Aluminium 7079: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

7079 adalah paduan aluminium tahan panas dengan kekuatan tinggi dari seri 7xxx, yang ditandai dengan seng sebagai elemen paduan utama dan tambahan signifikan magnesium serta tembaga. Paduan ini berada pada ujung spektrum kekuatan tinggi dari aluminium yang dapat dibentuk dan dirancang untuk aplikasi struktural di mana rasio kekuatan terhadap berat menjadi sangat penting.

Paduan ini memperoleh kekuatannya melalui perlakuan panas larutan (solution heat treatment) diikuti oleh penuaan buatan (penguatan presipitasi), menghasilkan presipitat halus MgZn2 dan presipitat yang mengandung tembaga yang menghalangi pergerakan dislokasi. Sifat utama mencakup kekuatan sangat tinggi, ketahanan korosi intrinsik sedang hingga rendah jika dibandingkan dengan paduan 5xxx dan 6xxx, kemampuan las terbatas dalam kondisi penuaan puncak, serta kemampuan pembentukan yang bervariasi dan meningkat saat berada pada temper yang lebih lunak.

Industri yang umumnya menggunakan 7079 meliputi struktur utama dan sekunder dirgantara, barang olahraga berperforma tinggi, komponen pertahanan, serta aplikasi otomotif dan kelautan khusus yang membutuhkan kekuatan statis tinggi. Insinyur memilih 7079 dibandingkan paduan lain saat dibutuhkan kombinasi luar biasa antara kekuatan luluh dan tarik sambil masih mempertahankan kemampuan las atau bentuk dengan kontrol proses, atau ketika perlakuan temper/penuaan tertentu dapat digunakan untuk menyeimbangkan ketahanan terhadap retak korosi tegangan (SCC).

7079 sering dipilih sebagai pengganti 7075 atau 7050 ketika komposisi kimia atau jalur pemrosesan tertentu menghasilkan sifat yang lebih baik melalui ketebalan, atau ketika varian temper tertentu (misalnya, penghamparan terkendali, penuaan berlebih) memberikan kombinasi resistensi retak korosi tegangan dan kekuatan yang diinginkan. Paduan ini dipilih dibandingkan seri 6xxx yang lebih umum ketika kekuatan struktural puncak lebih diprioritaskan daripada konduktivitas atau kemudahan pembentukan.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Pembentukan	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Sangat Baik	Sangat Baik	Sepenuhnya dianil, duktalitas maksimum untuk pembentukan
H12	Rendah-Sedang	Sedang	Baik	Baik	Pengerasan regangan parsial, peningkatan kekuatan terbatas
H14	Sedang	Sedang	Cukup	Cukup	Pengerasan kerja ringan untuk penampang tipis
T5	Sedang-Tinggi	Sedang	Cukup	Buruk (penurunan kekuatan setelah pengelasan)	Didinginkan dari pembentukan bersuhu tinggi dan penuaan buatan
T6	Tinggi	Rendah-Sedang	Buruk	Buruk	Kondisi penuaan puncak, kekuatan tertinggi yang umum
T651	Tinggi	Rendah-Sedang	Buruk	Buruk	Perlakuan panas larutan, relaksasi tegangan dengan peregangan, penuaan buatan
T76	Sedang-Tinggi	Sedang	Cukup	Buruk	Temper penuaan berlebih untuk meningkatkan ketahanan terhadap SCC
H112	Sedang-Tinggi	Sedang	Cukup	Buruk	Temper stabil setelah pemrosesan termal

