Aluminium 6042: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

Alloy 6042 adalah anggota seri 6xxx dari paduan aluminium, yang terutama merupakan sistem Al-Mg-Si yang dapat diperkeras dengan perlakuan panas (precipitation hardening). Komposisinya menempatkannya di antara paduan struktural berkekuatan sedang yang dapat diperlakukan dengan panas, yang menyeimbangkan kekuatan, kemudahan ekstrusi, dan hasil permukaan untuk aplikasi arsitektur dan rekayasa.

Elemen paduan utama pada 6042 adalah magnesium dan silikon, yang membentuk presipitat Mg2Si selama perlakuan panas untuk memberikan penguatan melalui pengerasan usia. Penambahan sekunder seperti tembaga dan unsur jejak (Cr, Mn, Ti) digunakan untuk memperbaiki struktur butir, meningkatkan respons terhadap pengerasan usia, dan mengendalikan rekristalisasi selama pemrosesan termomekanik.

6042 memberikan kombinasi kekuatan sedang hingga tinggi (terutama pada temper tipe T6), ketahanan korosi yang baik pada lingkungan atmosfer dan laut ringan, serta kemampuan las yang dapat diterima bila digunakan logam isi dan prosedur pasca-las yang tepat. Industri yang umum memakai paduan ini antara lain otomotif, sistem curtain wall dan façade arsitektur, bejana tekanan, ekstrusi struktural umum, serta beberapa struktur sekunder dirgantara di mana rasio kekuatan terhadap berat dan hasil permukaan yang baik dibutuhkan.

Para engineer memilih 6042 ketika memerlukan kekuatan dan respons pengerasan usia yang lebih nyata dibandingkan dengan paduan kerja keras 5xxx/3xxx, namun kekuatan puncak ekstrem seri 7xxx tidak diperlukan atau akan mengorbankan ketangguhan dan kemampuan las. Paduan ini sering dipilih dibandingkan 6061/6063 ketika hasil permukaan ekstrusi tertentu, kurva pengerasan usia, atau ketersediaan menjadi faktor penentu, dan dapat diunggulkan untuk ekstrusi yang dibentuk dengan perlakuan panas pasca pembentukan untuk mengembalikan kekuatan.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Pengelasan	Catatan
O	Rendah	Tinggi (>15–25%)	Excellent	Excellent	Kondisi annealed penuh untuk formabilitas maksimal
H14	Menengah	Moderate (8–12%)	Baik	Baik	Dikeraskan secara kerja untuk kekuatan sedang, pembentukan terbatas
T5	Menengah-Tinggi	Moderate (8–12%)	Moderate	Baik	Didinginkan dari pengerjaan panas dan diperlakukan pengerasan usia secara artifisial
T6	Tinggi	Lebih rendah (6–12%)	Cukup sampai kurang baik	Baik (dengan filler)	Diperlakukan larutan dan pengerasan usia artifisial untuk kekuatan puncak
T651	Tinggi	Lebih rendah (6–12%)	Cukup sampai kurang baik	Baik (dengan filler)	Diperlakukan larutan, diluruskan untuk menghilangkan tegangan, pengerasan usia artifisial

Temper yang dipilih pada 6042 sangat menentukan kompromi antara formabilitas dan kekuatan. Temper annealed O digunakan saat dibutuhkan penarikan dalam atau pembengkokan kompleks, sementara varian T5/T6 dipilih ketika stabilitas dimensi dan sifat mekanik puncak penting.

Selama pengelasan dan pemanasan lokal, zona yang terdampak panas dapat menunjukkan pelunakan pada temper T6 atau yang telah dipengeraskan puncak, sehingga pemilihan temper sering mempertimbangkan apakah perlakuan panas pasca-las atau pelurusan tegangan mekanis akan diterapkan. Temper seri H memberikan pilihan menengah untuk bagian produksi yang membutuhkan pembentukan setelah temper awal atau yang diproduksi dengan kerja dingin.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	0.6–1.3	Mengendalikan jumlah presipitat Mg2Si dan mempengaruhi fluiditas dalam pengecoran serta hasil permukaan ekstrusi
Fe	≤0.7	Unsur impuritas; kadar tinggi dapat membentuk intermetalik yang mengurangi keuletan dan kualitas permukaan
Mn	0.15–0.45	Pengontrol struktur butir dan kontribusi kekuatan melalui dispersoid
Mg	0.7–1.2	Unsur penguat utama; bergabung dengan Si membentuk fase pengerasan presipitat Mg2Si
Cu	0.15–0.35	Meningkatkan kekuatan dan dapat mempercepat pengerasan usia; Cu berlebih dapat mengurangi ketahanan korosi
Zn	≤0.2	Pengaruh kecil; dijaga rendah untuk menghindari efek pengerasan berlebih atau kerapuhan
Cr	0.05–0.25	Mengontrol struktur butir dan rekristalisasi selama pemrosesan termal
Ti	≤0.15	Digunakan sebagai raffinasi butir pada pengecoran dan produksi bahan baku primer
Lainnya	Sisa Al; residual ≤0.15 masing-masing	Sisa berupa aluminium dengan residu dan unsur jejak yang diperbolehkan

