Aluminium 6060: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Lengkap

Alloy 6060 adalah anggota seri 6xxx aluminium-magnesium-silikon, yang posisinya dekat dengan 6063 dan 6061 dalam segi komposisi kimia dan aplikasi. Ini pada dasarnya adalah paduan Al-Mg-Si di mana silikon dan magnesium bergabung membentuk presipitat Mg2Si yang memberikan respons pengerasan usia selama perlakuan panas.

Mekanisme penguatan untuk 6060 adalah pengerasan presipitasi (dapat diperlakukan panas) dan bukan pengerasan kerja murni, meskipun beberapa sifat mekanik dapat disesuaikan melalui pengerasan regangan dalam kondisi temper H. Ciri utama meliputi kekuatan sedang hingga baik, ketahanan korosi yang sangat baik dalam lingkungan atmosfer, kemampuan ekstrusi dan pengelasan yang baik, serta kemampuan pembentukan yang baik dalam kondisi anil (annealed).

Industri yang umum menggunakan 6060 meliputi sistem arsitektur dan bangunan, ekstrusi tujuan umum, trim otomotif dan komponen struktural beban ringan, serta beberapa rumah elektronik dan elemen heat-sink. Paduan ini sering dipilih dibandingkan paduan serupa ketika diperlukan keseimbangan antara kemampuan ekstrusi, hasil permukaan, ketahanan korosi, dan kekuatan ekonomis, bukan kekuatan puncak maksimum.

Desainer cenderung memilih 6060 ketika kualitas profil ekstrusi, tampilan anodizing, atau kontrol dimensi yang ketat menjadi prioritas, atau saat aplikasi mendapat manfaat dari kandungan paduan yang lebih rendah yang menyederhanakan pengelasan dan finishing permukaan. Kombinasi kemudahan pembentukan dan pengerasan usia yang terkontrol membuatnya pilihan praktis untuk profil struktural tugas menengah dan komponen arsitektur.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Pengelasan	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Kondisi anil penuh, terbaik untuk pembentukan dan pembengkokan
H14	Sedang-Rendah	Sedang	Baik	Istimewa	Pengerasan regangan ke kondisi setengah keras, pembentukan terbatas
T5	Sedang	Sedang	Cukup	Baik	Didinginkan dari ekstrusi dan mengalami penuaan buatan, umum untuk ekstrusi
T6	Sedang-Tinggi	Sedang-Rendah	Terbatas	Baik	Pemanasan larutan dan penuaan buatan untuk kekuatan puncak
T651	Sedang-Tinggi	Sedang-Rendah	Terbatas	Baik	T6 dengan pelepasan tegangan melalui peregangan; stabilitas dimensi lebih baik

Temper sangat mempengaruhi perilaku mekanik dan pembentukan karena 6060 dapat dikeraskan dengan pengerasan usia dan merespon baik terhadap perlakuan solusi dan penuaan buatan serta pengerasan dingin. Material anil (O) menawarkan keuletan terbaik dan kekuatan luluh minimum, menjadikannya kondisi awal yang disukai untuk operasi pembentukan yang luas.

Kondisi temper seperti T5 dan T6 meningkatkan kekuatan luluh dan tarik melalui presipitasi Mg2Si yang terkendali, sementara varian temper H memberikan sifat perantara melalui pengerasan dingin; pilih temper berdasarkan apakah prioritas utamanya pembentukan, pengelasan, atau stabilitas dimensi.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	0.30–0.60	Silikon membentuk presipitat Mg2Si bersama Mg untuk memungkinkan pengerasan usia.
Fe	≤0.35	Besi adalah kotoran yang membentuk intermetalik; Fe tinggi mengurangi hasil ekstrusi.
Mn	≤0.10	Peran kecil; dapat mempengaruhi struktur butir dan kekuatan secara marginal.
Mg	0.35–0.60	Magnesium bergabung dengan Si membentuk presipitat penguat.
Cu	≤0.10	Jumlah kecil dapat meningkatkan kekuatan namun mengurangi ketahanan korosi.
Zn	≤0.20	Terbatas; kandungan seng tinggi jarang dan dapat mempengaruhi perilaku presipitasi.
Cr	≤0.05	Jumlah jejak membantu mengontrol struktur butir dan rekristalisasi.
Ti	≤0.10	Sering digunakan sebagai perperhalus butir dalam jumlah kecil selama produksi billet/penggilingan.
Lainnya	≤0.15 masing-masing; total ≤0.35	Termasuk Ni, Pb, Sn, Bi, dan residu lainnya dengan pengaruh terbatas pada kadar rendah.

