Aluminium 7072: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

Alloy 7072 termasuk dalam keluarga paduan aluminium seri 7xxx dan paling tepat digambarkan sebagai paduan pelapis aluminium-zink yang dikembangkan untuk memberikan perlindungan korosi yang ditingkatkan pada substrat seri 7xxx yang memiliki kekuatan tinggi. Berbeda dengan paduan struktural utama seri 7xxx (seperti 7075), 7072 diproduksi dengan komposisi kimia yang disesuaikan untuk ketahanan korosi permukaan dan kemampuan bentuk, bukan untuk kekuatan bulk yang tinggi.

Elemen paduan utama dalam 7072 adalah zink pada tingkat sedang, sedangkan sisanya pada dasarnya adalah aluminium murni komersial dan tambahan jejak elemen seperti silikon, besi, serta sisa magnesium dan tembaga dalam jumlah kecil. Paduan ini tidak dirancang untuk pengerasan presipitasi pada substrat; 7072 sebenarnya tidak dapat perlakuan panas dalam arti memberikan respons pengerasan umur yang signifikan dan sebagai gantinya mengandalkan kemurnian metalurgi dan temper yang dapat dikerjakan secara dingin untuk mengendalikan perilaku mekanis.

Ciri utama 7072 meliputi ketahanan korosi atmosfer dan laut yang sangat baik saat digunakan sebagai lapisan pelapis, kemampuan bentuk yang tinggi dalam kondisi annealed, hasil permukaan yang sangat bagus dan kemampuan brazing yang baik, serta kemampuan las yang umumnya sangat baik sebagai logam aluminium; namun, paduan ini memiliki kekuatan tarik intrinsik yang relatif rendah dibandingkan dengan paduan struktural yang dapat perlakuan panas. Industri dan sektor produk khas meliputi pelapis aerospace untuk plat dan lembaran struktural seri 7xxx, panel struktural di lingkungan laut dan pesisir, pelapis arsitektural, serta aplikasi listrik dan termal tertentu di mana permukaan aluminium yang bersih diperlukan.

Para engineer memilih 7072 terutama ketika perlindungan korosi pada substrat berkekuatan tinggi diperlukan tanpa mengubah respons mekanis inti paduan secara signifikan; paduan ini dipilih dibandingkan metode pelapis atau coating lain karena memiliki ikatan metalurgi yang baik dengan inti seri 7xxx, mempertahankan kinerja kelelahan lebih baik dibandingkan banyak coating organik, dan menyediakan lapisan permukaan yang duktile dan dapat berkorban yang tahan terhadap pitting dan eksfoliasi.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (>20%)	Istimewa	Istimewa	Telah di-anneal penuh, duktibilitas maksimum untuk pelapis dan pembentukan
H12	Rendah–Sedang	Sedang (10–18%)	Sangat Baik	Sangat Baik	Kerja dingin ringan; mempertahankan kemampuan bentuk yang baik untuk bentuk kompleks
H14	Sedang	Sedang (8–15%)	Baik	Sangat Baik	Temper kerja dingin komersial khas untuk lembaran berlapis
H18	Sedang–Tinggi	Lebih Rendah (5–10%)	Cukup	Baik	Kekuatan lebih tinggi akibat kerja dingin, kemampuan bentuk berkurang
H24	Sedang	Sedang	Baik	Baik	Temper keras terstabilkan melalui anneal parsial setelah kerja
T6	Tidak berlaku	T/A	Buruk	T/A	7072 bukan paduan pengerasan presipitasi; T6 umumnya tidak digunakan

Temper 7072 didominasi oleh rute anneal dan pengerasan regangan, bukan siklus pengerasan umur. Temper O menawarkan kemampuan bentuk terbaik dan paling umum untuk operasi pelapisan, sedangkan temper seri H digunakan jika diinginkan sedikit penguatan pelapis dengan mengorbankan duktibilitas.

Dalam praktiknya, ketebalan pelapis dan temper paduan inti saling berinteraksi: lapisan pelapis tipis dalam kondisi O memberikan konformabilitas luar biasa selama pembentukan downstream dari inti 7xxx, sedangkan temper H yang lebih keras dapat mengurangi risiko patah permukaan selama penggilingan dan penanganan namun dapat mengurangi efektivitas perlindungan korosi yang bersifat pengorbanan.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.25	Impuritas; mengendalikan perilaku pengecoran/penggilingan dan inklusi
Fe	≤ 0.40	Sisa; mempengaruhi struktur butir dan dispere
Cu	≤ 0.05	Dipertahankan rendah untuk menghindari aktivitas anod lokal dengan pelapis
Mn	≤ 0.10	Impuritas minor; sedikit memengaruhi pemurnian butir
Mg	≤ 0.15	Sangat rendah; tidak dimaksudkan untuk pengerasan umur
Zn	0.6–1.3	Elemen paduan utama yang sengaja ditambahkan untuk mengatur perilaku korosi
Cr	≤ 0.05	Jejak; membatasi rekristalisasi di beberapa temper
Ti	≤ 0.05	Tambahan pemurni butir mungkin ada pada produk cor
Lainnya	Keseimbangan Al, masing-masing ≤ 0.05 total	Elemen sisa dan jejak sesuai spesifikasi