Pemilihan temper sangat berpengaruh pada sifat mekanik dan ketahanan korosi akhir dari 7079; kondisi O yang dianil memungkinkan pembentukan dan pembengkokan dalam-dalam sedangkan T6/T651 memberikan performa struktural maksimum. Temper penuaan berlebih seperti T76 mengurangi kerentanan terhadap retak korosi tegangan dengan mengorbankan sebagian kekuatan tarik dan luluh, yang membuatnya berharga untuk lingkungan yang keras.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	maks 0.10	Impuritas; jumlah kecil diterima untuk pengecoran, efek pengerasan terbatas
Fe	maks 0.50	Pembentuk intermetal; Fe tinggi menurunkan ketangguhan dan umur lelah
Cu	1.0–2.0	Meningkatkan kekuatan, mempengaruhi perilaku presipitasi dan ketangguhan
Mn	maks 0.30	Dapat memodifikasi struktur butir, penguatan terbatas
Mg	2.0–3.0	Pasangan pengerasan utama bersama Zn membentuk presipitat MgZn2
Zn	6.0–7.5	Elemen penguat utama; mengontrol kimia presipitat dan kekuatan puncak
Cr	0.18–0.35	Kontrol struktur butir dan meningkatkan ketahanan rekristalisasi
Ti	0.10–0.25	Penghalus butir, digunakan dalam jumlah kecil untuk mengontrol ukuran butir coran/batang
Lainnya (masing-masing)	Residu	Elemen jejak dan residu dikontrol untuk mempertahankan ketangguhan dan kemampuan proses

Kinerja 7079 terutama dikendalikan oleh sistem Zn–Mg–Cu; Zn dan Mg bergabung membentuk presipitat penguat utama MgZn2, sedangkan Cu mengubah morfologi presipitat dan menggeser kinetika penuaan. Krom dan titanium ditambahkan dalam jumlah kecil untuk memurnikan struktur butir dan menahan rekristalisasi selama pemrosesan, yang meningkatkan ketangguhan dan sifat melalui ketebalan.

Sifat Mekanik

Dalam tarik, 7079 menunjukkan ketergantungan kuat pada temper dan ketebalan. Dalam kondisi dianil (O), kekuatan tarik relatif rendah dan elongasi tinggi, cocok untuk pembentukan dan pengerjaan dingin. Dalam temper penuaan puncak (T6/T651) kekuatan tarik dan luluh mencapai nilai khas paduan 7xxx berketahanan tinggi namun duktalitas menurun; elongasi biasanya dalam kisaran satu digit hingga angka rendah persen untuk ketebalan struktural.

Kekerasan mengikuti kekuatan dengan peningkatan tajam dari O ke T6; kekerasan khas pada T6 mendekati rentang yang digunakan untuk komponen aluminium struktural dan berkorelasi dengan performa lelah yang umumnya baik pada material yang diproses dengan baik. Perilaku lelah sensitif terhadap finishing permukaan, keadaan tegangan sisa, dan keberadaan partikel intermetal kasar atau porositas yang terbentuk selama pemrosesan; perlakuan shot peening dan perlakuan permukaan biasa digunakan untuk memperpanjang umur lelah.

Ketebalan mempengaruhi baik kekuatan yang dicapai maupun perilaku patah karena efektivitas perlakuan panas dan quenching menurun dengan meningkatnya penampang, dan karena tegangan sisa serta metalurgi melalui ketebalan bervariasi tergantung ukuran penampang. Plat tebal mungkin menunjukkan sifat mekanik lebih rendah dan kerentanan lebih tinggi terhadap eksfoliasi dan korosi antarbuta dibandingkan dengan lembaran tipis.

Sifat	Kondisi O/Dianil	Temper Kunci (misalnya T6/T651)	Catatan
Kekuatan Tarik	200–320 MPa	520–640 MPa	T6 menghasilkan kekuatan tarik puncak; rentang tergantung ketebalan dan kontrol temper
Kekuatan Luluh	90–160 MPa	430–560 MPa	Kekuatan luluh meningkat drastis dengan pengerasan penuaan dan peregangan
Elongasi	12–22%	6–12%	Dianil sangat duktal; kondisi penuaan puncak memiliki duktalitas terbatas untuk pembengkokan
Kekerasan	~50–80 HB	~150–190 HB	Kekerasan berkorelasi dengan kondisi presipitasi dan penuaan berlebih menurunkan kekerasan secara moderat

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2.78–2.82 g/cm³	Tingkat khas untuk paduan Al–Zn–Mg–Cu berketahanan tinggi; nilai tergantung komposisi tepat
Rentang Leleh	~480–640 °C	Rentang solidus/liquidus dipengaruhi oleh Zn/Cu; kontrol termal ketat diperlukan saat pengecoran/pengelasan
Konduktivitas Termal	120–150 W/m·K	Lebih rendah dari aluminium murni; paduan dan presipitat menurunkan konduktivitas
Konduktivitas Listrik	~30–35 %IACS	Menurun dibandingkan aluminium murni karena scatter pelarut dan presipitasi
Kalor Spesifik	~0.88–0.90 J/g·K	Mirip dengan paduan aluminium lain pada suhu kamar
Ekspansi Termal	23–24 x10^-6 /K	Komparabel dengan paduan seri 7xxx lain; penting untuk desain sambungan dengan material berbeda