Silikon dan magnesium adalah pasangan fungsional untuk pengerasan presipitasi; rasio mereka mengontrol volume dan distribusi presipitat Mg2Si. Besi dan impuritas lain mempengaruhi kualitas permukaan ekstrusi dan dapat membentuk intermetalik kasar yang sedikit mengurangi ketangguhan dan estetika.

Unsur jejak seperti kromium dan titanium digunakan terutama untuk memodifikasi ukuran butir dan rekristalisasi selama produksi billet dan proses termomekanik, yang dapat mempengaruhi hasil akhir permukaan dan keseragaman mekanik.

Sifat Mekanik

6060 menunjukkan spektrum perilaku mekanik yang luas tergantung pada temper dan ketebalan penampang, khas paduan Al-Mg-Si yang dapat diperlakukan panas. Dalam kondisi anil, paduan ini menawarkan keuletan sangat baik dengan kekuatan luluh rendah, memungkinkan proses tarikan dalam (deep drawing) dan pembengkokan kompleks. Dengan perlakuan panas larutan dan penuaan buatan yang sesuai (T6), kekuatan tarik dan luluh meningkat secara substansial, namun elongasi dan kemampuan pembentukan menurun secara proporsional.

Kekerasan mengikuti status presipitasi dan umumnya meningkat saat paduan berpindah dari O ke T6, dengan peningkatan yang sepadan pada kekuatan luluh dan tarik maksimum. Performa fatigue bersifat sedang dan sangat bergantung pada hasil permukaan, keadaan tegangan residu, serta keberadaan konsentrator tegangan atau partikel intermetalik kasar. Ketebalan berpengaruh besar: profil ekstrusi dan lembaran tipis dapat mengalami penuaan secara lebih seragam dan mencapai sifat konsisten, sedangkan plat lebih tebal dapat menunjukkan mikrostruktur gradien dan memerlukan perlakuan panas yang disesuaikan.

Desainer harus mempertimbangkan pelunakan HAZ saat mengelas temper pengerasan presipitasi, dan potensi penuaan berlebih ketika komponen terekspos suhu tinggi selama pemakaian atau proses sekunder.

Sifat	O/Anil	Temper Utama (T6)	Catatan
Kekuatan Tarik	~100–130 MPa	~170–230 MPa	Rentang tarik tergantung pada penampang dan siklus tempering tepat.
Kekuatan Luluh	~30–70 MPa	~120–170 MPa	Kekuatan luluh meningkat tajam pada T5/T6; nilai temper H berada di antara.
Elongasi	~20–30%	~6–12%	Keuletan menurun seiring kenaikan kekuatan dan pengecilan presipitat.
Kekerasan (HB)	~25–40 HB	~55–75 HB	Kekerasan Brinell berhubungan dengan penuaan; nilai tergantung temper dan praktik pabrik.

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium, digunakan untuk perhitungan massa dan berat.
Rentang Leleh	~610–650 °C	Aluminium paduan menunjukkan interval leleh di bawah titik leleh Al murni.
Kondutivitas Termal	~160–180 W/m·K	Lebih rendah dari Al murni namun tetap tinggi; baik untuk komponen disipasi panas.
Kondutivitas Listrik	~30–35 %IACS	Berat terhadap aluminium murni karena kandungan paduan.
Kalor Spesifik	~900 J/kg·K	Bergantung suhu namun berguna untuk perhitungan manajemen termal.
Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K	Koefisien sedang; harus diperhitungkan dalam rakitan dengan logam berbeda.

6060 menawarkan konduktivitas termal dan listrik yang baik di antara paduan aluminium struktural, mendukung penggunaan pada heat sink dan rumah elektronik di mana kekuatan sedang dan perpindahan panas dibutuhkan. Konduktivitas termal cukup tinggi yang dikombinasikan dengan kekakuan yang dapat diterima memberikan perilaku siklus termal yang baik untuk banyak aplikasi suhu tinggi non-kritis.

