Aluminium 7034: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Lengkap

7034 adalah paduan aluminium seri 7xxx, yang termasuk dalam keluarga Al-Zn-Mg(-Cu) yang memiliki kekuatan tinggi dengan seng sebagai unsur paduan utama. Penamaannya menunjukkan sistem pengerasan presipitasi Zn–Mg–Cu yang dirancang untuk menghasilkan kekuatan luluh dan tarik yang lebih tinggi dibandingkan dengan keluarga 1xxx–6xxx, sambil mempertahankan rasio kekuatan terhadap berat yang baik.

Pengerasan pada 7034 dicapai terutama melalui perlakuan panas pelarutan, pendinginan cepat (quenching) dan penuaan buatan (artificial aging) untuk membentuk presipitat halus tipe η (MgZn2); mekanisme pengerasan secara termal tipe T ini menghasilkan kekuatan spesifik tinggi namun menimbulkan sensitivitas terhadap siklus termal dan korosi lokal. Karakteristik khas meliputi kekuatan statis tinggi pada temper puncak, retensi sifat mekanik sedang sampai rendah dalam kondisi las as-welded, kemampuan bentuk yang bervariasi tergantung temper, dan ketahanan korosi kelas menengah yang dapat ditingkatkan dengan over-aging dan penambahan mikro-paduan.

Industri yang umum menggunakan paduan seperti 7034 meliputi fitting dan tempa rangka pesawat udara, substruktur dan komponen suspensi otomotif performa tinggi, perangkat keras pertahanan, serta peralatan olahraga khusus yang mengutamakan kekuatan statis dan kekakuan tinggi. Paduan ini dipilih dibanding seri berdaya lebih rendah (3000/5000/6000) ketika desain memerlukan pengurangan penampang, penghematan berat, atau tegangan yang diizinkan lebih tinggi, dan dibanding paduan seperti 7075 saat kompromi sedikit kekuatan puncak diterima demi ketangguhan atau ketahanan terhadap stress-corrosion cracking (SCC) yang lebih baik.

7034 dipilih saat engineer membutuhkan aluminium yang dapat diperlakukan panas untuk mencapai kekuatan statis tinggi dengan opsi over-aging yang terkontrol guna mengurangi kerentanan terhadap stress-corrosion cracking; paduan ini menempati posisi praktis antara paduan 7xxx berdaya maksimum dan keluarga yang lebih tahan korosi atau lebih mudah dibentuk.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Kondisi annealed penuh untuk bentuk dan machining
H14	Sedang	Sedang	Baik	Baik	Dikeraskan kerja dan sebagian annealed untuk bagian yang dibentuk
T4	Sedang	Sedang	Baik	Baik	Penuaan alami setelah perlakuan pelarutan; kekuatan menengah
T6	Tinggi	Rendah–Sedang	Cukup	Buruk	Perlakuan pelarutan dan penuaan buatan untuk kekuatan puncak
T651	Tinggi	Rendah–Sedang	Cukup	Buruk	T6 dengan pelepasan tegangan melalui peregangan; umum untuk bagian struktural
T73	Sedang–Tinggi	Sedang	Cukup	Buruk	Over-aged untuk meningkatkan ketahanan korosi dan SCC
T76	Sedang	Sedang	Cukup	Buruk	Temper distabilkan untuk performa stress-corrosion yang lebih baik

Temper pada 7034 sangat mengendalikan keadaan presipitat yang secara langsung menentukan kekuatan luluh, ketangguhan dan ketahanan terhadap SCC. Temper puncak seperti T6 dan T651 memaksimalkan sifat tarik namun mengurangi keuletan dan kemampuan bentuk serta meningkatkan kerentanan pada korosi lokal dan retak akibat stress-corrosion cracking.