Kandungan Mg dan Si menentukan fraksi volume dan kinetika presipitat Mg2Si, yang merupakan fase pengerasan utama di 6042. Penambahan minor seperti Cr dan Mn membentuk dispersoid yang menahan batas butir dan meningkatkan ketangguhan serta stabilitas selama pemrosesan termomekanik, sementara Cu dapat digunakan untuk memodifikasi kurva pengerasan usia dan meningkatkan kekuatan puncak dengan pengorbanan ketahanan korosi.

Unsur impuritas seperti Fe dan Zn dikontrol ketat karena membentuk partikel intermetalik yang merusak hasil permukaan, mengurangi keuletan, dan dapat memicu korosi lokal. Keseimbangan keseluruhan antara unsur-unsur ini dan riwayat termomekanis menentukan sifat yang dapat dicapai dan jendela pemrosesan.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik 6042 adalah khas paduan Al-Mg-Si yang dapat diperlakukan panas: kekuatan rendah dan elongasi tinggi dalam kondisi annealed, dengan kenaikan signifikan dalam kekuatan luluh dan tarik setelah perlakuan larutan dan pengerasan usia artifisial. Rasio luluh-terhadap tarik umumnya menyempit setelah pengerasan presipitat, memberikan perilaku elastis yang dapat diprediksi untuk desain struktural. Elongasi pada temper yang sudah dipengeraskan usia biasanya menurun dibandingkan dengan kondisi O tetapi masih memadai untuk banyak aplikasi struktural.

Kekerasan berkorelasi kuat dengan temper dan kondisi pengerasan usia; kondisi peak-aged tipe T6 menunjukkan peningkatan jelas dalam kekerasan Brinell/Vickers paralel dengan kenaikan kekuatan. Performa lelah tergantung pada hasil permukaan, frekuensi beban, dan tegangan rata-rata; temper pengerasan usia sering menawarkan kekuatan lelah lebih baik dibanding material annealed namun dapat sensitif terhadap notch dan lasan. Ketebalan dan geometri penampang mempengaruhi laju pendinginan selama quenching dan pengerasan usia; penampang tebal mungkin tidak mencapai kekerasan puncak penuh tanpa siklus perlakuan panas khusus.

Perancang harus mempertimbangkan kemungkinan overaging selama pemakaian pada suhu tinggi, dan juga efek pembentukan atau pengelasan yang dapat mengubah kondisi presipitat secara lokal sehingga mempengaruhi performa mekanik. Untuk aplikasi dengan keandalan tinggi, pengendalian proses aging yang tervalidasi serta inspeksi pasca fabrikasi sangat dianjurkan.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (mis. T6)	Catatan
Kekuatan Tarik	~120–200 MPa	~250–340 MPa	Nilai tipikal tergantung ketebalan penampang dan jadwal pengerasan usia
Kekuatan Luluh	~60–120 MPa	~200–300 MPa	Kekuatan luluh meningkat signifikan setelah pengerasan usia artifisial; desain gunakan batas bawah konservatif
Elongasi	~15–25%	~6–14%	Elongasi menurun dengan meningkatnya kekuatan; sampel lebih tebal biasanya menunjukkan keuletan lebih tinggi
Kekerasan (HB)	~35–65 HB	~75–110 HB	Kekerasan mengikuti kekuatan tarik; metode pengukuran dan persiapan sampel mempengaruhi nilai

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Massa Jenis	2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan Al-Mg-Si; berguna untuk desain yang mengutamakan bobot
Rentang Titik Leleh	~555–650 °C	Rentang solidus-liquidus dapat bervariasi dengan komposisi dan impuritas
Konduktivitas Termal	~150–170 W/(m·K)	Lebih rendah dari aluminium murni karena paduan; masih baik untuk manajemen panas
Konduktivitas Listrik	~35–45 %IACS	Paduan mengurangi konduktivitas dibanding aluminium murni
Kalor Jenis	~0.9 J/(g·K)	Nilai perkiraan dekat suhu kamar (900 J/(kg·K))
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 µm/(m·K)	Koefisien ekspansi termal tipikal untuk paduan seri 6xxx

Massa jenis dan sifat termal 6042 membuatnya menarik di mana penghematan bobot dan pembuangan panas penting, seperti pada heat sink dan eksterior yang memerlukan struktur serta manajemen panas. Konduktivitas termal lebih rendah dibanding aluminium murni namun masih cukup tinggi untuk banyak aplikasi elektronik atau pertukaran panas.

