Aluminium 6070: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Tinjauan Komprehensif

Paduan aluminium 6070 merupakan anggota dari seri 6xxx yang ditandai dengan magnesium dan silikon sebagai unsur paduan utamanya. Kombinasi paduan pada 6070 menjadikannya termasuk komposisi yang dapat diperlakukan panas dan keras dengan penuaan buatan, yang merespon perlakuan larutan dan penuaan buatan untuk mengembangkan kekuatan yang bermanfaat sekaligus mempertahankan kemampuan ekstrusi dan hasil permukaan yang baik.

Mekanisme penguatan utama pada 6070 adalah pengerasan via presipitasi melalui pembentukan Mg2Si (magnesium silisida) selama siklus penuaan terkontrol. Hal ini memberikan 6070 kombinasi kekuatan sedang hingga tinggi, daktilitas baik pada temper yang lebih lunak, serta respon termal yang dapat diprediksi sehingga menarik untuk ekstrusi struktural dan komponen yang diproses mesin.

Sifat penting 6070 meliputi rasio kekuatan terhadap berat yang baik, ketahanan korosi yang kompeten di lingkungan atmosfer, dan kemampuan las yang baik jika digunakan logam pengisi serta perlakuan pasca las yang sesuai. Kemampuan bentuk pada kondisi annealed dan work-hardened sebagian cukup kuat, memungkinkan operasi bending dan drawing; namun, temper usia puncak mengurangi daktilitas dan perlu diperhatikan untuk operasi pembentukan.

Industri utama yang menggunakan 6070 antara lain otomotif (komponen struktural dan sasis), rel dan transportasi massal (bingkai ekstrusi), mesin industri (profil dan fitting), serta beberapa aplikasi kelautan di mana diperlukan keseimbangan kekuatan, kemudahan fabrikasi, dan performa korosi. Insinyur memilih 6070 saat membutuhkan paduan seri 6xxx dengan metalurgi yang ramah ekstrusi serta properti puncak yang kompetitif dan stabilitas dimensi dibandingkan paduan seri 6xxx lainnya.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Keserbagunaan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (20–35%)	Sangat Baik	Sangat Baik	Kondisi annealed penuh untuk pembentukan dan penyambungan
H14	Sedang	Sedang (10–18%)	Baik	Baik	Strain-hardened, dibatasi oleh kemampuan work-hardening
T4	Sedang	Sedang-Tinggi (12–25%)	Baik	Baik	Perlakuan larutan dan penuaan alami; keseimbangan baik antara kemampuan bentuk dan kekuatan
T5	Sedang-Tinggi	Sedang (8–15%)	Cukup-Baik	Baik	Dingin dari pembentukan suhu tinggi dan penuaan buatan
T6	Tinggi	Rendah-Sedang (8–12%)	Terbatas	Baik	Diproses larutan dan penuaan buatan untuk kekuatan puncak
T651	Tinggi	Rendah-Sedang (8–12%)	Terbatas	Baik	Varian T6 dengan relieve tegangan melalui peregangan untuk mengurangi tegangan sisa

Temper pada 6070 mengontrol keadaan presipitasi Mg2Si dan pemulihan mikrostruktur setelah pengerjaan dingin, yang secara langsung memengaruhi respon tarik dan luluh. Perancang memilih temper O atau T4 untuk operasi pembentukan dan T6/T651 untuk komponen struktural jadi dengan kebutuhan stabilitas dimensi dan kekuatan puncak.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.2–0.8	Silikon bergabung dengan magnesium untuk membentuk presipitasi Mg2Si, mengontrol respon pengerasan usia.
Fe	0.05–0.40	Besi merupakan impuritas umum; membentuk intermetallic yang dapat mengurangi daktilitas dan hasil permukaan.
Mn	0.00–0.10	Manganese memperhalus struktur butir dan sedikit meningkatkan kekuatan; biasanya rendah di 6070.
Mg	0.35–0.9	Magnesium adalah elemen penguat utama bersama Si untuk menghasilkan presipitasi Mg2Si.
Cu	0.05–0.25	Kopi terkadang hadir dalam jumlah kecil untuk menyetel kekuatan dan kinetik penuaan, namun Cu tinggi mengurangi ketahanan korosi.
Zn	0.00–0.20	Seng biasanya rendah; Zn tinggi dapat meningkatkan kekuatan namun menambah sensitivitas korosi tegangan.
Cr	0.00–0.10	Kromium membantu mengontrol pertumbuhan butir dan dapat mengurangi rekristalisasi selama perlakuan panas.
Ti	0.00–0.10	Titanium digunakan dalam jumlah jejak sebagai grain refiner untuk meningkatkan sifat mekanik dan kualitas permukaan.
Lainnya	Seimbang hingga 100 (masing-masing ≤0.05)	Penambahan kecil terkontrol dan sisa (misal Zr, V) dapat ada untuk mengoptimalkan properti ekstrusi dan penuaan.

