Aluminium 8014: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

Alloy 8014 adalah anggota dari seri 8xxx paduan aluminium, yang umumnya diklasifikasikan dalam keluarga “lainnya” atau seri 8xxx yang secara komersial ditetapkan, bukan dalam seri klasik 1xxx–7xxx. Keluarga 8xxx bersifat heterogen dan biasanya mengandung campuran elemen paduan minor seperti silikon, besi, mangan, magnesium, dan jejak tembaga, seng, krom, serta titanium; 8014 diformulasikan untuk menyeimbangkan kemampuan pembentukan, kekuatan sedang, dan kinerja tahan korosi yang baik untuk produk bervariasi yang diproses secara mekanis.

8014 sebagian besar diperkuat melalui pengerjaan dingin (strain hardening) daripada pengerasan usia gaya T6 klasik, sehingga pada praktik komersial standar paduan ini pada dasarnya tidak dapat diperlakukan dengan panas untuk pengerasan; reaksi presipitasi terbatas dapat terjadi jika paduan mengandung Mg dan Cu yang terukur, tetapi ini bukan jalur penguatan utama. Sifat utama mencakup kekuatan tarik sedang, daktilitas baik dalam kondisi anneal, kualitas permukaan yang dapat diandalkan untuk pembentukan dan finishing, serta tahan korosi atmosfer yang umumnya baik; kemampuan lasnya dapat diterima dengan praktik pengelasan aluminium umum tetapi terjadi pelunakan pada area HAZ.

Industri yang menggunakan 8014 meliputi panel eksterior dan interior otomotif, komponen peralatan rumah tangga dan HVAC, pelindung kelistrikan, serta beberapa profil struktural di mana diperlukan keseimbangan antara kemampuan pembentukan dan kekuatan. Para insinyur memilih 8014 ketika mereka membutuhkan paduan lembaran/ekstrusi yang mudah dibentuk dengan tingkat mekanik yang lebih baik dibandingkan dengan paduan kemurnian komersial yang sangat lunak, sambil mempertahankan hasil permukaan yang sangat baik serta ketahanan terhadap kerak dan titik korosi pada lingkungan umum.

Dibandingkan dengan keluarga paduan sejenis, 8014 dipilih saat desain membutuhkan kompromi tengah: lebih kuat dan kurang konduktif dibanding paduan 1xxx, lebih mudah dibentuk dan seringkali lebih tahan korosi dibanding beberapa paduan heats-treatable berdaya tinggi dalam aplikasi ketebalan tipis, serta lebih mudah diproses menjadi radius kecil atau bentuk kompleks dibanding banyak paduan 6xxx atau 7xxx.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Regangan	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi (20–35%)	Istimewa	Istimewa	Sepenuhnya dianil, daktilitas maksimal untuk pembentukan cetakan dalam
H12	Rendah–Sedang	Sedang (15–25%)	Sangat Baik	Sangat Baik	Pengerjaan dingin ringan, mempertahankan formabilitas baik untuk kekuatan sedang
H14	Sedang	Sedang (10–20%)	Baik	Sangat Baik	Temper komersial umum untuk kaku sedang dan kemampuan drawing
H18	Sedang–Tinggi	Rendah–Sedang (6–12%)	Cukup	Baik	Pengerjaan dingin berat, digunakan saat perlu kontrol springback
T4	Rendah–Sedang	Sedang (12–25%)	Baik	Baik	Perlakuan larutan dan penuaan alami (efek terbatas pada paduan non-heat-treatable)
T5	Sedang	Sedang (10–20%)	Baik	Baik	Didinginkan dari suhu tinggi dan penuaan buatan; pengerasan presipitasi sedang
T6 / T651	Sedang–Tinggi*	Lebih Rendah (6–12%)	Berkurang	Baik–Sedang	Perlakuan penuaan buatan memberikan peningkatan kekuatan terbatas jika kimia paduan memungkinkan; T651 termasuk relief tegangan

