Aluminium 6026: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Ikhtisar Komprehensif
Alloy 6026 merupakan anggota dari seri paduan aluminium 6xxx, yaitu sistem Al-Mg-Si yang merespons pengerasan dengan presipitasi. Komposisinya menempatkan logam ini di antara paduan yang dapat diolah dengan perlakuan panas, memiliki kekuatan sedang, dan dioptimalkan untuk keseimbangan antara kemampuan dibentuk, kekuatan, dan kualitas permukaan, bukan untuk kekuatan tertinggi seperti pada keluarga 7xxx.
Unsur paduan utama pada 6026 adalah silikon dan magnesium, dengan penambahan terkendali tembaga dan elemen jejak untuk memodifikasi kekuatan, respons bake-hardening, dan kinetika penuaan. Penguatan terutama diperoleh melalui perlakuan pemanasan larutan (solution heat treatment) diikuti dengan pendinginan terkontrol dan penuaan buatan untuk membentuk presipitat berbasis Mg2Si; kontribusi kecil dari akumulasi dislokasi bisa terjadi jika dilakukan pengerjaan dingin sebelum penuaan.
Ciri utama paduan ini adalah kekuatan yang cukup tinggi untuk paduan yang mudah dibentuk, ketahanan korosi yang wajar sesuai khas paduan Mg-Si, kemampuan pengecatan dan kualitas permukaan yang baik, serta kemampuan pengelasan yang dapat diterima jika menggunakan kawat las yang tepat. Industri tipikal yang menggunakan 6026 meliputi panel eksterior dan struktural otomotif, bodi transportasi, ekstrusi rekayasa umum, serta komponen peralatan konsumen yang membutuhkan keseimbangan antara kemampuan dibentuk dan kekuatan bake-hardening atau level T6.
Para engineer memilih 6026 ketika membutuhkan alternatif dengan kekuatan lebih tinggi daripada paduan kerja-keras 5xxx/3xxx sambil mempertahankan kemampuan bentuk dan kualitas permukaan yang lebih baik dibanding paduan 2xxx/7xxx yang lebih kuat. Paduan ini juga dipilih dibandingkan 6061/6005 pada beberapa aplikasi saat diinginkan kemampuan press forming yang lebih baik, respons bake paint yang lebih baik, atau sifat tempering tertentu meskipun dengan kekuatan puncak sedikit lebih rendah.
Variasi Temper
| Temper | Level Kekuatan | Elongasi | Kemampuan Bentuk | Kemampuan Las | Catatan |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Rendah | Tinggi | Istimewa | Istimewa | Telah direkristalisasi penuh untuk kelenturan dan kemampuan bentuk maksimum |
| H14 | Sedang | Sedang | Baik | Baik | Dikeraskan secara strain-hardened ke kekuatan tetap untuk pembentukan sedang |
| T4 | Sedang | Tinggi | Istimewa | Baik | Diproses solution heat-treated dan penuaan alami; kemampuan bentuk baik sebelum bake final |
| T5 | Sedang-Tinggi | Sedang | Baik | Baik | Didinginkan dari pengerjaan panas dan penuaan buatan; umum untuk ekstrusi |
| T6 | Tinggi | Rendah-Sedang | Cukup | Baik-Sedang | Solution heat-treated dan penuaan buatan sampai kekuatan puncak |
| T651 | Tinggi | Rendah-Sedang | Cukup | Baik-Sedang | T6 dengan relaksasi tegangan melalui stretching setelah perlakuan panas |
| H111 | Rendah-Sedang | Sedang-Tinggi | Baik | Baik | Kondisi strain-hardened tunggal dengan sebagian penuaan alami |
Temper memiliki pengaruh langsung dan dapat diprediksi terhadap performa 6026; temper annealed dan T4 memberikan kemampuan bentuk terbaik, sedangkan T6/T651 menghasilkan kekuatan statis tertinggi dengan pengorbanan kelenturan. Produsen memanfaatkan keadaan T4 atau pra-penuaan T5 untuk menjalankan operasi pembentukan diikuti penuaan tipe paint-bake guna mencapai keseimbangan akhir sifat pada aplikasi otomotif.