Rasio Mg–Si dan kandungan absolut Mg dan Si menentukan fraksi volume dan koherensi presipitasi yang terbentuk selama penuaan, yang menetapkan kekuatan puncak yang dapat dicapai. Elemen jejak seperti Cr, Ti, dan sejumlah kecil Cu atau Zn digunakan untuk menyesuaikan perilaku rekristalisasi, ukuran butir, dan respon korosi untuk rute proses dan aplikasi spesifik.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik 6070 khas paduan 6xxx yang dapat diperlakukan panas: menunjukkan peningkatan signifikan dalam kekuatan luluh dan tarik dengan penuaan buatan, yang diikuti penurunan daktilitas. Pada kondisi annealed atau T4, paduan menunjukkan elongasi seragam yang baik dan penyerapan energi yang cocok untuk pembentukan dan manajemen energi tumbukan; pada kondisi puncak T6/T651 paduan memberikan kekakuan dan kapasitas beban lebih tinggi dengan elongasi menurun.

Kekuatan luluh dan tarik sensitif terhadap ketebalan penampang dan riwayat termal; ekstrusi tipis atau profil canai dapat mencapai properti dekat puncak lebih cepat dibanding plat tebal karena pendinginan lebih cepat dan perlakuan panas lebih merata. Kekerasan berkorelasi dengan kondisi presipitasi dan menjadi indikator praktis kekuatan selama kontrol proses; overaging akan menurunkan kekerasan dan kekuatan tarik tapi dapat meningkatkan ketangguhan dan mengurangi kerentanan retak korosi tegangan.

Ketahanan lelah 6070 pada kondisi puncak sedang dan menguntungkan dari hasil permukaan halus, tegangan sisa terkontrol, serta perlakuan peening atau relieve tegangan yang tepat. Kehadiran partikel intermetallic (fase kaya besi) dapat menjadi titik inisiasi retak lelah, sehingga pengendalian tingkat impuritas dan parameter ekstrusi penting untuk aplikasi siklus tinggi.

Sifat	O/Annealed	Temper Kunci (mis. T6/T651)	Catatan
Kekuatan Tarik	100–150 MPa	250–320 MPa	Rentang luas mencerminkan ukuran penampang dan perlakuan penuaan; nilai yang dicantumkan adalah rentang teknik tipikal.
Kekuatan Luluh	40–70 MPa	200–280 MPa	Kekuatan luluh sangat bergantung pada temper dan pengerjaan dingin sebelumnya; T651 memberikan kondisi tegangan sisa yang lebih baik.
Elongasi	20–35%	8–12%	Daktilitas menurun seiring peningkatan kekuatan; elongasi juga bergantung pada ketebalan penampang.
Kekerasan	30–60 HB	80–120 HB	Kekerasan mengikuti sifat tarik; penting untuk QC selama penuaan dan fabrikasi.

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Densitas	~2.70 g/cm³	Densitas paduan aluminium tipikal; berguna untuk perhitungan massa dan kekakuan.
Rentang Leleh	~555–650 °C	Rentang solidus–liquidus bervariasi dengan paduan dan impuritas; menyediakan jendela proses untuk pengecoran dan pengelasan.
Konduktivitas Termal	~130–160 W/m·K	Lebih rendah dari aluminium murni karena paduan; masih baik untuk aplikasi pembuangan panas.
Konduktivitas Listrik	~28–38 %IACS	Menurun dari Al murni oleh paduan; dapat diterima untuk komponen struktural-listrik gabungan.
Kalor Spesifik	~0.88–0.92 J/g·K	Tipikal untuk paduan aluminium; relevan untuk analisis termal transien.
Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Koefisien ekspansi termal mirip paduan Al–Mg–Si lain; penting untuk toleransi perakitan.