Pemilihan temper sangat memengaruhi keseimbangan kekuatan dan perilaku pembentukan; kondisi anneal O menawarkan daktilitas lentur tunggal terbesar dan performa cetak dalam terbaik. Temper pengerjaan dingin H meningkatkan tingkat luluh dan tarik sambil mengurangi regangan, yang membantu mengendalikan springback namun memerlukan peralatan lebih ketat dan dapat meningkatkan risiko retak pada pembengkokan ekstrem.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.05–0.50	Silikon mengontrol inklusi terkait pengecoran dan berkontribusi pada kelancaran aliran pada paduan cor; pada 8014 hasil pengerjaan mekanis, kandungan si dikendalikan rendah untuk menjaga daktilitas.
Fe	0.25–1.50	Besi adalah impuritas umum yang membentuk intermetalik, meningkatkan kekuatan namun mengurangi daktilitas dan kualitas permukaan jika berlebihan.
Mn	0.10–0.80	Mangan membentuk dispersi halus (tipe Al6Mn) yang menaikkan kekuatan dan meningkatkan ketahanan terhadap rekristalisasi dan korosi.
Mg	0.02–0.40	Magnesium memberikan penguatan larutan padat dan dapat memungkinkan pengerasan usia ringan jika hadir bersama elemen lain; Mg tinggi memperbaiki kekuatan namun dapat menurunkan ketahanan korosi pada beberapa lingkungan.
Cu	0.01–0.30	Tembaga memberikan kekuatan melalui presipitasi dalam sistem heat-treatable; pada 8014 dikendalikan pada tingkat rendah sampai sedang untuk menghindari kerentanan korosi lokal berlebih.
Zn	0.01–0.30	Seng biasanya dibatasi dalam paduan 8xxx hasil pengerjaan mekanis; Zn tinggi mempromosikan kekuatan pada campuran heat-treatable namun dapat mengurangi ketahanan korosi.
Cr	0.00–0.10	Kromium digunakan dalam jumlah jejak untuk mengontrol struktur butir dan membatasi rekristalisasi selama pemrosesan termo-mekanis.
Ti	0.00–0.15	Titanium adalah bahan perbaikan butir yang digunakan dalam praktik peleburan untuk meningkatkan struktur billet cor dan keseragaman mekanis berikutnya.
Lainnya (termasuk sisa Al)	Seimbang	Residu dan tambahan minor yang disengaja (misalnya Zr, V) mungkin ada; kandungan akhir tergantung praktek pabrik dan bentuk produk yang diinginkan.

Rentang komposisi yang tercantum adalah target komersial tipikal dan dipengaruhi oleh bentuk produk serta praktek pabrik; perubahan kecil Mn, Fe, dan Mg menghasilkan perubahan signifikan pada kekuatan, daktilitas, dan kemampuan dianil. Besi dan silikon terutama mengontrol morfologi partikel intermetalik yang, pada gilirannya, memengaruhi kualitas permukaan lembaran, perilaku cetak dalam, dan inisiasi retak lelah.

Properti Mekanik

Perilaku tarik dan luluh untuk 8014 sangat bergantung pada temper dan ketebalan. Dalam kondisi anneal (O), paduan menunjukkan kekuatan tarik sedang dengan regangan tinggi, menjadikannya cocok untuk cetak dalam dan komponen stamping kompleks; pengerjaan dingin pada temper H14/H18 meningkatkan kekuatan luluh dan tarik tetapi mengurangi daktilitas. Ketebalan yang lebih tipis biasanya menunjukkan kekuatan sedikit lebih tinggi akibat strain selama penggilingan dan pemrosesan, sementara plat atau ekstrusi yang lebih tebal cenderung memiliki kekuatan as-rolled lebih rendah kecuali jika ada pengerjaan dingin pasca proses.

Kekerasan mengikuti perubahan tarik dan akan naik secara nyata dengan peningkatan temper H; nilai kekerasan Vickers/Brinell tipikal mencerminkan sejarah pengerjaan dingin dan akan melunak dalam zona HAZ setelah pengelasan. Ketahanan lelah pada 8014 umumnya baik untuk komponen dengan permukaan halus dan klaster intermetalik minimal; masa lelah menurun dengan peningkatan tegangan rata-rata dan kehadiran alur atau cekungan akibat proses pembentukan.