Konduktivitas listrik berkurang akibat paduan dan harus dipertimbangkan saat menentukan 6042 untuk aplikasi listrik; jika konduktivitas maksimum dibutuhkan, paduan yang lebih murni (misalnya 1100) atau tembaga mungkin lebih tepat. Koefisien ekspansi termal serupa dengan paduan Al-Mg-Si lainnya dan harus diperhitungkan dalam perakitan multi material.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Plat Tipis (Sheet)	0,5–6 mm	Bagian dengan ketebalan tipis cepat mencapai respons pelarutan dan penuaan	O, H14, T5, T6	Digunakan untuk panel, enclosure, dan façade dekoratif
Plat (Plate)	6–100+ mm	Bagian tebal mungkin memerlukan perlakuan panas khusus untuk menghomogenkan	O, T6 (terbatas)	Bagian struktural berat dan komponen tekanan fabrikasi
Ekstrusi (Extrusion)	Bentuk kompleks, hingga profil besar	Respon baik terhadap ekstrusi dengan distribusi presipitat yang terkontrol	T5, T6, T651	Sering digunakan untuk ekstrusi arsitektural dan struktural
Pipa (Tube)	Dinding 1–20 mm; berbagai diameter	Pipa las atau seamless; sifat tergantung pada metode pembentukan	O, T6	Pipa struktural dan inti penukar panas
Batang/As (Bar/Rod)	Diameter hingga 200 mm	Bagian besar menunjukkan penuaan tergantung ketebalan	O, T6	Komponen mesin dan pengikat untuk produksi volume rendah

Plat tipis dan ekstrusi adalah bentuk produk paling umum untuk 6042 karena paduan ini mudah diekstrusi dengan finishing permukaan yang rapat dan merespons penuaan buatan secara prediktif. Plat dan bagian berat dapat diproduksi tetapi memerlukan kontrol ketat pada siklus perlakuan larutan dan quenching untuk menghindari inti lunak atau sifat yang tidak konsisten pada ketebalan.

Profil ekstrusi sering menerima perlakuan T5 atau T6 setelah ekstrusi untuk mencapai stabilitas dimensi dan kekuatan yang dibutuhkan, sedangkan jadwal penggulungan plat bertujuan untuk kelurusan dan kualitas permukaan dengan penuaan lanjutan sesuai kebutuhan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6042	USA	Penunjukan Aluminum Association untuk paduan ini
EN AW	EN AW-6042	Europa	Penunjukan EN setara; spesifikasi kimia dan mekanik sangat sesuai dengan AA 6042
JIS	Paling dekat: A6061	Jepang	Tidak ada pasangan JIS 1:1; keluarga A6061 sering digunakan dengan penyesuaian proses
GB/T	Paling dekat: keluarga 6061/6063	China	Setara langsung 6042 mungkin tidak distandarisasi; paduan 6061/6063 adalah pengganti lokal umum

Standar dan toleransi kimia minor berbeda di setiap wilayah; EN AW-6042 banyak digunakan di Eropa dan mengikuti spesifikasi AA 6042 dengan dekat. Saat substitusi dari standar berbeda, engineer harus memverifikasi batas komposisi, penunjukan temper, dan sifat mekanik yang dijamin karena perubahan kecil (khususnya pada batas Cu atau Fe) dapat mempengaruhi perilaku penuaan dan ketahanan korosi.

Untuk pengadaan lintas batas, disarankan meminta sertifikat pabrik dan menentukan sifat utama (misal: tarik, luluh, regangan, dan temper) daripada hanya mengandalkan nama grade nominal. Riwayat proses seperti kecepatan ekstrusi, media pendingin quench dan siklus penuaan sering berdampak lebih besar pada sifat akhir daripada nama grade nominal semata.

Ketahanan Korosi

Pada paparan atmosfer, 6042 membentuk lapisan oksida aluminium pelindung dan menunjukkan ketahanan korosi umum yang baik mirip dengan paduan keluarga 6xxx lainnya. Paduan ini bekerja baik di atmosfer industri dan aplikasi arsitektural tetapi rentan terhadap korosi pit dan celah pada lingkungan klorida agresif jika lapisan pelindung atau anodizing tidak diterapkan.