Sifat fisik membuat 6070 menarik untuk aplikasi yang membutuhkan bobot ringan dipadukan dengan konduktivitas termal yang wajar, seperti pada bagian struktural pembuangan panas. Koefisien ekspansi termal yang relatif tinggi harus diperhitungkan untuk perakitan dengan material berbeda guna menghindari perubahan dimensi atau tegangan selama siklus suhu.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0,5–6 mm	Seragam sepanjang ketebalan saat digulung dingin	O, T4, T5, T6	Umum untuk panel, pelat penutup, dan bagian cetakan dangkal
Pelat	6–50+ mm	Dapat menunjukkan homogenitas lebih rendah pada bagian tebal	O, T4, T6	Bagian tebal memerlukan perlakuan panas yang disesuaikan untuk penuaan seragam
Ekstrusi	Tergantung profil (web tipis sampai tulang rusuk tebal)	Sering diperlakukan panas setelah ekstrusi untuk mencapai T5/T6	T5, T6, T651	Sering digunakan untuk penampang kompleks dan kerangka
Tabung	Ø 10–200+ mm	Metode pengelasan atau ekstrusi memengaruhi struktur butir	O, T4, T6	Digunakan untuk pipa struktural dan manifold hidrolik
Batang/Batang Bulat	Ø 3–100 mm	Kelabilan mesin bervariasi dengan temper; batang ditarik bisa lebih kuat	O, H14, T6	Stok untuk komponen mesin dan pengikat

Lembaran dan ekstrusi adalah bentuk produk dominan untuk 6070, dengan ekstrusi memanfaatkan kimia paduan yang ramah ekstrusi untuk profil panjang dan kompleks. Pelat dan bagian tebal memerlukan pemrosesan termal yang cermat untuk memastikan pelarutan dan penuaan seragam sepanjang ketebalan, sedangkan batang/batang bulat dipilih untuk komponen yang memerlukan pengerjaan mesin atau pekerjaan dingin selanjutnya.

Setara Grade

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6070	USA	Penamaan ANSI/AA untuk paduan komersial; referensi utama pada lembar data pemasok.
EN AW	6070	Eropa	Penamaan EN AW-6070 umum digunakan untuk profil ekstrusi dan produk tempa.
JIS	—	Jepang	Tidak ada padanan 1:1 di JIS; setara dengan beberapa paduan Al–Mg–Si tempa yang dipakai untuk ekstrusi.
GB/T	—	Tiongkok	Tiongkok mungkin mencantumkan setara dekat dalam keluarga paduan Al–Mg–Si, biasanya sesuai komposisi dan temper.

Perbedaan halus antar standar regional dapat muncul akibat tingkat kemurnian yang diizinkan berbeda, temper yang ditentukan, dan persyaratan pengujian. Saat substitusi antar standar, engineer harus memverifikasi batas komposisi, kebutuhan sifat mekanik pada temper tertentu, serta protokol perlakuan panas atau pengujian yang diwajibkan.

Ketahanan Korosi

Dalam lingkungan atmosfer, 6070 menunjukkan ketahanan korosi khas paduan seri 6xxx, memberikan ketahanan baik terhadap oksidasi umum dan pitting pada kondisi layanan normal. Kehadiran Mg dan Si membentuk lapisan oksida pelindung yang stabil yang membatasi laju korosi seragam; namun, serangan lokal dapat dimulai pada kerusakan mekanik atau di lokasi dengan partikel intermetalik.

Paparan laut mempercepat tantangan korosi; meskipun 6070 bekerja cukup baik di atmosfer dengan salinitas ringan, perendaman jangka panjang atau zona cipratan dapat memicu pitting dan korosi celah jika pelapis pelindung atau anodizing tidak diterapkan. Perlakuan permukaan yang tepat, pelapis anodik, dan isolasi katodik dari material lebih mulia adalah strategi mitigasi umum untuk aplikasi kelautan.

Kerentanan terhadap retak akibat korosi tegangan (SCC) pada paduan Mg–Si yang dapat diperlakukan panas adalah sedang dan cenderung meningkat dengan temper kekuatan tinggi serta adanya tegangan residu tarik. Interaksi galvanik dengan baja tahan karat dan paduan tembaga bisa signifikan karena potensial elektrokimia aluminium; lapisan isolasi atau perlindungan katodik korban sering diperlukan pada rakitan logam campuran.