Komposisi Kimia
| Unsur | Rentang % | Catatan |
|---|---|---|
| Si | 0.6–1.1 | Unsur paduan utama yang membentuk Mg2Si bersama Mg; mengendalikan kekuatan dan kemampuan las |
| Fe | ≤0.5 | Impuritas yang dapat membentuk intermetallic mempengaruhi kelenturan dan kualitas permukaan |
| Mn | ≤0.15 | Penambahan kecil dapat memperhalus struktur butir dan meningkatkan ketangguhan |
| Mg | 0.4–0.9 | Bekerja sama dengan Si untuk membentuk presipitat penguat; mengontrol pengerasan akibat penuaan |
| Cu | 0.05–0.4 | Mengatur kekuatan puncak dan kinetika penuaan; meningkatkan kekuatan namun bisa menurunkan ketahanan korosi |
| Zn | ≤0.25 | Minor; sedikit meningkatkan kekuatan, biasanya merupakan elemen sisa |
| Cr | ≤0.05 | Mengendalikan struktur butir dan perilaku rekristalisasi pada beberapa temper |
| Ti | ≤0.15 | Penghalus butir yang digunakan pada produksi cor atau billet untuk mikrostruktur yang lebih halus |
| Lainnya | ≤0.15 total | Elemen residu (misal V, Zr) dan jejak; dikendalikan untuk konsistensi proses |
Interaksi silikon dan magnesium adalah faktor dominan pada 6026, karena urutan presipitasi Mg2Si mengatur pengerasan selama penuaan. Level tembaga yang terkendali mempercepat penuaan dan meningkatkan kekuatan puncak tetapi menuntut perhatian pada ketahanan korosi dan sensitivitas stress-corrosion cracking; impuritas seperti besi dan residu mempengaruhi kelenturan dan cacat permukaan.
Sifat Mekanik
Pada temper yang lentur (O, T4) 6026 menunjukkan kekuatan luluh relatif rendah dan elongasi tinggi, memudahkan proses deep drawing dan stamping kompleks. Setelah perlakuan larutan dan penuaan buatan (T6), kekuatan tarik dan luluh meningkat signifikan sementara elongasi menurun; ini dimanfaatkan untuk panel struktural dan komponen yang memerlukan kapasitas beban statis lebih besar.
Kinerja kelelahan 6026 umumnya baik untuk paduan keluarga 6xxx bila permukaan dipoles dan desain sambungan dioptimalkan untuk meminimalkan konsentrasi tegangan; umur kelelahan dipengaruhi oleh kualitas permukaan, temper, dan ketebalan karena peranan distribusi presipitasi dekat permukaan. Ketebalan memengaruhi kekuatan dan kemampuan bentuk yang dicapai: ketebalan tipis lebih cepat mengalami penuaan dan pendinginan saat pemrosesan serta dapat mencapai kekuatan lebih tinggi setelah penuaan, sedangkan bagian tebal membutuhkan waktu perlakuan panas lebih lama dan menghasilkan mikrostruktur lebih kasar dengan penurunan sedikit pada kekuatan puncak.
| Sifat | O/Annealed | Temper Utama (T6 / T651) | Catatan |
|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | 100–170 MPa | 300–360 MPa | Rentang tergantung ketebalan dan temperasi tepat; kekuatan puncak T6 biasanya dalam kisaran ini |
| Kekuatan Luluh | 35–80 MPa | 260–320 MPa | Kekuatan luluh meningkat signifikan setelah penuaan; nilai sensitif terhadap proses stretching dan perlakuan T651 |
| Elongasi | 18–30% | 6–14% | Kelenturan menurun seiring peningkatan kekuatan; ketebalan tipis cenderung menunjukkan elongasi lebih tinggi dibanding plat tebal |
| Kekerasan | 25–60 HB | 90–120 HB | Kekerasan berkorelasi dengan kondisi presipitasi dan temperatur layanan; rentang H dan temper T menentukan nilai Brinell/HRB |
Sifat Fisik
| Sifat | Nilai | Catatan |
|---|---|---|
| Density | 2.70 g/cm³ | Tipe paduan aluminium; memberikan rasio kekuatan terhadap berat yang menguntungkan |
| Rentang Leleh | 555–650 °C | Solidus sekitar 555 °C dengan liquidus 642–650 °C tergantung komposisi |
| Konduktivitas Termal | ~150–170 W/m·K | Agak berkurang dibanding Al murni karena paduan; baik untuk aplikasi penyebaran panas |
| Konduktivitas Listrik | ~35–45 % IACS | Lebih rendah dari Al murni; konduktivitas bergantung pada temper dan level paduan |
| Kalor Jenis | ~900 J/kg·K | Kalor jenis aluminium tipikal; berguna untuk perhitungan massa termal |
| Ekspansi Termal | ~23.5 µm/m·K | Koefisien mendekati paduan Al-Mg-Si lain; penting untuk siklus termal dan penggabungan dengan material berbeda |
Sifat fisik ini membuat 6026 cocok untuk komponen yang memerlukan konduktivitas termal dan densitas rendah di samping kekuatan mekanik, seperti panel struktural penghilang panas atau housing. Konduktivitas listriknya sedang dan biasanya cukup untuk rangka atau enclosure, namun tidak ditujukan sebagai konduktor arus tinggi.