Dalam lingkungan laut atau dengan kadar klorida tinggi, 6042 dapat digunakan dengan perlakuan permukaan tepat seperti anodizing, sealant, atau pelapis organik; meskipun demikian, baja tahan karat austenitik atau aluminium seri 5xxx dengan ketahanan korosi intrinsik lebih tinggi mungkin lebih disukai untuk perendaman konstan. Risiko stress corrosion cracking sedang dan terutama menjadi perhatian pada temper penuaan puncak di bawah tegangan tarik berkelanjutan dalam media korosif; mitigasi desain meliputi pemilihan temper, perlakuan permukaan tekan, dan menghindari tegangan tarik residu tinggi.

Interaksi galvanik menyebabkan 6042 bersifat anodik ketika dipasangkan dengan baja tahan karat, tembaga, atau baja karbon, sehingga isolasi listrik, anoda korban, atau desain sambungan yang cermat diperlukan untuk mencegah korosi dipercepat. Dibandingkan dengan paduan magnesium seri 5xxx, 6042 secara umum menawarkan ketahanan korosi atmosfer yang sebanding namun menukar sebagian ketahanan terhadap klorida dengan kemampuan pengerasan penuaan dan kemampuan mesin yang lebih baik.

Sifat Fabrikasi

Dapat Dilas

6042 umumnya dapat dilas dengan proses konvensional seperti TIG (GTAW) dan MIG (GMAW), dan paduan pengisi dalam keluarga 4xxx (Al-Si) atau 5xxx (Al-Mg) biasa digunakan tergantung kebutuhan kekuatan las dan ketahanan korosi. Risiko hot-cracking rendah sampai sedang; kebersihan, desain sambungan yang tepat, dan pengendalian input panas mengurangi kerentanan. Zona pengaruh panas pada material T6 atau penuaan puncak biasanya melunak akibat pelarutan/penyebaran ulang Mg2Si, sehingga penuaan pasca las atau perlakuan panas lokal mungkin diperlukan untuk mengembalikan kekuatan.

Kemudahan Mesin (Machinability)

Kemudahan mesin 6042 sedang dan umumnya lebih baik dibanding banyak paduan kekuatan tinggi tetapi tidak sebaik beberapa paduan Al-Si hipereutektik. Peralatan carbide dengan rake positif dan kecepatan finishing tinggi menghasilkan kualitas permukaan yang sangat baik; penggunaan cairan pendingin/pelumas potong dianjurkan untuk mengontrol pembentukan tepi tumpul dan serpihan. Praktik umum menggunakan kecepatan potong lebih tinggi dari baja, laju makan sedang, dan geometri alat yang dioptimalkan untuk aluminium agar menghindari smeer dan menjaga toleransi dimensi.

Kemampuan Pembentukan

Pembentukan terbaik dilakukan pada kondisi temper annealed (O) atau H-seri yang sebagian annealed; pembentukan dingin pada T6 terbatas dan springback meningkat dengan kekuatan. Radius tekuk minimum bergantung pada temper dan ketebalan: plat annealed sering dapat ditekuk hingga 1–2× ketebalan untuk tekukan sederhana, sedangkan T6 membutuhkan 3–6× ketebalan atau pra-pemanasan/pembentukan sebelum perlakuan panas akhir. Deep drawing dan stamping kompleks sebaiknya menggunakan kondisi O atau T4 diikuti penuaan buatan bila diperlukan untuk kekuatan akhir.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan yang dapat diperlakukan panas, 6042 mengikuti urutan pelarutan—quenching—penuaan untuk mengembangkan sifat mekanik puncak. Perlakuan larutan biasanya dilakukan pada rentang 510–550 °C untuk melarutkan Mg2Si dan menghomogenkan matriks, kemudian diikuti quenching cepat (quench air lebih diutamakan) agar larutan solid supersaturasi tetap bertahan. Penuaan buatan (perlakuan panas presipitasi) biasanya dilakukan pada suhu sekitar 150–190 °C selama beberapa jam untuk mencapai tingkat kekerasan dan kekuatan T5/T6.

Temper T5 berarti pendinginan dari hasil pengerjaan panas diikuti penuaan buatan tanpa perlakuan larutan penuh, menghasilkan kondisi kekuatan sedang dan stabil. Temper T6 melibatkan perlakuan larutan penuh sebelum penuaan buatan untuk mencapai sifat mekanik mendekati maksimal. Overaging menurunkan kekuatan tetapi meningkatkan ketangguhan dan ketahanan terhadap stress-corrosion cracking; insinyur proses dapat melakukan overaging sengaja untuk menyeimbangkan kebutuhan performa.