Dibandingkan dengan paduan seri 5xxx (Al–Mg), 6070 umumnya memiliki ketahanan SCC bawaan sedikit lebih rendah dalam kondisi penuaan puncak tetapi menawarkan kekuatan dan hasil permukaan lebih baik. Dibandingkan dengan seri 2xxx (Al–Cu), 6070 memberikan ketahanan korosi superior namun kekuatan tarik akhirnya lebih rendah, sehingga menjadi pilihan tepat bila performa korosi dan kemudahan fabrikasi yang diutamakan.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

6070 dapat dilas dengan baik menggunakan proses pengelasan fusi umum seperti TIG dan MIG dengan menggunakan kawat pengisi yang sesuai dirancang untuk paduan Al–Mg–Si. Pengisi yang direkomendasikan biasanya 4043 (Al–Si) atau 5356 (Al–Mg) tergantung kebutuhan kekuatan, keuletan, dan pertimbangan korosi; 4043 memberikan fluiditas dan kecenderungan retak panas lebih rendah, sedangkan 5356 menghasilkan kekuatan lebih tinggi pada hasil las. Risiko retak panas sedang untuk paduan 6xxx; pengendalian desain sambungan, pengekangan, input panas, dan pemilihan pengisi mengurangi risiko retak saat pembekuan. Pelunakan zona terpengaruh panas (HAZ) terjadi lokal pada temper penuaan puncak, sehingga penuaan buatan pasca las atau peluruhan tegangan mekanis mungkin diperlukan untuk mengembalikan sifat seragam.

Kelabilan Mesin

Kelabilan mesin 6070 sesuai dengan paduan Al–Mg–Si tempa biasanya dan umumnya dari baik hingga sangat baik pada temper anil dan penuaan parsial. Peralatan karbida dengan sudut pahat positif, baja kecepatan tinggi, atau alat berlapis PVD berfungsi baik pada kecepatan potong sedang sambil mempertahankan hasil akhir; kecepatan permukaan yang direkomendasikan sering berkisar antara 200–600 m/min tergantung geometri alat dan pendinginan. Serpihan cenderung kontinu dan mudah dibentuk; pembuangan serpihan dan kontrol laju pakan harus diperhatikan untuk mencegah pembentukan tepi terbentuk dan memastikan stabilitas dimensi. Untuk bagian dengan toleransi ketat, pemesinan akhir dalam kondisi T4 diikuti penuaan dapat mengontrol distorsi.

Kemampuan Bentuk

Kemampuan bentuk pada temper O dan T4 sangat baik, memungkinkan pembengkokan dengan radius dalam relatif kecil dan operasi stamping konvensional tanpa retak berlebihan. Untuk bagian yang ditarik atau cetakan dalam, penggunaan temper anil atau penuaan ringan dan langkah pembentukan progresif menjaga integritas permukaan dan kemampuan bentuk. Rekomendasi radius bengkok biasanya mengikuti rasio R/t yang mirip dengan paduan 6xxx lain; bengkok tajam pada temper penuaan puncak sering memerlukan pra-pemanasan atau peluruhan tegangan paska pembentukan. Pengerjaan dingin meningkatkan kekuatan melalui pengerasan regangan namun mengurangi keuletan, sehingga perancang harus merencanakan urutan pembentukan yang mempertahankan pembentukan akhir pada temper lebih lunak bila memungkinkan.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan seri 6xxx yang dapat diperlakukan panas, 6070 merespons secara prediktif terhadap perlakuan pelarutan, quenching, dan penuaan buatan untuk mengembangkan kekuatan melalui presipitasi terkontrol. Suhu perlakuan pelarutan biasanya antara 510–540 °C untuk melarutkan Mg2Si ke dalam larutan padat, diikuti pendinginan cepat untuk mempertahankan larutan padat jenuh berlebihan. Penuaan buatan berikutnya pada rentang suhu 160–200 °C mendorong presipitasi terkontrol partikel halus Mg2Si yang meningkatkan kekuatan sampai nilai puncak.

Transisi temper mengikuti pola klasik seri 6xxx: T4 menunjukkan perlakuan pelarutan dan penuaan alami, T5 berarti pendinginan dari suhu tinggi diikuti penuaan buatan, dan T6 melambangkan perlakuan pelarutan dan penuaan buatan hingga kondisi puncak stabil. Overaging pada suhu lebih tinggi atau waktu lebih lama akan memperbesar presipitat, menurunkan kekuatan tetapi meningkatkan ketangguhan dan mengurangi kerentanan terhadap retak korosi tegangan. Untuk komponen kritis, jendela proses pelarutan dan penuaan harus divalidasi dengan pengujian kekerasan dan tarik untuk menjamin rentang sifat yang ditargetkan.

Untuk rute pemrosesan non-perlakuan panas seperti pengerjaan dingin, 6070 dapat dikeraskan regangan (temper garis H), namun kekuatan maksimal yang dicapai via pengerasan kerja lebih rendah dibandingkan kekuatan puncak presipitasi; karena itu perlakuan panas tetap rute utama untuk aplikasi kekuatan tinggi. Anil penuh mengembalikan paduan ke keadaan rekristalisasi yang lunak cocok untuk operasi pembentukan.

