Aluminium A1100: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

A1100 adalah paduan aluminium seri 1000, diklasifikasikan sebagai aluminium komersial murni dengan kandungan aluminium minimum biasanya sekitar 99,0%. Paduan ini termasuk dalam keluarga "11xx" yang dicirikan oleh kandungan paduan yang sangat rendah dan tambahan yang disengaja hanya sebagai elemen jejak.

Elemen paduan utama hadir hanya dalam jumlah kecil dan meliputi silikon, besi, tembaga, mangan, magnesium, seng, krom, dan titanium sebagai sisa. Penambahan jejak ini memengaruhi pengendalian impuritas, struktur butir, dan konsistensi mekanik tanpa mengubah material menjadi paduan yang dapat diperlakukan panas.

A1100 adalah paduan yang tidak dapat diperlakukan panas dan memperoleh kekuatannya hampir seluruhnya dari pengerasan kerja (cold working) dan operasi annealing termal yang dipilih. Sifat utama adalah konduktivitas listrik dan termal yang tinggi, kemampuan bentuk dan ketahanan korosi yang sangat baik, serta kekuatan mekanik yang umumnya rendah dibandingkan dengan grade paduan lainnya.

Industri khas yang menggunakan A1100 meliputi peralatan proses kimia, elektrikal dan elektronik (busbar, foil, dan heat sink), reflektor dan elemen arsitektur, kemasan dan aplikasi kontak makanan, serta fabrikasi plat logam umum. Engineer memilih A1100 ketika diperlukan duktalitas maksimum, hasil permukaan, konduktivitas, dan ketahanan korosi dengan mengorbankan kekuatan puncak dan kekakuan dibandingkan paduan 3xxx, 5xxx, atau 6xxx.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Annealed penuh, duktalitas maksimum
H12	Rendah-Sedang	Tinggi-Sedang	Sangat Baik	Istimewa	Quarter-hard, peningkatan kekuatan moderat
H14	Sedang	Sedang	Baik	Istimewa	Half-hard, umum untuk pembentukan sedang
H16	Sedang-Tinggi	Sedang-Rendah	Cukup	Istimewa	Three-quarter hard, peningkatan kekuatan
H18	Tinggi	Rendah	Terbatas	Istimewa	Full-hard, kekuatan maksimum kondisi gulung
H22/H24	Rendah-Sedang	Baik	Sangat Baik	Istimewa	Dikeraskan regangan kemudian distabilkan; mempertahankan kemampuan bentuk

Pemilihan temper untuk A1100 lebih didominasi oleh tingkat pengerasan regangan daripada perlakuan presipitasi karena paduan ini tidak dapat mengeras dengan penuaan (age hardening). Temper O annealed menawarkan kemampuan bentuk terbaik dan duktalitas tertinggi untuk operasi deep drawing dan spinning. Temper kerja keras (seri H) menukar duktalitas dengan kekuatan dan dipilih ketika pembentukan terbatas atau dibutuhkan kekakuan tambahan tanpa harus memakai paduan lain.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.25	Biasanya sebagai sisa; efek minor pada kemampuan pengecoran
Fe	≤ 0.95	Impuritas utama; mempengaruhi kekuatan dan tampilan permukaan
Mn	≤ 0.05	Minimal; penguatan yang dihasilkan dapat diabaikan
Mg	≤ 0.05	Sangat rendah; tidak berkontribusi signifikan terhadap penguatan larutan padat
Cu	≤ 0.05	Direndahkan untuk menjaga ketahanan korosi dan konduktivitas
Zn	≤ 0.10	Sisa; efek terbatas pada sifat mekanis
Cr	≤ 0.05	Hanya dalam jumlah jejak; digunakan untuk mengontrol struktur butir
Ti	≤ 0.03	Penghalus butir dalam proses pengecoran dan pengerjaan
Lainnya	≤ 0.15 total	Residu lain dijaga rendah untuk memenuhi spesifikasi kemurnian

Kinerja A1100 didominasi oleh fraksi aluminium yang sangat tinggi; impuritas jejak dan tambahan minor dikendalikan untuk menjaga konduktivitas listrik dan termal serta ketahanan korosi. Besi adalah sisa utama yang dapat mempengaruhi anisotropi dan hasil permukaan, sementara titanium jejak penting untuk memperbaiki butir selama pengecoran dan pemrosesan awal.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik A1100 dicirikan oleh kekuatan tarik maksimum yang relatif rendah dan elongasi yang sangat baik dalam kondisi annealed. Kekuatan luluh rendah pada temper O dan meningkat secara proporsional dengan pengerasan dingin pada temper H; paduan ini tidak menunjukkan respon pengerasan penuaan. Elongasi pada temper O tinggi dan menurun seiring dengan peningkatan nomor H, sehingga H18 atau full-hard tidak cocok untuk deep drawing tapi sesuai untuk komponen yang harus kaku.

Kekerasan mengikuti tren yang sama dengan sifat tarik dan berkorelasi erat dengan tingkat pengerasan dingin; angka Rockwell dan Vickers cukup rendah pada temper O dan meningkat pada temper H. Performa fatigue khas untuk paduan aluminium kekuatan rendah: batas fatigue tidak didefinisikan dengan jelas tetapi ketahanan fatigue meningkat dengan hasil permukaan, pengerjaan dingin, dan pengurangan konsentrator tegangan. Tebal plat sangat berpengaruh pada nilai mekanik; ketebalan tipis lebih mudah dikeraskan dingin dan dapat menunjukkan kekuatan nyata lebih tinggi setelah proses penggilingan dan pengerasan tepi potong.