Temper over-aged seperti T73/T76 menukar sebagian kekuatan puncak demi ketahanan stres-korosi yang lebih baik dan stabilitas jangka panjang; temper annealed dan dikeraskan kerja (O, Hxx) memberikan kemampuan bentuk dan kemudahan machining terbaik namun dengan pengorbanan kekuatan spesifik.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	0.00–0.50	Impuritas khas; mengendalikan perilaku pengecoran/filtrasi
Fe	0.00–0.50	Impuritas, mempengaruhi kandungan partikel intermetalik dan ketangguhan
Mn	0.00–0.20	Efek minor pada paduan 7xxx; dapat membantu struktur butir sedikit
Mg	1.40–2.20	Pasangan penguat utama bersama Zn (membentuk MgZn2)
Cu	1.00–1.80	Menaikkan kekuatan dan kekerasan; meningkatkan sensitivitas SCC bila tinggi
Zn	4.50–5.50	Unsur penguat utama dalam keluarga 7xxx
Cr	0.05–0.25	Mengontrol rekristalisasi dan struktur butir; memperbaiki ketangguhan
Ti	0.00–0.15	Penghalus butir dalam metalurgi cor/ingot
Lainnya (termasuk Zr)	0.00–0.30	Zr sering digunakan untuk mengendalikan pertumbuhan butir dan meningkatkan ketangguhan

Kandungan tinggi Zn dan Mg menetapkan potensi pengerasan presipitasi melalui pembentukan fase η; Cu digunakan untuk menyesuaikan tingkat kekuatan puncak dan morfologi presipitat tetapi harus seimbang karena Cu tinggi meningkatkan kerentanan terhadap korosi antar butir dan SCC. Penambahan krom dan zirconium sengaja dijaga rendah untuk menghambat rekristalisasi, menghaluskan struktur butir dan memberikan perilaku mekanik yang lebih seragam pada ketebalan dan proses yang berbeda. Level impuritas Si dan Fe dikontrol untuk membatasi partikel intermetalik kasar yang merusak ketangguhan dan ketahanan lelah.

Sifat Mekanik

Dalam perilaku tarik, 7034 memperlihatkan perbedaan signifikan antara temper annealed dan puncak-penuaan: paduan menunjukkan peningkatan tajam baik kekuatan tarik maupun luluh setelah perlakuan pelarutan dan penuaan buatan, dengan disertai penurunan elongasi seragam. Rasio luluh-terhadap-tarik khas paduan pengerasan presipitasi, dengan keuletan relatif rendah pada kondisi T6/T651 dan ketangguhan sedang sampai baik pada temper over-aged seperti T73.

Kekerasan mengikuti tren serupa, dengan material annealed yang lunak dan mudah dikerjakan/dibentuk, sedangkan T6 mencapai nilai HB jauh lebih tinggi; kekuatan lelah mendapat manfaat dari presipitat halus dan tersebar merata namun terpengaruh negatif oleh intermetalik kasar dan cacat permukaan. Ketebalan dan ukuran penampang mempengaruhi sifat yang dapat dicapai karena sensitivitas quench—penampang lebih tebal mendingin lebih lambat, menghasilkan presipitat kasar dan kekuatan saat quench rendah kecuali diaplikasikan strategi quench khusus atau mikro-paduan.

Temper dan proses sangat menentukan sensitivitas terhadap takik dan perilaku inisiasi retak lelah; pengendalian finis permukaan, shot-peening, dan pelepasan tegangan pasca perlakuan panas sering diterapkan untuk mengoptimalkan umur lelah komponen kritis.