Perancang harus mempertimbangkan ekspansi termal dalam rakitan multi-bahan dan menyadari bahwa konduktivitas dan kapasitas termal dapat bervariasi sesuai temper dan kadar kotoran.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0,3–6 mm	Seragam pada ketebalan tipis; mudah dibentuk dingin	O, H14, T4	Digunakan untuk panel, fasad, bagian struktural tipis
Plat	>6 mm hingga 50 mm	Dapat menunjukkan gradien temper setelah perlakuan panas	O, T6	Kurang umum; digunakan saat diperlukan bagian ekstrusi yang lebih tebal
Ekstrusi	Profil penampang variabel	Homogenitas sangat baik pada ekstrusi	T5, T6, T651	Sering digunakan untuk profil arsitektur dan struktural
Tabung	Ø kecil hingga lebih dari 200 mm	Konsistensi baik; dapat dilas atau seamless	O, T6	Digunakan untuk rangka, konveyor, dan struktur penanganan fluida
Batang/Bara	Ø beberapa mm hingga 100 mm	Perilaku stok batang khas; dapat dikerjakan mesin	O, T6	Digunakan untuk fitting mesin dan elemen struktural kecil

Operasi pembentukan dan proses hilir berbeda antar bentuk produk karena laju pendinginan, ketebalan penampang, dan tegangan sisa yang diperkenalkan selama ekstrusi dan penggilingan. Ekstrusi cenderung memiliki hasil permukaan dan kontrol dimensi yang lebih baik, sehingga umum dipakai untuk aplikasi arsitektur yang memerlukan anodisasi dan toleransi ketat.

Lembaran lebih disukai untuk pembentukan dingin dan pekerjaan panel karena kemampuan lentur yang lebih baik, sedangkan plat dan batang yang lebih tebal memerlukan perlakuan panas yang lebih agresif dan mungkin lebih sulit untuk mencapai temper seragam karena keterbatasan quenching.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6060	USA	Penunjukan American Aluminum Association untuk paduan tempa.
EN AW	AlMgSi0.5	Eropa	Penunjukan umum Eropa; komposisi kira-kira sesuai dengan keluarga 6060/6063.
JIS	A6060	Jepang	Penunjukan tempa Jepang dengan komposisi dan kegunaan serupa.
GB/T	6060	China	Standar China yang sering selaras dengan batas kimia dan mekanik internasional 6060.

Grade setara mencerminkan komposisi dan praktik pemrosesan yang sebanding namun perbedaan kecil dalam batas impuritas, sifat mekanik yang dibutuhkan, dan rentang elemen yang diperbolehkan dapat memengaruhi hasil finishing ekstrusi dan respons penuaan. Penunjukan EN AW Eropa sering merujuk pada kadar nominal Mg dan Si dalam fraksi massa dan mungkin mengelompokkan 6060 bersama paduan seperti 6063 untuk penggunaan komersial.

Saat menggantikan material antar wilayah atau standar, periksa sertifikat pabrik spesifik untuk toleransi kritis seperti kandungan Fe, impuritas sisa, dan sifat mekanik pada temper yang diinginkan.

Ketahanan Korosi

6060 memberikan ketahanan korosi atmosfer yang baik karena terbentuknya film aluminium oksida yang stabil dan kandungan paduan yang moderat sehingga meminimalkan aktivitas galvanik dibandingkan sistem paduan tinggi. Dalam lingkungan pedesaan dan perkotaan, paduan ini bekerja dengan baik terutama jika dianodisasi atau dicat, dan biasanya tahan korosi umum tanpa perawatan ekstensif.

Dalam atmosfer laut atau yang kaya klorida, 6060 dapat digunakan untuk banyak aplikasi struktural tetapi kurang tahan terhadap pitting dibandingkan paduan 5xxx yang kaya magnesium; perlakuan permukaan seperti anodisasi, pelapis, dan sealant meningkatkan performa secara signifikan. Retak korosi akibat tegangan jarang terjadi pada 6060 di kekuatan kerja tipikal, tetapi korosi lokal dapat diperparah di sambungan cat atau segel tempat celah menjebak klorida.