Komposisi 7072 berfokus pada pencapaian matriks aluminium dengan kemurnian tinggi dan kandungan zink terkendali yang cukup untuk mengubah elektrokimia permukaan tetapi cukup rendah agar tidak menimbulkan pengerasan umur signifikan atau kerapuhan hidrogen. Jejak besi dan silikon dikelola untuk mengurangi intermetalik kasar yang dapat menurunkan kualitas permukaan dan umur kelelahan.

Karena paduan ini digunakan terutama sebagai pelapis pengorbanan atau pelindung, komposisinya dioptimalkan untuk membentuk oksida yang stabil dan melekat serta meminimalkan perbedaan potensi galvanik dengan inti umum; kadar tembaga dan magnesium yang minimal membantu menghindari pasangan anod/kathod lokal yang dapat mempercepat korosi.

Sifat Mekanis

Sebagai paduan pelapis, 7072 menunjukkan kekuatan tarik dan luluh yang lebih mendekati aluminium murni komersial dibandingkan paduan struktural seri 7xxx; kurva tariknya ditandai dengan luluh rendah, kekuatan tarik maksimum sedang, dan elongasi seragam yang baik dalam kondisi annealed. Temper O biasanya menunjukkan duktibilitas tertinggi dan luluh terendah, sehingga cocok untuk operasi pembentukan yang berat. Kerja dingin ke temper H meningkatkan nilai luluh dan tarik melalui pengerasan regangan sementara mengurangi elongasi dan ketangguhan notch secara moderat.

Kekerasan 7072 rendah pada fase O dan meningkat dengan kerja dingin seri H; pembacaan Vickers atau Rockwell khas berada dalam rentang paduan aluminium lunak dan tidak sebanding dengan nilai tinggi pada aluminium aerospace yang dimurnikan melalui perlakuan panas. Kinerja kelelahan 7072 sebagai pelapis tipis sangat bergantung pada kondisi substrat dan ikatan efektif; pelapis yang duktile dan terikat baik dapat meningkatkan resistensi inisiasi fatigue akibat pitting tetapi kontribusinya terhadap daya angkut beban bulk sangat kecil. Ketebalan lapisan pelapis mengendalikan kontribusi mekanisnya: foil tipis memberi perlindungan permukaan dengan efek kekuatan yang dapat diabaikan, sementara pelapis yang lebih tebal dapat sedikit meningkatkan kekakuan penampang namun tetap secara mekanis subordinat terhadap paduan inti.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (H14)	Catatan
Kekuatan Tarik	60–120 MPa	90–150 MPa	Kekuatan tarik meningkat dengan kerja dingin; nilai bergantung pada ketebalan dan proses
Kekuatan Luluh	25–50 MPa	55–95 MPa	Luluh rendah pada O; temper H mendekati rentang tengah luluh aluminium
Elongasi	20–35%	8–18%	Kondisi annealed memberikan elongasi seragam tinggi untuk pembentukan
Kekerasan	25–40 HV	35–55 HV	Kekerasan absolut rendah dibandingkan paduan struktural yang diperlakukan panas

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Density (Massa Jenis)	2.70 g/cm³	Tipe untuk paduan aluminium; berguna untuk perhitungan berat
Rentang Leleh	643–658 °C	Interval leleh sempit; solidus dekat aluminium murni
Konduktivitas Termal	~210 W/m·K	Agak di bawah aluminium murni karena paduan; tinggi untuk pembuangan panas
Konduktivitas Listrik	~30–40 % IACS	Lebih rendah dibanding aluminium murni akibat Zn dan impuritas sisa
Kalor Jenis	~900 J/kg·K	Tipe untuk paduan aluminium di rentang suhu sedang
Ekspansi Termal	23.5–24.5 µm/m·K	Koefisien ekspansi termal mirip dengan paduan aluminium lain

Set sifat fisik ini menegaskan kelayakan 7072 di mana permukaan yang ringan, konduktif, dan termal yang patuh diinginkan; nilai konduktivitas membuatnya dapat digunakan dalam aplikasi perpindahan panas dan kontak listrik di mana pelapis juga harus melindungi terhadap korosi. Perlu dicatat bahwa ekspansi termal hampir sama dengan paduan inti aluminium umum, sehingga meminimalkan tegangan antarmuka akibat pemuaian termal selama pemakaian dan siklus suhu.