Sifat	O/Annealed	Temper Kunci (T6/T651)	Catatan
Kekuatan Tarik (MPa)	120–260	480–540	Rentang T6 tergantung penampang dan kimia tepat
Kekuatan Luluh (MPa)	80–220	415–480	Luluh tinggi pada temper puncak, pengerasan kerja meningkatkan YS
Elongasi (%)	20–30	6–12	Keuletan turun seiring kekuatan meningkat
Kekerasan (HB)	35–60	140–165	Kekerasan berkorelasi dengan kondisi penuaan dan keadaan presipitat

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Massa Jenis	2.78 g/cm³	Tipikal untuk paduan Al berkekuatan tinggi; kekuatan spesifik baik
Rentang Leleh	477–635 °C	Rentang solidus/liquidus dipengaruhi oleh penambahan paduan
Konduktivitas Termal	~120–140 W/m·K	Lebih rendah dari Al murni; cukup untuk banyak aplikasi termal
Konduktivitas Listrik	~28–36 %IACS	Turun dibanding Al murni akibat unsur paduan
Kalor Jenis	~0.88 J/g·K	Mendekati nilai aluminium murni pada suhu ruang
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 ×10^-6 /K	Ekspansi linier tipikal mendekati paduan Al lain

Set sifat fisik menegaskan 7034 sebagai logam struktural berdensitas rendah dengan kemampuan penghantaran panas yang wajar dan konduktivitas listrik sedang; karakter ini menguntungkan desain yang sensitif terhadap bobot dan mungkin juga memerlukan pembuangan panas. Konduktivitas termal dan listrik berkurang relatif terhadap aluminium murni karena hamburan solut dan partikel fase kedua, sehingga pengurangan ini harus dipertimbangkan dalam manajemen termal dan aplikasi listrik.

Rentang leleh menunjukkan temperatur pemrosesan aluminium standar untuk peleburan dan pengecoran, sementara jendela pembentukan dan perlakuan panas mengikuti pedoman pemrosesan Al-Zn-Mg-Cu dengan perlakuan pelarutan mendekati batas solidus namun di bawah titik leleh awal.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet	0,5–8 mm	Sensitif terhadap proses rolling dan quenching; keseragaman baik pada ketebalan tipis	O, T4, T6, T651	Umum digunakan untuk panel struktural; ketebalan tipis dapat mencapai kondisi T6 dengan baik
Plate	8–200+ mm	Kekuatan menurun pada bagian yang sangat tebal karena quench	O, T6, T73	Plat yang lebih tebal memerlukan pendinginan terkendali atau proses over-aging
Extrusion	Penampang hingga beberapa ratus mm	Kurang umum dibanding 6xxx; sensitivitas quench membatasi profil besar	T6 (terbatas), O	Ekstrusi dengan penampang besar menantang karena risiko hot cracking
Tube	Diameter luar dari kecil hingga besar	Perilaku serupa ekstrusi; pengelasan sering digunakan untuk fabrikasi	O, T6 (dilas)	Pipa seamless mungkin, namun terbatas oleh kemampuan bentuk paduan
Bar/Rod	Diameter hingga 150 mm	Cocok untuk produk forging dan komponen yang dimachining	O, T6, T651	Digunakan untuk forging dengan kekuatan tinggi dan fitting machining

Bentuk produk yang berbeda memberikan batasan tersendiri terhadap sifat mekanik dan proses yang dapat diterapkan; sheet dan plat tipis mendingin cepat sehingga dapat mencapai properti hampir maksimal pada kondisi T6, sedangkan plat tebal dan ekstrusi dibatasi oleh kecepatan quench dan sering memerlukan over-aging atau kontrol termomekanik untuk menstabilkan sifat. Proses forging dan cold-forming digunakan untuk memperhalus mikrostruktur dan meningkatkan umur lelah, namun operasi ini harus dikombinasikan dengan perlakuan solusi dan aging berikutnya agar tidak terjadi pelunakan atau distorsi yang tidak diinginkan.