Sifat fisik 7079 mencerminkan keseimbangan antara matriks aluminium logam dan populasi presipitat yang padat. Konduktivitas termal dan listrik moderat dan menurun seiring bertambahnya paduan dan presipitasi; desainer harus mempertimbangkan pengurangan kemampuan pembuangan panas dibandingkan aluminium murni atau paduan 1xxx/3xxx rendah paduan.

Ekspansi termal dan kalor spesifik mendekati nilai aluminium khas, dan strategi manajemen termal harus memperhitungkan konduktivitas yang lebih rendah saat digunakan untuk aplikasi pembuangan panas atau di lingkungan dengan gradien termal tinggi.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (Plat Tipis)	0,5–6,0 mm	Rentang penuh dari rendah (O) hingga tinggi (T6/T651)	O, T5, T6, T651, T76	Banyak digunakan untuk kulit dan bagian struktural sekunder
Plate (Plat Tebal)	6–150 mm	Kekuatan berkurang pada penampang tebal; sensitif terhadap quenching	T6, T651, T76	Plat tebal memerlukan pemrosesan penampang berat dan quench terkontrol
Ekstrusi	Penampang hingga ~200 mm	Kekuatan longitudinal baik, tergantung temper	T5, T6, T651	Paduan ekstrusi memerlukan cetakan dan quench yang dioptimalkan untuk menghindari ketidakseragaman fase T
Tabung	Diameter khas untuk pipa struktural	Kekuatan mirip dengan plat tipis pada tabung dinding tipis	T5, T6	Pengerjaan cold drawing dan perlakuan panas digunakan untuk sifat akhir
Batang/Bar	Diameter/penampang untuk pengikat dan fitting	Kekuatan aksial tinggi yang dapat dicapai	O, T6	Dapat dimesin dalam kondisi O dan diperkuat maksimal dalam T6 setelah penuaan

Bentuk dan jalur pemrosesan secara signifikan mengubah sifat yang dapat dicapai: ekstrusi dan tabung ditarik mengembangkan tekstur arah kuat yang memengaruhi anisotropi dan perilaku patah. Ketebalan plat menjadi batas praktis untuk memperoleh sifat penuh T6 karena laju pendinginan yang lebih lambat dan peningkatan risiko tegangan sisa akibat quench serta distorsi.

Bentuk produk yang berbeda juga menentukan langkah pemrosesan sekunder: plat sering memerlukan solusi dan penuaan di dalam furnace besar dengan quench dan pelurusan yang hati-hati, sedangkan ekstrusi biasanya diproses penuaan dari kondisi hasil ekstrusi untuk mencapai temper yang diinginkan dengan distorsi minimal.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	7079	USA	Penunjukan utama berdasarkan standar Aluminum Association
EN AW	7079	Europe	Penunjukan EN setara, umum digunakan untuk produk tempa
JIS	A7079	Jepang	Penamaan JIS sesuai dengan spesifikasi kimia dan mekanik AA
GB/T	7079	Tiongkok	Standar China sering merujuk pada kimia dan temper serupa

Tabel kesetaraan mencerminkan kimia dan temper yang secara umum serupa, namun terdapat perbedaan halus dalam batasan impuritas, persyaratan proses, dan jaminan sifat antar standar. Saat menentukan spesifikasi komponen 7079 secara internasional, engineer harus memverifikasi standar yang tepat, toleransi yang diperbolehkan, dan uji penerimaan untuk memastikan kesesuaian.

Ketahanan Korosi

7079 menunjukkan ketahanan korosi umum dan pitting yang lebih rendah dibandingkan dengan paduan 5xxx dan banyak paduan seri 6xxx karena kandungan Zn dan Cu yang tinggi yang mempromosikan pelarutan anodik dan serangan antarbutir dalam kondisi tertentu. Dalam atmosfer netral paduan menunjukkan performa yang dapat diterima, namun lingkungan laut dan yang mengandung klorida mempercepat mekanisme korosi lokal.