Angka leleh dan konduktivitas termal relevan untuk proses pengolahan: perilaku penempaan, brazing, dan pengelasan dipengaruhi oleh konduktivitas termal yang relatif tinggi serta rentang leleh yang sempit dan dekat dengan aluminium murni.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0.1–5.0 mm	Lapisan permukaan tipis dengan kekuatan rendah	O, H14, H18	Format paling umum untuk cladding pada lembaran dan plat seri 7xxx
Plat	5–50 mm (ketebalan cladding 0.05–0.5 mm)	Perlindungan permukaan; efek minimal pada kekuatan inti	O, H12	Digunakan sebagai cladding pada plat struktural di industri dirgantara
Ekstrusi	Penggunaan terbatas, penampang kecil	Kontribusi struktural lebih rendah	O, H14	Jarang; tersedia untuk profil khusus dan overlay
Tabung	Tabung clad dinding tipis	Perlindungan terhadap korosi permukaan	O	Aplikasi khusus untuk conduit tahan korosi
Batang/As	Diameter kecil	Kekuatan massa rendah	O, H14	Biasanya dalam bentuk stok metalurgi atau brazing

Lembaran dan plat tipis adalah bentuk komersial dominan untuk 7072 karena fungsi utama paduan ini adalah untuk perlindungan permukaan bukan struktur massa. Cladding biasanya diproduksi melalui roll bonding, hot rolling, atau continuous casting pada inti seri 7xxx; kualitas ikatan metalurgi antar muka adalah parameter kritis yang dikontrol oleh suhu, reduksi, dan kondisi permukaan.

Bentuk ekstrusi dan batang/as jarang digunakan dan biasanya diperuntukkan bagi aplikasi khusus yang memerlukan permukaan tahan korosi pada profil kecil; produk ini diproduksi dengan kimia dan temper yang terkontrol untuk mempertahankan daktailitas dalam proses pembentukan dan penyambungan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	7072	USA	Penunjukan asosiasi aluminium Amerika untuk paduan cladding
EN AW	7072	Eropa	EN AW-7072 digunakan dalam perdagangan dan standar Eropa untuk cladding
JIS	A7072	Jepang	Penunjukan standar Jepang yang umumnya selaras dalam komposisi dan penggunaan
GB/T	7072	China	Standar China yang sering digunakan untuk cladding dan paduan permukaan

Penunjukan setara antar standar umumnya konsisten karena penggunaan 7072 sebagai paduan cladding menetapkan batasan ketat pada komposisi dan proses. Perbedaan yang ada biasanya pada batas maksimum kandungan pengotor, spesifikasi kualitas permukaan, atau rentang ketebalan cladding yang diperbolehkan, bukan pada metalurgi dasarnya.

Saat pengadaan dari wilayah berbeda, penting untuk membandingkan toleransi unsur seperti besi dan silikon dari standar yang bersangkutan serta memastikan persetujuan untuk kemampuan pengikatan dan ketebalan cladding jika material akan digulung bersama inti struktural.

Ketahanan Korosi

7072 memiliki ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik dan sering dipilih secara khusus karena kemampuannya membentuk lapisan oksida yang kuat yang tahan terhadap pit dan korosi umum baik di lingkungan pedesaan maupun maritim. Saat digunakan sebagai lapisan cladding pada substrat seri 7xxx bertegangan tinggi, material ini bekerja secara korosif-sakrifisial dan menunda pengelupasan serta serangan antarbutir di lingkungan agresif. Kontinuitas permukaan dan ketiadaan cacat sepanjang ketebalan sangat krusial; setiap celah pada cladding dapat mengekspos substrat dan menyebabkan serangan lokal yang dipercepat.

Di lingkungan maritim, 7072 berfungsi baik sebagai lapisan permukaan terbuka, memberikan ketahanan terhadap semprotan garam dan siklus pembasahan yang jika tidak diatasi akan mempercepat pelarutan anodis dari inti bertegangan tinggi. Interaksi galvanik antara 7072 dan inti umum secara umum menguntungkan karena cladding dimaksudkan sedikit anodis relatif ke inti untuk melindungi substrat; namun, perancang harus tetap mempertimbangkan pengencang, bahan pendamping, dan kondisi celah yang bisa memicu korosi lokal.

