminium untuk perhitungan massa termal.
Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K	Koefisien khas untuk paduan 6xxx; perlu diperhatikan untuk rakitan multi-material.

Sifat fisik ini membuat 6010 menjadi paduan struktural yang berguna di mana bobot ringan dan manajemen termal sama-sama penting. Konduktivitas dan ekspansi termal penting untuk desain penukar panas atau rumah elektronik serta prediksi tegangan termal pada sambungan dan material yang berbeda.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet/plat tipis	0.3–6 mm	Seragam pada ketebalan tipis; pengerasan penuaan baik setelah quench	O, H14, T4, T5, T6	Umum untuk panel, fasad, dan komponen stamping.
Plate/plat tebal	6–50+ mm	Efisiensi pengerasan penuaan berkurang di bagian tebal	O, T6 (terbatas)	Plat tebal membutuhkan siklus termal khusus untuk mencapai sifat seragam.
Ekstrusi	Profil kompleks, hingga penampang besar	Kekuatan baik dalam bentuk ekstrusi setelah T6	T5, T6, T651	Paduan 6xxx unggul dalam ekstrusi; kontrol dimensi dan kualitas permukaan kuat.
Tabung/pipa	Ukuran standar pipa	Mirip dengan sheet pada tabung dinding tipis	O, T6	Digunakan untuk tabung struktural dan rangka ringan.
Batang/rod	Diameter kecil hingga besar	Penampang padat mengeras dengan gradien tertentu	T6, T651	Batang digunakan untuk fitting mesin dan pengikat struktural.

Perbedaan proses pengolahan mempengaruhi sifat akhir: sheet dan ekstrusi tipis mencapai kekuatan puncak lebih seragam dan tinggi, sedangkan plat tebal dan ekstrusi berpenampang besar mungkin mempertahankan inti yang lebih lunak kecuali perlakuan termal khusus diterapkan. Oleh karena itu, aplikasi memilih bentuk dan temper secara bersama untuk memenuhi kebutuhan kekuatan, dimensi, dan permukaan.

Setara Grade

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6010	USA	Penunjukan Aluminium Association yang umum digunakan di Amerika Utara.
EN AW	6010	Eropa	EN AW-6010 sering digunakan dalam rantai pasok Eropa; batas kimiawi hampir sama dengan AA.
JIS	A6010 (perkiraan)	Jepang	Standar Jepang memiliki komposisi serupa; periksa spesifikasi plat/lempeng JIS lokal untuk toleransi.
GB/T	6010 (perkiraan)	Tiongkok	Grade GB/T Tiongkok mencerminkan kimia AA/EN namun toleransi dan penunjukan temper dapat berbeda.

Daftar setara ini seringkali mendekati tetapi tidak identik; perbedaan kecil dalam batas impuritas, tambahan jejak yang diizinkan, dan konvensi penunjukan temper dapat mempengaruhi kualifikasi untuk penggunaan kedirgantaraan atau regulasi. Selalu verifikasi sertifikat pabrik dan standar regional untuk aplikasi kritis.

Ketahanan Korosi

6010 menawarkan ketahanan korosi atmosfer umum yang baik sebagaimana khas paduan Al-Mg-Si seri 6xxx, dengan perilaku pasif alami dalam lingkungan yang tidak agresif. Perlakuan permukaan seperti anodizing dan lapisan konversi semakin meningkatkan ketahanan dan umum untuk eksterior arsitektural serta transportasi.

Dalam lingkungan laut atau yang kaya klorida, paduan ini cukup tahan namun rentan terhadap korosi titik lokal (pitting) dan korosi di celah jika lapisan pelindung rusak. Dibandingkan dengan paduan kerja-keras berbasis magnesium seri 5xxx, seri 6xxx umumnya memiliki ketahanan pitting bawaan yang sedikit lebih rendah di bawah paparan klorida berat.