Ketebalan memiliki implikasi praktis pada perilaku mekanis: lembaran tipis (<1.5 mm) yang digunakan untuk panel bodi dan penukar panas dapat dibentuk pada radius kecil, sementara lembaran dan ekstrusi ketebalan menengah memerlukan radius lentur lebih besar yang proporsional dengan temper dan ketebalan. Efek strain ageing pasca pembentukan bersifat moderat dibandingkan paduan yang sangat dapat dikeraskan dengan presipitasi, namun bagian yang dikenai suhu tinggi setelah pembentukan dapat mengalami sedikit penurunan kekuatan kerja keras.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (misal, H14/T6)	Catatan
Kekuatan Tarik	110–150 MPa	160–280 MPa	Nilai bervariasi sesuai ketebalan dan temper tepat; temper H memberikan peningkatan 30–80% dibanding O.
Kekuatan Luluh	40–70 MPa	110–220 MPa	Kekuatan luluh meningkat tajam dengan kerja dingin; penuaan buatan tipe T6 memberikan peningkatan kekuatan tambahan jika kimia memungkinkan.
Elongasi	20–35%	6–20%	Elongasi menurun seiring bertambahnya kekerasan temper; batas pembentukan harus dikorelasikan dengan temper dan radius pembengkokan.
Kekerasan	30–45 HRB (perkiraan)	50–90 HRB (perkiraan)	Nilai kekerasan berkorelasi dengan tingkat tarik; pelunakan zona pengaruh panas (HAZ) bisa terjadi setelah pengelasan atau pemanasan lokal.

Properti Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Density	≈ 2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium yang ditempa; massa desain harus memakai density bersertifikat pemasok untuk komponen presisi.
Rentang Leleh	≈ 640–655 °C	Rentang solidus–liquidus sempit untuk aluminium murni, namun unsur paduan sedikit menggeser perilaku leleh efektif.
Konduktivitas Termal	120–170 W/m·K	Konduktivitas bergantung pada unsur paduan dan kerja dingin; 8014 lebih rendah dari aluminium murni tapi masih baik untuk aplikasi pelepasan panas.
Konduktivitas Listrik	≈ 25–48 % IACS	Konduktivitas berkurang dibanding aluminium murni karena unsur paduan; gunakan data pabrik untuk desain bus listrik.
Kalor Jenis	≈ 0.90 J/g·K (900 J/kg·K)	Kalor jenis tipikal untuk paduan aluminium di kisaran temperatur lingkungan.
Ekspansi Termal	≈ 23–24 µm/m·K (20–200 °C)	Koefisien ekspansi termal mirip dengan paduan aluminium lain; perhatikan perbedaan CTE dengan bahan beda jenis.

Properti fisik ini menjelaskan mengapa 8014 menarik untuk manajemen termal dan aplikasi struktural ringan: mempertahankan konduktivitas termal tinggi dan densitas rendah sambil memberikan sifat mekanik yang lebih baik dibanding aluminium murni. Perancang harus memperhitungkan ekspansi termal saat menggabungkan 8014 dengan baja, komposit, atau kaca agar terhindar dari distorsi atau kegagalan segel pada rakitan yang mengalami siklus suhu.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (Lembaran)	0.2–6.0 mm	Penguatan plastis pada temper H; seragam pada O	O, H12, H14, H18	Bentuk utama untuk panel otomotif, peralatan rumah tangga, dan sirip HVAC.
Plate (Pelat)	>6.0 mm	Kekuatan kerja dingin lebih rendah; dapat dilakukan stress-relief	O, H1x	Digunakan untuk bagian struktural dan fitting berketebalan besar.
Ekstrusi	Penampang 5–200 mm	Kekuatan dikontrol oleh kondisi saat ekstrusi dan penuaan	As-ekstrusi, T4, T5	Profil kompleks untuk rangka dan bagian struktural.
Tabung	Ø 6–150 mm	Ketebalan dinding mempengaruhi radius tekuk yang dapat dicapai	O, H14	Digunakan untuk HVAC, pipa struktural dan inti penukar panas.
Batang/Kawat	Ø 3–100 mm	Keluwesan mesin tergantung temper; opsi ditarik/annealed	O, H12, H14	Dipakai untuk pengikat, pin, dan komponen yang di-mesin.