Risiko retak korosi tegangan (SCC) pada 7072 sendiri sangat kecil karena kekuatannya rendah; perhatian utama SCC adalah pada substrat seri 7xxx yang mendasari, dan cladding 7072 yang kontinu dapat secara signifikan mengurangi kerentanan inti bertegangan tinggi dengan mengendalikan kimia permukaan dan menghambat pembasahan batas butir kaya intermetalik. Dibandingkan dengan paduan keluarga 5xxx dan 6xxx, 7072 memberikan perlindungan sakrifisial superior ketika dipasangkan dengan inti 7xxx, tetapi tidak memberikan keuntungan mekanis seperti keluarga tersebut.

Properti Fabrikasi

Kemudahan Pengelasan

7072 mudah dilas sebagai paduan aluminium, namun proses pengelasan harus mempertimbangkan lapisan cladding yang tipis dan potensi pengenceran dengan material substrat saat digunakan sebagai sistem clad. Dalam pengelasan fusi kombinasi clad/substrat, paduan filler seperti 4043 atau 5356 umum digunakan tergantung kebutuhan daktailitas dan ketahanan korosi; pemilihan harus meminimalkan mismatch galvanik dan menghindari pembentukan intermetalik rapuh. Risiko retak panas rendah pada 7072 sendiri tapi meningkat saat mengelas inti 7xxx bertegangan tinggi karena kerentanannya; prosedur pengelasan yang tepat serta perlakuan pasca las untuk inti mungkin diperlukan untuk memulihkan ketahanan.

Kemudahan Mesin

Pengerjaan mesin 7072 mirip dengan aluminium komersial murni; paduan ini mudah dimachining dengan pembentukan serbuk (chip) yang baik dan gaya potong rendah, walaupun daktailitasnya dapat menghasilkan serbuk panjang dan kontinu pada temper lunak. Alat yang direkomendasikan adalah karbida atau baja kecepatan tinggi dengan kecepatan potong sedang-tinggi dan geometri rake positif; pendingin biasanya digunakan untuk mengontrol edge buildup dan menjaga hasil permukaan. Indeks kemudahan mesin cukup sedang jika dibandingkan dengan paduan aluminium free-cutting yang mengandung timbal atau bismut; 7072 lebih disukai ketika integritas permukaan dan ketahanan korosi diutamakan daripada laju penghilangan material maksimum.

Kemudahan Pembentukan

Kemudahan pembentukan 7072 dalam temper O sangat baik, memungkinkan proses deep drawing, bending, dan stamping kompleks dengan radius lentur kecil asalkan pelumasan dan radius alat yang sesuai digunakan. Rekomendasi radius lentur biasanya mengikuti standar untuk lembaran aluminium lunak—radius dalam minimum sekitar 0.5–1.0× ketebalan untuk banyak operasi—sementara temper H yang lebih tinggi memerlukan radius lebih besar dan mungkin perlu anneal antara tahap untuk menghindari retak permukaan. Respon kerja dingin dapat diprediksi: daktailitas menurun seiring akumulasi regangan dan paduan bisa dianil ulang untuk mengembalikan kemudahan bentuk pada rangkaian pembentukan bertahap.

Perilaku Perlakuan Panas

7072 secara efektif tidak dapat diberi perlakuan panas untuk pengerasan presipitasi; upaya menerapkan siklus larutan dan penuaan yang umum pada paduan struktural 7xxx tidak akan menghasilkan pengerasan umur yang signifikan karena komposisi paduan kekurangan magnesium dan tembaga yang cukup. Perlakuan larutan oleh karena itu bukan jalur efektif untuk memperkuat 7072 dan berisiko menyebabkan distorsi atau pertumbuhan butir berlebihan tanpa manfaat. Transisi penuaan buatan (temper T) bukan standar untuk 7072 dan paduan ini biasanya dikontrol melalui siklus temper mekanis (H) dan anneal (O).

Pengerasan kerja dan anneal adalah kontrol metalurgi utama: pengerjaan dingin meningkatkan kekuatan dan kekerasan melalui akumulasi dislokasi sementara anneal pada suhu yang sesuai (biasanya dalam rentang anneal aluminium murni komersial) menurunkan kekerasan dan mengembalikan daktailitas. Untuk produk clad, jadwal anneal harus diselaraskan dengan substrat agar tidak mengorbankan temper atau sifat mekanik inti struktural.