Retak korosi tegangan (SCC) adalah perhatian utama untuk paduan 7xxx dengan kekuatan tinggi, dan kerentanan meningkat pada temper kekuatan tinggi seperti T6; overaging (misalnya T76) dan pengurangan tegangan sisa terkontrol dapat secara signifikan menurunkan risiko SCC. Strategi proteksi meliputi cladding, anodizing, pelapis konversi kromat, proteksi katodik, dan pemilihan temper serta perlakuan stres pasca pembentukan yang hati-hati.

Interaksi galvanik terhadap logam mulia yang lebih tinggi (baja tahan karat, titanium) akan menyebabkan pelarutan anodik 7079 yang dipercepat dalam elektrolit; perancang harus mengisolasi logam tidak serasi atau menyediakan pelapis dan isolasi untuk menghindari korosi galvanik. Secara perbandingan, paduan 7xxx menawarkan kekuatan lebih tinggi tetapi perilaku korosi lebih buruk dibandingkan dengan 5xxx dan banyak paduan 6xxx yang mengorbankan kekuatan demi ketahanan korosi yang lebih baik.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

Mengelola pengelasan 7079 cukup menantang: pengelasan fusi (TIG/MIG) biasanya menyebabkan kehilangan kekuatan parah di zona terpengaruh panas dan risiko retak panas serta porositas. Pemilihan pengisi sangat krusial dan pengelas sering menggunakan pengisi Al–Si atau Al–Mg (misalnya keluarga 4043 atau 5356) sesuai persyaratan layanan, namun sambungan las jarang mendekati kekuatan material induk, dan perlakuan penuaan pasca-las jarang sepenuhnya mengembalikan sifat puncak. Fastening mekanis, perekat, atau pengelasan friction stir seringkali lebih disukai; friction stir welding memberikan sambungan dengan sifat lebih baik dan kerentanan SCC lebih rendah dalam banyak kasus.

Kemudahan Mesin

Kemudahan mesin 7079 tergolong sedang; temper puncak bisa lebih keras pada alat potong dan menghasilkan serpihan pendek, sedangkan material annealed lebih mudah dikerjakan dan menghasilkan serpihan panjang. Alat carbide dengan geometris mata potong rake positif dan pendinginan bertekanan tinggi direkomendasikan untuk menjaga umur alat dan permukaan akhir, serta kecepatan makan dan putar harus disesuaikan dengan temper dan ukuran penampang. Sisa material permukaan dan partikel intermetal yang terperangkap mempengaruhi hasil akhir, dan komponen kritis fatigue memerlukan relaksasi tegangan pasca mesin secara hati-hati.

Kemampuan Bentuk

Pembentukan paling baik dilakukan dalam temper lunak (O atau H1x) di mana elongasi dan kelenturan maksimum; kondisi T6 dan T651 memiliki kemampuan bentuk dingin terbatas dan memerlukan radius lengkung lebih besar serta mesin press khusus. Pembentukan bertahap, pembentukan hangat, atau pra-annealing dapat digunakan untuk mendapat bentuk kompleks. Desainer harus mematuhi radius lengkung minimum dan menghindari fitur tajam pada kondisi T6 untuk mencegah retak; perlakuan solusi dan penuaan pasca-forming dapat diterapkan jika toleransi geometri dan allowance distorsi mengizinkan.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan yang dapat diperlakukan panas, 7079 merespons kuat terhadap perlakuan solusi, quenching, dan siklus penuaan buatan. Suhu perlakuan solusi tipikal berada pada kisaran 470–480 °C, dipertahankan cukup lama untuk menghomogenisasi fase kaya pelarut, kemudian diikuti dengan pendinginan cepat untuk mempertahankan larutan padat jenuh. Penuaan buatan berikutnya pada suhu biasanya antara 120–170 °C mengendapkan fase halus MgZn2 dan mengandung Cu untuk kekuatan puncak (T6).

Siklus overaging (misalnya T76) sengaja memperbesar ukuran endapan untuk meningkatkan ketahanan terhadap retak korosi tegangan dan pengelupasan, meskipun dengan pengurangan kekuatan puncak. T651 menunjukkan bahwa material telah melalui perlakuan solusi, penuaan buatan hingga T6, lalu direlaksasi tegangan dengan peregangan; peregangan menghilangkan tegangan sisa akibat quench dan mengurangi distorsi untuk bagian presisi.