Bentuk Produk
| Bentuk | Ketebalan/Ukuran Tipikal | Perilaku Kekuatan | Temper Umum | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Sheet | 0.4–6.0 mm | Lembaran tipis berumur dengan cepat dan mencapai kekuatan T6 tinggi | O, T4, T5, T6 | Sering digunakan untuk panel luar otomotif dan perangkat rumah tangga |
| Plate | 6–25 mm | Bagian tebal membutuhkan solusi pemanasan lebih lama; kekuatan puncak sedikit lebih rendah | O, T6, T651 | Plat struktural untuk transportasi dan fabrikasi |
| Ekstrusi | Profil sampai beberapa ratus mm | Kendali baik atas sifat mekanik sepanjang profil | T5, T6, T651 | Komponen arsitektur dan rangka, profil heat-sink |
| Tube | Ø10 mm–Ø200 mm | Las dan seamless; kekuatan tergantung ketebalan dinding dan temper | O, T6 | Tabung struktural dan komponen badan hidrolik |
| Bar/Rod | Ø6 mm–Ø100 mm | Bentuk mesin dengan properti penampang konsisten | O, T6 | Pengikat, fitting mesin, pin |
Rute pembentukan dan pemrosesan mengubah mikrostruktur dan sifat akhir; lembaran dan ekstrusi tipis paling umum digunakan untuk 6026 karena memungkinkan pendinginan cepat dan penuaan seragam. Plat dan ekstrusi tebal memerlukan siklus perlakuan panas lebih lama untuk menghomogenkan inti dan dapat menunjukkan kerapatan presipitasi koheren lebih rendah di bagian tengah, menurunkan kekuatan puncak dibanding bagian tipis.
Grade Setara
| Standar | Grade | Wilayah | Catatan |
|---|---|---|---|
| AA | 6026 | USA | Penamaan umum dalam katalog supplier Amerika Utara |
| EN AW | 6026 | Eropa | EN AW-6026 digunakan dalam standar Eropa; komposisi kimia dan temper distandarisasi menurut norma EN |
| JIS | A6026 | Jepang | Standarisasi Jepang selaras dengan komposisi kimia walau batas kontrol dapat berbeda |
| GB/T | 6026 | Tiongkok | Standar Tiongkok GB/T 6026 mengacu pada komposisi serupa dengan praktik pemrosesan lokal |
Perbedaan halus antar standar terjadi pada batas kandungan impuritas yang diizinkan, nilai beban bukti sifat mekanik tertentu untuk beberapa temper, dan metode kualifikasi produk seperti lembaran versus ekstrusi. Engineer perlu memeriksa lembar spesifikasi persis (AA, EN, JIS, atau GB/T) untuk batas Cu, Fe, dan persyaratan perlakuan panas serta protokol pengujian saat pengadaan secara internasional.
Ketahanan Korosi
Secara atmosferik, 6026 berperilaku seperti paduan Al-Mg-Si tipikal dengan ketahanan oksidasi dan cuaca yang baik dibandingkan paduan tembaga lebih tinggi. Paduan ini membentuk lapisan oksida aluminium stabil yang melindungi substrat, dan sistem pengecatan melekat dengan baik pada permukaan 6026 yang dipersiapkan, meningkatkan estetika jangka panjang dan perlindungan korosi.