Kinerja Temperatur Tinggi

7072 kehilangan kekuatan dengan cepat saat temperatur meningkat, serupa dengan aluminium paduan rendah lainnya, dan tidak cocok untuk aplikasi pembawa beban di atas kira-kira 150–200 °C dalam jangka panjang. Oksidasi aluminium pada temperatur tinggi umumnya terbatas pada pembentukan lapisan oksida pelindung, tetapi paparan suhu tinggi yang berkepanjangan dapat mengubah tampilan permukaan dan mengubah ikatan mekanik dengan substrat tertentu. Zona terdampak panas (HAZ) selama pengelasan sistem clad-ke-intidapat secara lokal melembutkan atau membuat rapuh material substrat tergantung komposisi inti; 7072 sendiri tidak mempertahankan kekuatan tinggi temperatur dan tidak dapat melindungi inti yang dikenai beban termal tinggi.

Desain yang membutuhkan kinerja suhu tinggi berkelanjutan harus mempertimbangkan paduan atau sistem pelindung alternatif; jika terjadi lonjakan suhu singkat, 7072 akan mempertahankan stabilitas dimensi dan karakteristik protektif namun tidak memberikan penguatan mekanis.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Mengapa 7072 Digunakan
Aerospace	Clad skins dan plat aluminium untuk panel fuselage dan sayap	Memberikan perlindungan korosi secara pengorbanan dan menjaga kualitas permukaan untuk inti yang berdaya tahan tinggi
Marine	Panel dek, pelapis superstruktur	Ketahanan terhadap atmosfer dan semprotan garam yang sangat baik untuk permukaan yang terekspos
Aerospace/Defense	Fittings dan lapisan tipis	Formabilitas yang baik dan daya rekat untuk lapisan pelindung berbentuk presisi
Elektronik	Permukaan penyebar panas, enclosure	Konduktivitas termal yang tinggi dan hasil akhir tahan korosi
Arsitektur	Panel fasad dan kisi-kisi	Penampilan tahan lama dengan sifat pengerjaan logam yang baik

7072 diminati ketika diperlukan permukaan aluminium berkualitas tinggi di atas substrat struktural yang kuat: ini merupakan pilihan klasik pelapisan untuk melindungi plat aerospace seri 7xxx dan untuk panel marine atau arsitektur dimana penampilan dan ketahanan korosi sangat penting. Dalam banyak kasus, lapisan pelindung tipis memungkinkan desainer memanfaatkan kekuatan inti 7xxx sambil mengurangi degradasi lingkungan tanpa menambah bobot signifikan atau mengubah strategi penyambungan.

Wawasan Pemilihan

Gunakan 7072 saat tujuan utama desain adalah perlindungan korosi dari substrat berdaya tahan tinggi yang dikombinasikan dengan formabilitas dan hasil permukaan yang baik. Ini sangat tepat untuk sistem aerospace dan marine dimana menjaga umur lelah dan menghindari pitting menjadi prioritas, serta diperlukan pengikatan metalurgi dengan inti 7xxx. Biaya dan ketersediaan biasanya menguntungkan karena produksinya terfokus pada bentuk lembar dan plat berlapis untuk rantai pasok yang sudah mapan.

Dibandingkan dengan aluminium komersial murni (1100), 7072 mengorbankan sebagian konduktivitas listrik dan formabilitas mutlak untuk mendapatkan ketahanan korosi yang lebih baik dan kompatibilitas lebih baik sebagai pelapis inti 7xxx; 1100 dapat dipilih jika konduktivitas maksimum atau kemampuan tarik dalam-dalam menjadi syarat utama. Dibandingkan dengan paduan kerja keras seperti 3003 atau 5052, 7072 memiliki kekuatan mekanik intrinsik yang lebih rendah namun menawarkan perlindungan pengorbanan superior ketika digunakan sebagai pelapis pada substrat berdaya tahan tinggi; pilih 3003/5052 ketika kekuatan massa lebih tinggi atau perilaku pembentukan khusus lebih dominan. Dibandingkan dengan paduan struktural yang dapat perlakuan panas seperti 6061/6063, 7072 tidak dapat menyamai kekuatan puncak, tetapi dipilih saat perlindungan korosi permukaan dan kompatibilitas metalurgi dengan inti 7xxx adalah faktor penentu, bukan performa tarik maksimum.

Ringkasan Penutup

Paduan 7072 tetap menjadi material khusus namun esensial dalam rekayasa modern di mana pelapisan aluminium yang protektif dan duktile diperlukan untuk menjaga performa substrat berdaya tahan tinggi. Kombinasi formabilitas yang baik, ketahanan korosi sangat baik, dan kompatibilitas dengan inti seri 7xxx membuatnya tetap relevan dalam aplikasi aerospace, marine, dan arsitektural dimana integritas permukaan dan perlindungan lelah sangat krusial.