Proses pengelasan dan penyambungan biasanya dipilih untuk meminimalkan pelunakan HAZ; jika pengelasan tidak dapat dihindari, desain dan pemilihan kawat las sangat penting untuk menjaga integritas struktural meskipun ada penurunan sifat mekanik lokal.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	7034	USA	Penamaan utama untuk paduan ini dalam daftar Aluminum Association
EN AW	7034	Eropa	Penamaan kimia setara pada standar EN
JIS	A7075 (perkiraan)	Jepang	A7075 tidak identik tetapi merupakan referensi umum untuk keluarga 7xxx berkekuatan tinggi
GB/T	7A04 / 7A09 (perkiraan)	China	Grade seri 7xxx serupa digunakan di China; kesetaraan langsung harus diverifikasi

Perbandingan antar standar sulit karena perbedaan tingkat impuritas yang diizinkan, elemen mikro-paduan, dan rute proses yang umum; meskipun EN AW-7034 secara kimia serupa, grade JIS dan GB/T yang disebutkan adalah analog fungsional perkiraan, bukan kesetaraan kimia yang ketat. Engineer harus memverifikasi sertifikasi pemasok dan analisis kimia spesifik untuk menjamin kesetaraan, serta menyadari bahwa riwayat proses (misalnya metalurgi ingot, perlakuan termo-mekanik) dapat menyebabkan perbedaan performa walaupun komposisi kimia nominal sama.

Ketahanan Korosi

Ketahanan korosi atmosferik untuk 7034 tergolong sedang; permukaan yang dicat atau dilapisi menunjukkan performa baik pada atmosfer urban dan industri, namun paduan tanpa perlindungan akan lebih mudah mengalami pitting dan korosi intergranular dibanding paduan Al-Mg (5xxx). Batas butir yang kaya intermetalik khas paduan tinggi Zn dapat membentuk situs anodic saat terpapar korosi, sehingga perlindungan permukaan dan desain untuk menghindari celah adalah praktik standar.

Dalam lingkungan laut atau yang mengandung klorida, 7034 lebih rentan dibanding paduan seri 5000; kerentanan ini dapat dikurangi dengan spesifikasi temper over-aged (T73, T76) dan protokol finishing permukaan yang ketat. Proteksi katodik dan penghalang polimerik umum dipakai untuk menjaga performa jangka panjang komponen kritikal di lingkungan laut.

Retak korosi tegangan (SCC) adalah perhatian utama untuk paduan 7xxx berkekuatan tinggi: kondisi peak-aged menunjukkan kerentanan tertinggi, sementara over-aging yang terkendali, penurunan kandungan Cu dan penambahan mikro-paduan (Cr, Zr) secara signifikan mengurangi risiko SCC. Interaksi galvanik dengan logam berbeda (misalnya baja, tembaga) signifikan—pemisahan galvanik atau lapisan isolasi diperlukan untuk mencegah pelarutan anodic yang dipercepat pada paduan aluminium.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan
Pengelasan 7034 menantang karena masukan panas membuat daerah HAZ melunak dan meningkatkan risiko hot-cracking pada las fusi; pemilihan kawat las dan perlakuan pra/pasca las sangat penting untuk meminimalkan efek ini. Pengelasan TIG dan MIG dapat dilakukan dengan kawat pengisi 5xxx atau disesuaikan untuk kompatibilitas 7xxx, namun perancang harus mengantisipasi penurunan signifikan sifat mekanik lokal dan potensi peningkatan kerentanan korosi lokal.

Kemampuan Mesin
Kemampuan mesin 7034 dalam kondisi annealed dan temper H baik hingga sangat baik; pada kondisi T6, paduan dapat dimesin dengan baik menggunakan alat carbide yang sesuai dan setup kaku, namun keausan alat meningkat seiring kekerasan kerja. Praktik yang direkomendasikan meliputi penggunaan insert carbide dengan rake positif, pendingin bertekanan tinggi, kecepatan permukaan sedang hingga tinggi, serta chip breakers untuk mengendalikan serpihan bergerigi khas paduan pengerasan presipitasi.