Di lingkungan laut atau kaya klorida, 6026 memberikan ketahanan sedang tetapi tidak sekuat paduan 5xxx (Al-Mg) yang khusus dirawat; korosi pit dapat terjadi jika lapisan pelindung rusak. Kerentanan terhadap retak korosi tegangan lebih rendah dibanding paduan tembaga tinggi tetapi dapat meningkat dengan kandungan Cu yang tinggi dan tegangan residual tarik dari pembentukan atau pengelasan.
Interaksi galvanik harus diperhatikan ketika 6026 dikombinasikan dengan logam katodik seperti baja tahan karat atau tembaga; aluminium bersifat anodic dan akan terkorosi lebih dahulu kecuali diisolasi secara elektrik atau dilindungi. Dibandingkan keluarga 3xxx dan 5xxx, 6026 mengorbankan sebagian ketahanan korosi inheren untuk kekuatan pengerasan usia dan kemampuan bentuk yang lebih baik, sehingga strategi perlakuan permukaan dan pelapisan menjadi krusial untuk performa jangka panjang.
Sifat Fabrikasi
6026 dapat difabrikasi menggunakan praktik lembar dan ekstrusi logam konvensional, dan merespon baik terhadap siklus perlakuan pemecahan larutan dan pengerasan buatan untuk menyesuaikan kekuatan. Perhatian pada masukan panas, laju quench, dan urutan pembentukan diperlukan untuk menyeimbangkan sifat mekanik akhir dan kualitas permukaan.
Kemampuan Pengelasan
Pengelasan 6026 dengan MIG atau TIG memungkinkan tetapi membutuhkan pemilihan kawat las yang sesuai serta perlakuan pra dan pasca las untuk mengurangi pelunakan daerah terpengaruh panas (HAZ). Paduan kawat las umum termasuk ER4043 (Al-Si) untuk tampilan bead yang baik dan risiko retak panas berkurang, atau ER5356 (Al-Mg) jika kekuatan logam las lebih tinggi diperlukan; pilihan kawat tergantung desain sambungan dan pertimbangan korosi.
Kemudahan Mesin
Kemudahan mesin 6026 tergolong sedang dibandingkan paduan aluminium mudah potong; indeks kemudahan mesin biasanya lebih rendah dari paduan cor Al-Si tetapi sebanding dengan seri 6xxx tempaan lainnya. Alat potong karbida dengan sudut mata positif dan pendinginan banjir direkomendasikan, dengan kecepatan potong sedang hingga tinggi untuk proses bubut dan frais; kontrol serpihan penting untuk mencegah gosokan benda kerja dan pembakaran permukaan.
Kemampuan Bentuk
Kemampuan bentuk sangat baik pada temper O dan T4 dan menurun signifikan pada T6; radius tekuk minimum yang direkomendasikan tergantung temper dan ketebalan, umumnya berkisar 1,5–3× ketebalan untuk tekukan sederhana pada material yang diolah lunak. Pengolahan dingin sebelum pengerasan dapat dipakai secara strategis untuk memperkenalkan pengerasan regangan terkontrol sementara pengerasan buatan berikutnya menetapkan sifat akhir.
Perilaku Perlakuan Panas
Sebagai paduan yang dapat diperlakukan panas, 6026 menjalani urutan klasik perlakuan solusi—quench—pengerasan di mana Mg dan Si larut saat solusi dan mengendap sebagai Mg2Si halus selama penuaan terkontrol. Suhu perlakuan solusi umumnya antara 520–540 °C dengan waktu tahan disesuaikan ketebalan, diikuti quench cepat untuk mempertahankan solut dalam larutan padat jenuh lebih.
Pengerasan buatan (T5/T6) menghasilkan nukleasi dan pertumbuhan endapan halus; puncak umur T6 menghasilkan kekuatan praktis tertinggi dan umum digunakan untuk komponen struktural. Penuaan berlebih akan memperbesar endapan dan menurunkan kekuatan sambil meningkatkan ketangguhan dan ketahanan retak korosi tegangan; produsen menggunakan kontrol temper (T651 stretch, underaging) untuk menyeimbangkan kompromi ini.
Untuk temper yang bisa dikeraskan kerja, siklus anil (O) mengembalikan keuletan maksimal dan digunakan sebelum operasi pembentukan; pengolahan dingin diikuti penuaan alami atau buatan (T4 kemudian bake) memungkinkan strategi pengerasan melalui pemanggangan untuk panel otomotif yang dicat dan aplikasi serupa. Pemahaman perilaku waktu–suhu–transformasi penting untuk menghindari pelunakan tidak sengaja saat pengelasan atau perubahan temper lokal selama stamping.