Interaksi galvanik harus diperhatikan saat menggabungkan 6060 dengan material lebih mulia seperti baja tahan karat atau paduan tembaga; lapisan isolasi atau anoda pengorban sering digunakan untuk mengurangi serangan galvanik. Dibandingkan dengan paduan seri 7xxx berkuatan tinggi, 6060 biasanya memiliki ketahanan korosi lebih baik tetapi kekuatan puncak dan tahan kelelahan lebih rendah.

Sifat Fabrikasi

Dapat Dilas
6060 mudah dilas menggunakan proses fusi umum seperti TIG dan MIG, dan menunjukkan kerentanan rendah terhadap retak panas dibandingkan sistem paduan tinggi tertentu. Paduan pengisi yang direkomendasikan meliputi ER4043 (Al‑Si) dan ER5356 (Al‑Mg) tergantung kebutuhan ketahanan korosi atau kekuatan pengelasan lebih tinggi. Zona terpengaruh panas pada temper yang telah melalui penuaan sebelumnya akan melunak karena presipitat mengeras, sehingga desain las dan perlakuan panas pasca las atau perbaikan mekanik harus dipertimbangkan untuk sambungan pembawa beban.

Dapat Dikerjakan Mesin
Dapat dikerjakan mesin 6060 bersifat sedang; bukan paduan yang mudah diproses secara bebas tetapi responsif terhadap perkakas karbida, geometri tajam, dan setup yang kaku. Kecepatan potong dan pemberian pakan untuk proses bubut dan frais masuk kategori menengah dibandingkan aluminium murni dan paduan aluminium lebih keras, serta pelumasan menggunakan coolant berbasis minyak mengurangi pembentukan paku dan memperbaiki hasil permukaan. Pembentukan serpihan cenderung kontinu dan duktile; pengendalian serpihan seperti perkakas tersegmentasi atau pemecah serpihan bermanfaat dalam pengerjaan produksi.

Dapat Dibentuk
Kemampuan pembentukan sangat baik pada temper annealed (O), memungkinkan pembengkokan tajam, penarikan dalam, dan bentuk ekstrusi kompleks dengan risiko retak minimal. Pada temper T5/T6 kemampuan pembentukan berkurang secara signifikan, dan efek pegas harus diperhitungkan dalam desain perkakas; radius bengkok kecil bisa dilakukan pada temper O tetapi memerlukan radius lebih besar atau annealing antara proses untuk temper T. Saat melakukan pembentukan dingin ke temper H, pembentukan bertahap direkomendasikan untuk menghindari cacat permukaan dan mengontrol toleransi dimensi akhir.

Perilaku Perlakuan Panas

6060 adalah paduan Al-Mg-Si yang dapat dilakuan perlakuan panas dan mengikuti siklus pelarutan dan penuaan umum pada seri ini. Perlakuan pelarutan biasanya dilakukan pada sekitar 520–560 °C untuk melarutkan Mg2Si menjadi larutan padat jenuh yang kemudian dipertahankan dengan pendinginan cepat (biasanya quench air). Siklus penuaan buatan bervariasi tetapi umumnya berlangsung antara 160–220 °C selama beberapa jam untuk membentuk partikel Mg2Si halus yang meningkatkan kekuatan; T5 berarti pendinginan dari proses diikuti penuaan buatan, sedangkan T6 menunjukkan perlakuan pelarutan penuh ditambah penuaan buatan.

T651 menunjukkan T6 dengan peregangan terkontrol atau pelepasan tegangan untuk meminimalkan tegangan sisa dan distorsi. Penuaan alami (pada suhu kamar) juga terjadi sampai tingkat tertentu setelah quenching dan dapat mengubah sifat mekanik selama beberapa hari hingga minggu; dalam produksi hal ini dikontrol dengan menetapkan temper dan jadwal penuaan yang sesuai. Penuaan berlebih pada suhu tinggi akan membuat presipitat menggerombol, mengurangi kekuatan luluh, dan meningkatkan keuletan.