Sensitivitas terhadap retak korosi tegangan (stress corrosion cracking) pada 6010 umumnya rendah dibandingkan paduan kekuatan tinggi seri 2xxx dan 7xxx, namun tegangan tarik jangka panjang dalam lingkungan korosif tetap dapat berisiko bagi temper dan zona terpengaruh panas (HAZ) yang rentan. Kopling galvanik dengan logam mulia (misalnya baja tahan karat, tembaga) menempatkan 6010 pada sisi anodic; isolasi atau proteksi katodik diperlukan saat menggabungkan logam berbeda.

Properti Fabrikasi

Ketangguhan Las

Las 6010 dapat menggunakan proses pengelasan fusion yang umum seperti MIG (GMAW) dan TIG (GTAW) dengan filler alloy yang tepat (misalnya filler berbasis 6xxx lain atau 5xxx/4xxx tergantung aplikasi). Risiko retak panas sedang dan dapat diminimalkan dengan mengontrol input panas las, desain sambungan, dan pemilihan filler; pelemahan HAZ terjadi karena penguatan hasil presipitasi terganggu oleh siklus termal. Perlakuan larutan dan pengerasan usia pasca-las mungkin diperlukan untuk mengembalikan sifat temper puncak pada bagian struktural kritis.

Machinability

Machinability 6010 tergolong cukup baik dibandingkan paduan cor lainnya; umur alat dan hasil permukaan mendapat keuntungan dari mikrostruktur yang stabil dan temper yang sesuai (bagian T6 lebih keras dan membutuhkan peralatan lebih kuat). Perkakas carbide pada kecepatan sedang hingga tinggi dengan pendinginan banjir menghasilkan serpihan dan integritas permukaan yang dapat diprediksi; pemotongan terputus berat dapat mengungkap intermetalik yang meningkatkan keausan alat. Indeks machinability biasanya di bawah paduan aluminium bebas machining tetapi di atas banyak baja tahan karat jika diukur dengan metrik machinability standar.

Formabilitas

Formabilitas sangat baik pada temper O dan H dan dapat diterima pada kondisi T4/T5 sebelum penuaan akhir. Radius lentur harus mengikuti pedoman aluminium umum: radius internal minimum 1–2× tebal material untuk temper lunak; radius lebih besar direkomendasikan untuk T6 agar menghindari retak. Kerja dingin meningkatkan kekuatan (temper H) namun mengurangi keuletan; jika diperlukan pembentukan kompleks, bentuk pada temper O/T4 kemudian lakukan perlakuan larutan dan penuaan buatan jika kekuatan puncak diperlukan setelah pembentukan.

Perilaku Perlakuan Panas

Untuk paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6010, perlakuan larutan dilakukan pada suhu biasanya antara 510–540 °C (suhu tepat bergantung ukuran penampang) untuk melarutkan Mg2Si ke dalam larutan padat. Quenching cepat ke suhu ruang menghambat pembentukan presipitat dan menghasilkan larutan padat jenuh yang kemudian dilakukan penuaan buatan.

Penuaan buatan (T6) dilakukan pada suhu biasanya antara 150–180 °C selama beberapa jam hingga puluhan jam untuk mencapai distribusi presipitat Mg2Si dengan kekuatan puncak. Overaging (suhu lebih tinggi atau waktu lebih lama) memperbesar presipitat, menurunkan kekuatan luluh namun meningkatkan ketangguhan dan perilaku relaksasi tegangan. Transisi temper T (misalnya T4 → T6) memungkinkan bagian dibentuk pada temper lunak kemudian diproses penuaan agar memperoleh kekuatan lebih tinggi.

Perilaku non-dapat diperlakukan panas terbatas karena 6010 didesain untuk pengerasan presipitasi; namun, annealing (O) dan kerja dingin terkontrol (seri H) masih digunakan untuk formabilitas dan kontrol dimensi sebelum perlakuan panas.