Performa Suhu Tinggi
6026 mengalami penurunan kekuatan progresif dengan kenaikan suhu; sifat mekanik mulai menurun nyata di atas ~120–150 °C dan jauh berkurang pada 200 °C akibat pembesaran dan pelarutan endapan. Untuk layanan berkelanjutan, perancang umumnya membatasi suhu operasi di bawah ~120 °C untuk menjaga integritas struktural dan umur lelah.
Oksidasi aluminium pada suhu tinggi dibatasi oleh skala oksida stabil, tetapi pengelupasan dan pengerasan bukan masalah besar pada suhu layanan tipikal 6026. Zona terpengaruh panas (HAZ) sekitar las sangat rentan terhadap pelunakan pada suhu lokal tinggi, dan perlakuan panas pasca las atau pelurusan tegangan mekanik mungkin diperlukan untuk mengembalikan performa.
Aplikasi
| Industri | Contoh Komponen | Alasan Penggunaan 6026 |
|---|---|---|
| Otomotif | Panel bodi luar, panel dalam | Kombinasi baik antara kemampuan form pressing, respons paint-bake, dan kekuatan T6 sedang |
| Kelautan | Rumah non-struktural, braket | Finishing tahan korosi dan ringan untuk struktur sekunder |
| Dirgantara | Perlengkapan interior, penguat | Rasio kekuatan-terhadap-berat menguntungkan dan hasil permukaan baik untuk komponen struktural sekunder |
| Elektronik | Enclosure, penyebar panas | Konduktivitas termal dikombinasikan dengan kemampuan bentuk dan kualitas permukaan |
6026 sering ditentukan saat diperlukan keseimbangan antara kemampuan bentuk, kemampuan cat, dan kekuatan setelah pembentukan, khususnya dalam aplikasi bodi otomotif dalam kondisi putih dan trim. Paduan ini mengisi celah antara paduan yang mudah dibentuk murni dan grade perlakuan panas kekuatan tertinggi, memungkinkan perancang menghasilkan komponen ringan, tahan lama dengan tampilan permukaan yang baik.
Wawasan Pemilihan
Pilih 6026 saat desain Anda memerlukan kekuatan sedang hingga tinggi dengan hasil permukaan baik dan kemampuan pengerasan purna bentuk yang baik; sangat berguna untuk bagian-bagian yang dibentuk dalam kondisi duktile lalu dipengeraskan melalui pemanggangan untuk mendapatkan sifat akhir. Pertimbangkan lembaran dan ekstrusi tipis 6026 untuk aplikasi di mana paint-bake atau pengerasan buatan akan menjadi bagian siklus produksi.
Dibandingkan aluminium murni komersial (misal 1100), 6026 mengorbankan sebagian konduktivitas listrik dan termal serta kemampuan bentuk maksimal demi kekuatan jauh lebih tinggi dan performa struktural yang lebih baik. Dibandingkan paduan pengerasan kerja seperti 3003 atau 5052, 6026 umumnya menawarkan kekuatan pengerasan usia lebih tinggi namun mungkin memiliki ketahanan korosi logam polos sedikit berkurang; pelapisan dan strategi anodizing mengurangi risiko paparan.
Dibandingkan paduan perlakuan panas umum seperti 6061 atau 6063, 6026 dipilih ketika kemampuan bentuk lebih unggul atau perilaku bake-hardening tertentu diinginkan meski 6061 mempunyai kekuatan puncak lebih tinggi di beberapa temper. Ketersediaan, kebutuhan kualitas permukaan, dan urutan pembentukan/pengerasan yang dimaksudkan hendaknya menuntun pilihan antara varian 6xxx ini.
Ringkasan Penutup
Paduan 6026 tetap relevan sebagai paduan aluminium perlakuan panas seimbang yang menawarkan kompromi praktis antara kemampuan bentuk, hasil permukaan, dan peningkatan kekuatan setelah penuaan. Respons temper yang dapat diprediksi dan kesesuaian untuk bentuk produk umum menjadikannya pilihan utama di otomotif, transportasi, dan aplikasi rekayasa umum dengan prioritas ringan dan manufacturability.