Performa Suhu Tinggi

Kekuatan 6060 menurun dengan meningkatnya suhu karena presipitat menggerombol dan difusivitas unsur pelarut meningkat; suhu operasi berkelanjutan yang berguna untuk beban mekanik umumnya dibatasi sekitar 100–150 °C. Di atas suhu tersebut, penurunan signifikan terjadi pada kekuatan luluh dan tarik serta stabilitas dimensi dapat terpengaruh oleh fenomena pemulihan dan penuaan berlebih. Oksidasi aluminium minimal dibandingkan paduan ferrous karena terbentuknya film pelindung Al2O3, namun paparan jangka panjang pada suhu tinggi dapat memengaruhi tampilan permukaan dan karakteristik anodisasi.

Zona las dan daerah terpengaruh panas rentan terhadap kehilangan kekuatan saat terpapar panas karena pelarutan atau pengerombolan presipitat, sehingga desain untuk pemakaian suhu tinggi harus mempertimbangkan bagian lebih tebal, paduan alternatif, atau perlakuan panas pasca las terkontrol untuk mengembalikan sifat mekanik.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 6060
Arsitektur / Bangunan	Rangka jendela dan pintu, profil curtain wall	Ekstrudabilitas baik, tampilan anodisasi, dan kontrol dimensi
Otomotif	Trim, rel, ekstrusi struktural beban ringan	Perimbangan kemudahan produksi dan kekuatan sedang
Kelautan	Anggota struktural non-kritis, pegangan tangan	Ketahanan korosi rasional dan variasi hasil akhir permukaan
Elektronika	Enklosur dan rumah pendingin panas	Konduktivitas termal dan kemampuan ekstrusi untuk profil kompleks
Fabrikasi Umum	Tabung, pegangan tangan, rangka furnitur	Kemampuan pembentukan dan kualitas hasil akhir untuk aplikasi konsumen

6060 banyak digunakan ketika tampilan profil, perilaku anodisasi, dan produksi ekonomis ekstrusi kompleks menjadi penting. Kekuatan moderat dikombinasikan dengan hasil permukaan dan ketahanan korosi yang sangat baik menjadikannya serbaguna untuk komponen struktural non-berkuatan tinggi dan elemen dekoratif bangunan.

Wawasan Pemilihan

Saat memilih 6060, prioritaskan aplikasi yang memerlukan ekstrudabilitas baik, kualitas anodisasi konsisten, dan kekuatan sedang daripada performa mekanik puncak. Pilih temper annealed O untuk komponen yang memerlukan pembentukan intensif dan T5/T6 saat diperlukan stabilitas dimensi pasca proses dan kekuatan lebih tinggi.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 6060 menukar sebagian konduktivitas listrik dan termal serta sedikit pengurangan kemampuan pembentukan dengan kekuatan yang jauh lebih tinggi dan stabilitas mekanik yang lebih baik. Dibandingkan dengan paduan kerja keras seperti 3003 atau 5052, 6060 memberikan potensi kekuatan yang lebih tinggi melalui pengerasan presipitasi sambil mempertahankan ketahanan korosi yang kompetitif, meskipun paduan 5xxx tetap memiliki ketahanan korosi laut yang lebih baik dalam lingkungan yang kaya klorida. Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas yang sangat mirip seperti 6061 atau 6063, 6060 sering dipilih untuk kualitas permukaan ekstrusi dan kontrol dimensi meskipun kekuatan puncak yang dapat dicapai lebih rendah daripada 6061; pilih 6060 ketika kemampuan ekstrusi dan estetika anodisasi lebih penting daripada kebutuhan kekuatan maksimum.

Ringkasan Penutup

Paduan 6060 tetap menjadi pilihan aluminium yang relevan dan praktis untuk profil ekstrusi dan aplikasi beban sedang karena kombinasi kemudahan ekstrusi yang baik, kualitas permukaan, ketahanan korosi, serta respons pengerasan umur yang dapat diprediksi. Sifat-sifat yang seimbang menjadikannya solusi yang efisien secara biaya untuk tugas arsitektur, finishing otomotif, dan fabrikasi umum di mana kemampuan pembentukan dan hasil akhir sama pentingnya dengan performa mekanik.