Performa Suhu Tinggi

7079 mengalami penurunan kekuatan signifikan saat suhu meningkat; pelunakan penting terjadi di atas sekitar 120–150 °C, dan perancang harus membatasi suhu layanan kontinyu sesuai. Untuk paparan suhu tinggi jangka pendek, paduan tetap mempertahankan beberapa kemampuan menahan beban, tetapi ketahanan creep buruk dibandingkan dengan paduan suhu tinggi dan menurun dengan cepat saat suhu dan tegangan meningkat.

Oksidasi umumnya dikendalikan oleh oksida asli aluminium, namun paparan suhu tinggi mempercepat serangan lingkungan dan dapat memperburuk degradasi terkait batas butir. Zona terpengaruh panas akibat pengelasan dapat menunjukkan penurunan sifat lokal dan isu stabilitas jangka panjang jika terkena siklus panas atau beban mekanik.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan 7079
Aerospace	Fitting, braket, fitting kritis	Kekuatan per berat tinggi, ketangguhan patah baik saat diproses
Marine	Rangka struktur dan spar	Kekuatan statik tinggi dan kemampuan overaging untuk ketahanan SCC
Otomotif	Rangka dan komponen suspensi performa tinggi	Penghematan berat dengan kekuatan luluh tinggi untuk komponen keselamatan
Defense	Pemasangan senjata, komponen struktural	Kekuatan tinggi dan ketahanan balistik/impak dalam bentuk rekayasa
Perlengkapan Olahraga	Rangka sepeda, komponen performa tinggi	Solusi ringan dan kekuatan tinggi untuk peralatan kompetitif

7079 diterapkan saat perancang membutuhkan kombinasi optimal antara kekuatan statis tinggi dan ketangguhan yang dapat diterima dengan opsi menyesuaikan ketahanan korosi melalui tempering dan perlakuan permukaan. Peran paduan ini paling penting dalam komponen di mana pengurangan berat tidak boleh mengorbankan integritas struktural.

Panduan Pemilihan

7079 adalah pilihan kekuatan tinggi ketika performa luluh dan tarik menjadi prioritas utama; harapkan kompromi pada ketahanan korosi, kemudahan pengelasan, dan kemampuan bentuk. Gunakan temper annealed untuk pembentukan dan temper puncak atau overaged untuk komponen struktural jadi, menyeimbangkan ketahanan SCC dengan kebutuhan kekuatan puncak.

Dibandingkan aluminium murni komersial (1100), 7079 menukar konduktivitas dan kemampuan bentuk dengan kekuatan dan kekakuan jauh lebih tinggi. Dibandingkan paduan pengerasan kerja seperti 3003 atau 5052, 7079 menawarkan kekuatan statis jauh lebih tinggi tetapi umumnya performa korosi lebih buruk dan kemampuan bentuk dingin lebih rendah. Dibandingkan paduan perlakuan panas umum seperti 6061/6063, 7079 memberikan kekuatan puncak lebih tinggi namun biasanya dengan biaya lebih tinggi, kerentanan SCC lebih besar, dan persyaratan pengelasan serta pembentukan lebih ketat.

Dalam memilih 7079, pertimbangkan ketersediaan, biaya temper dan siklus perlakuan panas, serta kebutuhan fabrikasi lanjutan; jika kemudahan pengelasan atau ketahanan korosi superior diperlukan, alternatif 6xxx atau 5xxx mungkin lebih tepat. Gunakan 7079 ketika tuntutan struktural dan persyaratan performa per berat tertentu membenarkan proses tambahan dan langkah perlindungan.

Ringkasan Penutup

7079 tetap relevan sebagai paduan aluminium kekuatan tinggi spesialis yang memungkinkan desain struktural dengan bobot kritis dimana performa tarik dan luluh sangat penting. Nilainya terletak pada kemampuan mengatur kekuatan dan ketahanan korosi melalui pemilihan temper dan perlakuan panas terkontrol, sehingga menjadi paduan pilihan untuk aplikasi kedirgantaraan, pertahanan, dan rekayasa performa tinggi yang menuntut.