Performa Suhu Tinggi

6010 kehilangan kekuatan cukup signifikan dengan kenaikan suhu karena presipitat terpotong dan pelunakan matriks terjadi; kekuatan struktural yang dapat digunakan biasanya menurun di atas 150–200 °C. Ketahanan creep terbatas dibandingkan paduan suhu tinggi, sehingga penggunaan berkelanjutan pada suhu tinggi tidak direkomendasikan tanpa kualifikasi khusus.

Oksidasi di udara minimal pada suhu kerja normal karena film oksida pelindung aluminium, namun paparan berkelanjutan pada suhu tinggi dapat mengubah emisivitas permukaan dan memengaruhi adhesi cat atau lapisan. Zona HAZ pada komponen las sangat sensitif terhadap siklus termal; overaging lokal dan pelunakan mengurangi kekuatan creep dan suhu tinggi di sekitar sambungan.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Mengapa 6010 Digunakan
Otomotif	Panel bodi, trim, ekstrusi struktural	Formabilitas baik dan pengerasan usia pasca-forming untuk kekuatan dan tahan penyok
Kelautan	Anggota struktural, rumah komponen	Perlindungan korosi seimbang dan penghematan berat dengan kekuatan yang dapat diterima
Kedirgantaraan	Fitting sekunder, komponen interior	Rasio kekuatan terhadap berat dan dimensi stabil setelah perlakuan panas
Elektronik	Enklosur, heat sink	Konduktivitas termal dan machinability untuk rumah dan bagian pembuangan panas

6010 digunakan saat perancang membutuhkan paduan ekonomis yang dapat diperlakukan panas, dibentuk, lalu diproses penuaan untuk menghasilkan kekuatan struktural yang berguna sambil mempertahankan ketahanan lingkungan dan opsi hasil permukaan yang baik. Fleksibilitasnya pada lembaran, ekstrusi, dan bagian fabrikasi menjadikannya menarik untuk manufaktur multitahapan.

Wawasan Pemilihan

Pilih 6010 saat desain mengharuskan kombinasi kekuatan pasca-forming dan kualitas permukaan yang baik, terutama untuk bagian ekstrusi atau stamping yang akan dikeraskan dengan penuaan setelah pembentukan. Ini pilihan praktis saat kebutuhan kekuatan puncak sedang namun stabilitas dimensi pasca perlakuan panas dan hasil akhir penting.

Dibandingkan aluminium murni komersial (1100), 6010 menawarkan kekuatan tarik dan luluh lebih tinggi dengan konduktivitas listrik sedikit lebih rendah dan formabilitas agak menurun, sehingga lebih baik untuk aplikasi performa struktural. Dibandingkan paduan kerja-keras seperti 3003/5052, 6010 memberikan kekuatan lebih tinggi pasca penuaan dengan biaya proses yang lebih kompleks (perlakuan larutan dan penuaan) serta ketahanan korosi sedikit lebih rendah di beberapa lingkungan klorida. Bila dibandingkan paduan heat-treatable umum seperti 6061 atau 6063, 6010 dipilih untuk kebutuhan ekstrusi/formabilitas atau respons penuaan spesifik; bisa diutamakan untuk kualitas profil tertentu atau saat kimianya menghasilkan tampilan permukaan atau perilaku termal lebih baik meskipun kekuatan puncak serupa atau sedikit lebih rendah.

Ringkasan Penutup

6010 tetap menjadi paduan seri 6xxx yang relevan untuk rekayasa modern di mana keseimbangan formabilitas, kemampuan pengerasan usia, dan ketahanan korosi dibutuhkan. Kemampuannya beradaptasi di lembaran, ekstrusi, dan bagian fabrikasi, bersama respons perlakuan panas yang dapat diprediksi, menjadikannya pilihan terpercaya untuk komponen struktural dan estetika di otomotif, kelautan, arsitektur, dan aplikasi ringan kedirgantaraan.