Perbedaan proses signifikan antara lembaran tipis dan ekstrusi: produksi lembaran menekankan hasil akhir permukaan, kehalusan, dan kontrol ketebalan ketat, sedangkan ekstrusi memfokuskan pada toleransi profil dan kontrol mikrostruktur internal untuk menghindari penggumpalan presipitasi. Pemilihan temper berdasarkan aplikasi dan proses lanjutan seperti anodizing atau pengecatan akan menentukan jadwal anneal atau penuaan alami/buatan guna menstabilkan dimensi dan perilaku mekanik.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	8014	USA	Penunjukan umum dalam daftar komersial Amerika Utara; konsultasikan standar AMCA/AA untuk sertifikat pabrik.
EN AW	AW-8014 (tipikal)	Europe	Penamaan aluminium tempa Eropa bisa mencerminkan nomor AA, tetapi batas temper dan kandungan kimia tepat dapat berbeda antar pabrik.
JIS	Seri A8000 (perkiraan)	Japan	Standar Jepang sering memasukkan paduan seri 8xxx dalam kelompok keluarga; referensi langsung bergantung pada pemasok.
GB/T	8014 (tipikal)	China	Penunjukan China dapat sama dengan nomor AA tetapi perlu konfirmasi terhadap spesifikasi GB/T untuk toleransi yang dijamin.

Kesetaraan satu-satu lintas standar tidak selalu tepat; batas spesifikasi kimia, kandungan impuritas yang diizinkan, dan definisi temper dapat berbeda antara dokumen AA, EN, JIS, dan GB/T. Saat melakukan referensi silang, engineer sebaiknya mengacu pada sertifikat kimia dan mekanik lengkap dari pabrik, bukan hanya nomor saja, untuk memastikan kesesuaian bagian kritis.

Ketahanan Korosi

Dalam kondisi atmosfer, 8014 memberikan ketahanan korosi umum yang baik, lebih unggul dari banyak paduan heat-treatable kekuatan tinggi yang lebih rentan terhadap serangan lokal. Lapisan oksida permukaan terkendali dan kadar rendah unsur reaktif membantu membatasi korosi seragam, sehingga paduan ini cocok untuk trim eksterior otomotif dan panel arsitektural apabila dilapisi atau dianodisasi dengan benar.

Lingkungan laut menghadirkan tantangan lebih besar akibat paparan klorida; 8014 menunjukkan performa cukup dalam kondisi cipratan dan atmosfer laut yang sedang korosif tetapi perlu pelapisan pelindung atau desain korban korosi saat digunakan dalam perendaman terus-menerus atau zona semprotan garam dengan salinitas tinggi. Pitting lokal dapat terjadi di sekitar inklusi atau kerusakan mekanis, maka kualitas permukaan dan finishing pasca pembentukan penting untuk daya tahan.

Kecenderungan retak korosi tegangan (stress corrosion cracking) pada 8014 umumnya rendah dibanding paduan 7xxx berkekuatan tinggi karena kekuatan sisa tarik relatif rendah dan tidak adanya zona presipitasi besar; namun temper kerja dingin yang berat di bawah tegangan tarik sisa dalam lingkungan klorida dapat rentan terhadap pengerasan rapuh. Interaksi galvani dengan logam berbeda jenis perlu diperhatikan: aluminium akan korosi secara preferensial bila dipasang bersamaan dengan logam mulia seperti tembaga atau baja tahan karat kecuali diberi isolasi listrik atau pelapis.

Dibandingkan dengan paduan 5xxx (Al-Mg), 8014 cenderung memiliki ketahanan umum yang sebanding namun mungkin sedikit kurang tahan dalam paparan laut berat tergantung kandungan Mg dan Cu tepat. Jika dibandingkan dengan seri heat-treatable 6xxx, 8014 biasanya lebih tahan korosi lokal karena memiliki presipitasi penuaan yang lebih sedikit dan kecil yang bertindak sebagai anoda.