Pengerasan tanpa perlakuan panas dilakukan melalui pengerasan kerja untuk temper H-seri, di mana deformasi dingin terkontrol meningkatkan kerapatan dislokasi dan kekuatan tetapi mengurangi keuletan. Annealing mengembalikan paduan ke kondisi O dengan homogenisasi dan rekristalisasi untuk memulihkan kemampuan pembentukan.

Performa pada Suhu Tinggi

6042 mulai kehilangan bagian signifikan dari kekuatan luluh dan tarik pada suhu kamar saat terkena suhu menengah; pelunakan signifikan umumnya terjadi di atas 120–150 °C tergantung kondisi penuaan sebelumnya. Untuk layanan struktural suhu tinggi berkelanjutan, perancang biasanya membatasi suhu di bawah kisaran ini atau menentukan temper overaged untuk meningkatkan stabilitas termal.

Oksidasi aluminium bersifat pembatas diri dan menghasilkan lapisan oksida pelindung tipis; namun pada suhu layanan tinggi dengan lingkungan korosif, pertumbuhan skala oksida dan serangan lokal dapat mempercepat korosi. Zona pengaruh panas pada bagian yang dilas atau dipanaskan lokal sangat rentan terhadap perubahan mikrostruktur dan penurunan sifat mekanik, sehingga manajemen termal dan perlakuan pasca panas diperlukan untuk aplikasi kritis.

Performa creep terbatas dibandingkan dengan paduan suhu tinggi, dan pembebanan jangka panjang pada suhu tinggi harus dievaluasi melalui pengujian creep atau data riwayat layanan. Untuk paparan bersifat intermiten, 6042 dapat mentolerir peningkatan suhu singkat jika penuaan lanjutan atau perlakuan redaman tegangan diterapkan.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 6042
Otomotif	Profil bodi atau trim hasil ekstrusi	Perpaduan baik antara kemampuan ekstrusi, hasil permukaan, dan kekuatan usia-tempa
Kelautan	Anggota struktural dan fitting	Ketahanan korosi dengan kemampuan anodisasi dan pembentukan pasca-ekstrusi
Dirgantara	Fitting sekunder, bracket	Rasio kekuatan terhadap berat yang menguntungkan dan respons perlakuan panas yang dapat diperkirakan
Elektronik	Heat sink dan enclosure	Konduktivitas termal dan hasil permukaan yang sesuai untuk bagian pelepas panas

6042 sering dipilih saat dibutuhkan keseimbangan antara kemampuan machining, kekuatan usia-tempa, dan penampilan permukaan, sehingga cocok untuk elemen arsitektur yang terlihat dan ekstrusi pembawa beban. Kemampuannya untuk diekstrusi menjadi profil kompleks dan kemudian menjalani proses penuaan buatan untuk kestabilan dimensi menjadikannya populer untuk parts produksi di berbagai industri.

Panduan Pemilihan

Saat memilih 6042, prioritaskan untuk aplikasi yang memerlukan aluminium usia-tempa dengan kekuatan sedang-tinggi, kemampuan ekstrusi baik, dan hasil permukaan yang bagus. Pilih temper O atau H saat pembentukan mendominasi dan temper T5/T6 ketika kekuatan akhir serta kestabilan dimensi menjadi persyaratan utama.

Dibandingkan aluminium murni komersial (1100), 6042 mengorbankan konduktivitas listrik dan sebagian kemudahan pembentukan untuk mendapatkan kekuatan jauh lebih tinggi dan performa struktural yang lebih baik. Dibandingkan paduan kerja-keras umum seperti 3003 atau 5052, 6042 memberikan kekuatan puncak lebih tinggi dan respons yang lebih baik terhadap solusi-penuaan namun mungkin sedikit kurang tahan korosi di lingkungan klorida yang agresif. Melawan paduan heat-treatable seperti 6061/6063, 6042 dapat dipilih untuk hasil permukaan ekstrusi tertentu, ketersediaan vendor, atau respons penuaan spesifik meskipun kekuatan puncak sebanding atau sedikit lebih rendah; pastikan pengujian tingkat part jika margin kekuatan sempit.

Ringkasan Penutup

Paduan 6042 tetap menjadi pilihan praktis saat dibutuhkan kombinasi seimbang antara kekuatan usia-tempa, kemampuan ekstrusi baik, dan ketahanan korosi yang dapat diterima. Respons perlakuan panas yang dapat diprediksi, kemampuan machining, dan kualitas permukaannya menjaga relevansinya untuk aplikasi arsitektur, otomotif, dan rekayasa struktural ringan.