Kemampuan Bentuk
Pembentukan terbaik dilakukan pada kondisi O atau T4—pembentukan dingin pada material T6 biasanya menyebabkan retak atau springback dan umumnya tidak dianjurkan kecuali desain berlebihan. Radius tikungan minimum tipikal untuk sheet pada kondisi T4/O berkisar 1–3× ketebalan material tergantung kondisi tepi, sementara T6 mungkin memerlukan radius 4–6× tebal atau perlakuan annealing sebelum pembentukan.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan yang dapat dilakuan perlakuan panas, 7034 mengikuti siklus perlakuan solusi, quench, dan aging buatan untuk mencapai sifat puncak. Perlakuan solusi biasanya dilakukan pada suhu sekitar 470–485 °C untuk melarutkan fase larut, diikuti oleh quench cepat untuk menjebak solut dalam kondisi supersaturasi; laju quench sangat penting terutama pada bagian tebal agar tidak terbentuk presipitat kasar dan memastikan kemampuan pengerasan.

Jadwal aging buatan bervariasi: aging tipe T6 umum pada 120–125 °C selama 18–24 jam untuk mencapai kekerasan dan kekuatan hampir maksimal, sedangkan siklus over-aging T73/T76 menggunakan suhu aging lebih tinggi atau waktu lebih lama untuk membentuk populasi presipitat yang lebih kasar dan stabil yang mengurangi kerentanan SCC. Penunjukan T651 menunjukkan adanya langkah peregangan pereda tegangan setelah quench sebelum aging untuk meminimalkan distorsi residual.

Performa Suhu Tinggi

7034 mempertahankan sifat mekanik berguna hingga suhu sedang tinggi, namun mengalami penurunan kekuatan signifikan di atas kira-kira 150–175 °C akibat presipitat yang membesar dan larut. Untuk pemakaian berkelanjutan pada suhu tinggi, perancang harus mempertimbangkan paduan yang dirancang khusus untuk stabilitas termal atau menerapkan perlindungan permukaan guna mengurangi oksidasi dan creep.

Ketahanan oksidasi pada suhu kerja khas paduan aluminium karena lapisan Al2O3 yang stabil, namun paparan jangka panjang pada suhu tinggi mempercepat perubahan mikrostruktur pada sistem presipitasi dan dapat menyebabkan pelunakan permanen; daerah HAZ di sekitar las mengalami degradasi sifat yang menonjol saat terpapar siklus termal.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 7034
Aerospace	Fitting dan forging	Kekuatan statis tinggi terhadap bobot dan performa lelah baik pada temper yang dioptimalkan
Otomotif	Komponen suspensi dan part chassis	Kekuatan tinggi untuk pengurangan ketebalan bagian dan peningkatan NVH saat diberi perlakuan fatigue
Maritim	Bracket struktural dan outrigger	Kekuatan baik dengan over-aging dan perlindungan permukaan yang tepat
Elektronika	Panel struktural dan housing	Keseimbangan konduktivitas termal dan kekakuan untuk enclosure ringan

7034 umum dipilih untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan statis tinggi, stabilitas dimensi ketat, dan performa lelah baik setelah perlakuan panas dan finishing permukaan yang sesuai. Kemampuan menyesuaikan sifat melalui pilihan temper (peak aging versus over-aging) memungkinkan perancang memprioritaskan kekuatan maksimal atau ketahanan korosi dan SCC yang lebih baik sesuai kebutuhan layanan.

Wawasan Pemilihan

Pilih 7034 saat parameter desain menuntut kekuatan spesifik tinggi dengan kemampuan menyesuaikan ketahanan korosi jangka panjang melalui pengendalian temper; sangat berguna bila pengurangan bobot memberikan manfaat pada tingkat sistem. Pertimbangkan pertukaran biaya dan ketersediaan—7034 bisa lebih mahal dan kurang tersedia untuk ekstrusi besar dibandingkan paduan seri 6xxx, serta pengelasan atau perbaikan las memerlukan prosedur khusus.

Dibandingkan aluminium murni komersial (1100), 7034 menawarkan kekuatan dan kekakuan jauh lebih tinggi untuk