Properti Fabrikasi

Dapat Dilas
8014 dapat dilas dengan teknik TIG (GTAW) dan MIG (GMAW) standar; pemilihan kawat las harus mempertimbangkan kimia paduan dasar dan lingkungan layanan—kawat las Al-Si (misalnya 4043) umum dipakai untuk aliran las baik dan mengurangi retak panas, sedangkan kawat las Al-Mg (misalnya 5356) lebih disukai jika kekuatan sambungan dan ketahanan laut diperlukan. Risiko retak panas dapat dikurangi dengan persiapan sambungan bersih, parameter las sesuai, dan penggunaan kawat las silikon sedikit lebih tinggi jika logam dasar mengandung besi tinggi; pelunakan zona pengaruh panas (HAZ) terjadi pada sambungan kerja dingin berat dan dapat menurunkan kekuatan lokal.

Keluwesan Mesin
Keluwesan mesin 8014 tergolong sedang dan bergantung temper serta bentuk produk; stok annealed lebih mudah dimesin dengan aus pahat lebih rendah, sedangkan material temper H dapat menghasilkan pengerasan kerja lebih tinggi di tepi potong. Pahat karbida atau berlapis PVD dan geometri rake positif direkomendasikan untuk kecepatan pemotongan produktif; chipbreaker geser tinggi dan pendingin banjir mengurangi tepi buildup dan menghasilkan permukaan lebih baik. Kecepatan feed dan spindle harus diatur untuk menghindari pengaburan termal dan mengendalikan morfologi chip—chip panjang dan beruntai umum pada temper lunak dan perlu alat pengendali chip.

Dapat Dibentuk
Kemampuan pembentukan merupakan salah satu keunggulan 8014 dalam kondisi O dan temper H ringan, memungkinkan radius tekuk kecil dan penarikan dalam dengan retak minimal. Radius tekuk luar yang direkomendasikan untuk lembaran tipis kondisi O bisa serendah 0.5–1.0× ketebalan untuk tekukan sederhana; kondisi H14/H18 memerlukan radius lebih besar (biasanya 1.0–3.0× ketebalan tergantung derajat ketegasan). Respons kerja dingin dapat diandalkan: springback meningkat dengan temper lebih keras dan harus diantisipasi dalam desain dies. Pemanasan awal umumnya tidak diperlukan untuk stamping dan bending biasa, tetapi pembentukan hangat terbatas dapat meningkatkan keuletan bila tooling memungkinkan.

Perilaku Perlakuan Panas

8014 berperilaku utamanya sebagai paduan non-heat-treatable (NHT) dalam praktik komersial standar: modifikasi kekuatan dicapai terutama melalui kerja dingin dan siklus annealing. Anneal penuh (O) dilakukan dengan pemanasan hingga sekitar 350–415 °C diikuti pendinginan lambat terkontrol untuk mendapatkan keuletan maksimum dan tegangan sisa minimal. Perlakuan solusi dan penuaan buatan (ciri khas paduan heat-treatable) hanya memberikan efektivitas terbatas untuk 8014 kecuali kimia disesuaikan termasuk Mg dan Cu lebih tinggi; jika ada, proses gaya T4/T5/T6 dapat menghasilkan peningkatan kekuatan moderat tetapi harus divalidasi dengan data pemasok.

Pengerasan kerja melalui pengerolan dingin atau penarikan terkendali adalah jalur utama penguatan untuk 8014 dan memungkinkan produksi temper H seperti H12/H14/H18; pemilihan temper digunakan untuk mengatur sifat mekanik akhir setelah fabrikasi. Anneal pelonggaran tegangan (misalnya, perlakuan panas ringan pada 200–300 °C) dapat diterapkan untuk menghilangkan tegangan residual setelah pembentukan atau pengelasan tetapi akan mengurangi sebagian kekuatan pengerasan kerja; kompromi ini harus dikelola pada rangkaian yang memerlukan stabilitas dimensi.

Kinerja pada Suhu Tinggi

8014 mempertahankan kekuatan yang dapat digunakan hingga suhu sedang tinggi, tetapi seperti sebagian besar paduan aluminium, kekuatannya menurun secara progresif dengan peningkatan suhu. Di atas sekitar 100–150 °C terjadi penurunan yang signifikan pada kekuatan luluh dan kekuatan tarik, dan paparan lama di atas 200 °C dapat menyebabkan pemulihan mikrostruktur dan pelunakan yang substansial. Oksidasi di udara minimal dibandingkan dengan logam ferrous karena lapisan pelindung alumina, tetapi pada suhu tinggi pengelupasan dan pertumbuhan butir yang dipercepat dapat mempengaruhi sifat mekanik dan penampilan permukaan.