Kinerja pada Suhu Tinggi

6070 menunjukkan penurunan kekuatan progresif dengan peningkatan suhu, serupa paduan Al–Mg–Si lain, dengan kekakuan struktural dan kapasitas dukung beban yang berguna umumnya terbatas pada suhu layanan di bawah sekitar 150–175 °C. Di atas suhu ini, kestabilan partikel halus Mg2Si menurun, menyebabkan pelunakan dan penurunan kekuatan luluh; paparan jangka panjang pada suhu tinggi dapat mempercepat efek overaging dan pembesaran presipitat.

Oksidasi pada suhu layanan khas minimal karena lapisan oksida aluminium pelindung; namun paparan suhu tinggi lama dalam atmosfer pengoksidasi dapat memengaruhi hasil permukaan dan stabilitas dimensi. Di zona las, overaging HAZ merupakan perhatian utama saat terjadi lonjakan suhu tinggi selama fabrikasi; perancang harus mempertimbangkan perlakuan panas pasca las atau batas tegangan yang konservatif untuk kenaikan suhu layanan.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Mengapa 6070 Digunakan
Otomotif	Rel chassis ekstrusi, cross-member	Sifat ekstrusi yang baik, keseimbangan kekuatan dan pengurangan berat
Kelautan	Profil struktural dan rangka	Ketahanan korosi yang memadai dengan pelapisan yang tepat dan kemudahan fabrikasi yang baik
Aerospace	Fitting sekunder, anggota struktural interior	Rasio kekuatan terhadap berat yang menguntungkan dan respon perlakuan panas yang dapat diprediksi
Elektronik	Rangka penyebar panas struktural	Kombinasi kekuatan mekanik dan konduktivitas termal untuk enclosure dan dudukan

6070 digunakan ketika kombinasi kemampuan ekstrusi, kualitas finishing, dan kekuatan setelah pengerasan usia memungkinkan pembuatan profil kompleks yang juga siap untuk mesin CNC atau pengelasan. Keseimbangan sifat fisik dan mekanisnya membuatnya pilihan serbaguna untuk aplikasi struktural dan fabrikasi tingkat menengah.

Wawasan Pemilihan

Pilih 6070 ketika Anda memerlukan paduan Al–Mg–Si yang dapat diperlakukan dengan perlakuan panas, menawarkan kemampuan ekstrusi yang baik, finishing permukaan yang halus, dan jalur yang dapat diprediksi menuju kekuatan puncak tanpa biaya lebih tinggi atau kesulitan pengerjaan dari paduan 2xxx atau 7xxx yang memiliki kekuatan tinggi. Paduan ini sangat cocok untuk ekstrusi panjang dan profil struktural yang membutuhkan perlakuan panas pasca pembentukan.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (misalnya, 1100), 6070 menukar sedikit konduktivitas listrik dan termal serta kemampuan bentuk yang sedikit berkurang dengan peningkatan kekuatan luluh dan kekuatan tarik yang jauh lebih tinggi. Dibandingkan dengan paduan kerja keras umum seperti 3003 atau 5052, 6070 memberikan kekuatan puncak yang lebih baik setelah pengerasan usia dengan mengorbankan ketahanan korosi yang sedikit lebih rendah pada kondisi laut tertentu dan proses termal yang lebih kompleks.

Dibandingkan dengan paduan yang diperlakukan panas umum seperti 6061 atau 6063, 6070 dapat menjadi pilihan saat profil ekstrusi tertentu, finishing permukaan, atau kinetika pengerasan usia yang sedikit berbeda diperlukan; paduan ini mungkin menawarkan kemampuan ekstrusi atau tampilan permukaan yang lebih baik untuk beberapa profil meskipun memberikan kekuatan puncak yang serupa atau sedikit lebih rendah, sehingga pemilihan sering bergantung pada ketersediaan pemasok dan kontrol proses spesifik.

Ringkasan Penutup

Aluminium 6070 tetap menjadi paduan seri 6xxx yang relevan bagi para engineer yang mencari titik tengah antara kemampuan bentuk, kemampuan ekstrusi, dan kekuatan setelah pengerasan usia untuk profil struktural dan komponen fabrikasi. Perilaku pengerasan presipitasi yang dapat diprediksi, ketahanan korosi yang memadai, dan kompatibilitas dengan teknik fabrikasi standar menjadikannya pilihan praktis di berbagai aplikasi otomotif, kelautan, dan industri di mana kinerja seimbang dan kemampuan produksi menjadi kunci.