Daerah HAZ (Heat Affected Zone) dari pengelasan sangat rentan terhadap pelunakan dan harus dievaluasi untuk sambungan yang menahan beban yang dimaksudkan untuk layanan pada suhu tinggi. Siklus termal dapat memperparah creep pada bagian yang mengalami beban berat; untuk beban suhu tinggi yang berkelanjutan, pertimbangkan paduan yang secara khusus dirancang untuk kinerja suhu tinggi daripada paduan 8xxx umum.

Aplikasi

Industri	Komponen Contoh	Alasan Penggunaan 8014
Otomotif	Panel bodi luar, panel dalam	Perpaduan baik antara kemampuan bentuk dan kekuatan; hasil permukaan yang sangat baik untuk pengecatan dan pelapisan.
Kelautan	Saluran HVAC, elemen struktural non-kritis	Kekuatan tahan korosi yang memadai dan kemudahan pembentukan dalam bentuk lembaran dan tabung.
Dirgantara	Fitting sekunder, fairing	Rasio kekuatan terhadap berat yang menguntungkan dan kemudahan pembuatan yang baik untuk struktur non-primer.
Elektronik	Bracket pemasangan termal, enclosure	Konduktivitas termal relatif tinggi dan konstruksi ringan.

8014 banyak digunakan di mana desainer memerlukan paduan aluminium yang mudah dibentuk dan dapat dicetak serta difinishing secara ekonomis sekaligus memberikan peningkatan kemampuan mekanik yang jelas dibandingkan dengan grade murni komersial yang lunak. Kombinasi fleksibilitas proses dan kekuatan yang memadai menjadikannya populer untuk bagian produksi volume menengah yang memerlukan radius ketat dan hasil permukaan yang bersih.

Wawasan Pemilihan

Pilih 8014 ketika Anda membutuhkan aluminium dengan kekuatan sedang, sangat mudah dibentuk, dengan kualitas permukaan yang baik dan kemampuan las yang dapat diterima untuk komponen cetak atau ekstrusi. Ini merupakan pilihan praktis ketika diperlukan penarikan dalam atau pembengkokan kompleks dan di mana kekuatan paduan 1xxx atau beberapa paduan 3xxx tidak mencukupi.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 8014 menukar sedikit kemampuan konduktivitas listrik dan termal serta sedikit biaya lebih tinggi untuk material dengan kekuatan luluh dan tarik yang jauh lebih tinggi serta kegunaan struktural yang lebih baik. Dibandingkan dengan paduan pengerasan kerja umum seperti 3003 atau 5052, 8014 umumnya memberikan keseimbangan kekuatan terhadap keuletan yang lebih baik sekaligus mempertahankan ketahanan korosi yang kompetitif; pilih 8014 saat sedikit peningkatan kekuatan dapat mengurangi tebal atau berat bagian. Dibandingkan dengan paduan perlakuan panas seperti 6061 atau 6063, 8014 mungkin menawarkan kemampuan bentuk dan hasil permukaan yang lebih baik untuk lembaran tipis meskipun kekuatan puncaknya sering lebih rendah; utamakan 8014 pada aplikasi yang memprioritaskan pembentukan dan kualitas permukaan daripada kekuatan maksimum.

Ringkasan Penutup

Paduan 8014 tetap relevan sebagai aluminium coran seri 8xxx yang serbaguna, yang menyeimbangkan kemampuan bentuk, kualitas permukaan, dan kekuatan sedang untuk aplikasi otomotif, peralatan rumah tangga, kelautan, dan manajemen termal. Keuntungan utamanya adalah kemudahan pembentukan, kinerja tahan korosi yang dapat diandalkan, dan perilaku yang dapat diprediksi di bawah metode fabrikasi standar, menjadikannya pilihan praktis ketika solusi aluminium yang kuat dan dapat diproduksi diperlukan.