Sifat	O/Annealed	Temper Utama (H14 / H18)	Catatan
Kekuatan Tarik	~65–110 MPa	~110–180 MPa	Rentang luas tergantung temper dan ketebalan; H18 mendekati nilai atas
Kekuatan Luluh	~10–35 MPa	~40–150 MPa	Kekuatan luluh meningkat secara signifikan dengan pengerasan kerja; temper O sangat rendah
Elongasi	~35–45%	~3–20%	Duktalitas tinggi pada temper O; menurun pada temper keras sesuai tingkat regangan
Kekerasan	~20–35 HB	~40–60 HB	Kekerasan meningkat dengan pengerasan dingin; nilai bergantung pada skala pengukuran dan temper

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Massavolum (Density)	2.71 g/cm³	Tipikal untuk aluminium komersial murni
Rentang Leleh	~660 °C (solidus/liquidus dekat 660 °C)	Berperilaku seperti aluminium hampir murni; interval leleh sempit
Konduktivitas Termal	~220–235 W/m·K	Tinggi di antara logam struktural; sedikit menurun dengan peningkatan impuritas
Konduktivitas Listrik	~45–65 % IACS	Konduktivitas tinggi; bergantung pada tingkat impuritas dan pengerasan dingin
Kalor Jenis	~0.897 J/g·K (897 J/kg·K)	Kalor jenis tipikal pada suhu ruang
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Ekspansi termal sedang untuk desain logam

Konduktivitas termal dan listrik yang tinggi membuat A1100 menarik untuk aplikasi manajemen panas dan penghantar listrik yang membutuhkan kemampuan bentuk. Massa jenis yang rendah dengan difusivitas termal yang sangat baik memberikan trade-off kekuatan terhadap berat yang menguntungkan untuk komponen non-struktural. Ekspansi termal harus diperhitungkan dalam rakitan dengan material berbeda untuk menghindari penumpukan tegangan selama siklus suhu.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet/Plat Tipis	0.2–6.0 mm	Rendah sampai sedang setelah pengerasan dingin	O, H14, H16, H18	Sering digunakan untuk cladding, reflektor, dan fabrikasi umum
Plate/Plat Tebal	>6.0 mm	Rendah; sulit dikeraskan dengan pengerasan dingin pada ketebalan besar	O, H22	Kurang umum; pembubutan dan pembentukan terbatas
Ekstrusi	Ketebalan dinding bervariasi	Rendah; ekstrusi dapat dikeraskan regangan	O, H12/H14	Terbatas dibandingkan paduan 6xxx; dipakai ketika kemurnian dan konduktivitas prioritas
Tabung	Ketebalan tipis sampai sedang	Rendah; dapat dilas dan ditarik	O, H14	Umum untuk sirip penukar panas dan saluran
Batang/Rod	Diameter kecil sampai sedang	Rendah; kemampuan mesin cukup	O, H14	Digunakan untuk batang dan pin di mana ketahanan korosi dan konduktivitas penting

Lembaran dan foil adalah bentuk paling umum untuk A1100, terutama untuk kemasan, cladding, dan aplikasi perpindahan panas karena proses penggulungan menghasilkan hasil permukaan yang sangat baik dan ketebalan tipis. Ekstrusi dan batang diproduksi ketika konduktivitas dan ketahanan korosi paduan ini menguntungkan, namun untuk ekstrusi struktural kekuatan tinggi, paduan lain seperti 6061 atau 6063 lebih disukai. Plat dan bagian tebal jarang dipakai ketika kekuatan menjadi faktor desain utama akibat kekuatan luluh yang rendah.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Keterangan
AA	A1100	USA	Penunjukan utama untuk aluminium murni komersial 99%
EN AW	1100 / 1050A*	Eropa	Setara EN bersifat perkiraan; AW-1050A dan AW-1100 sering digunakan bergantian dalam praktik
JIS	A1050 / A1100*	Jepang	JIS menggunakan keluarga A1050 dan A1100 untuk aluminium dengan kemurnian tinggi; komposisi kimia tumpang tindih
GB/T	1100	China	Penunjukan GB/T sangat sejalan dengan AA A1100 dalam komposisi dan penggunaan yang dimaksudkan

Kesetaraan antar standar bersifat perkiraan karena tiap wilayah menetapkan batas impuritas dan unsur minor yang diizinkan sedikit berbeda. Saat melakukan cross-reference, engineer sebaiknya memverifikasi lembar spesifikasi kimia dan tabel sifat mekanik secara aktual, bukan hanya mengandalkan nama grade. Untuk aplikasi kritis listrik, termal, atau kontak makanan, mintalah sertifikat pabrik untuk memastikan rincian komposisi dan temper.

Ketahanan Korosi

A1100 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik karena membentuk lapisan oksida yang dapat sembuh sendiri sebagai pelindung permukaan. Material ini tahan terhadap banyak lingkungan kimia dan sering digunakan pada peralatan proses kimia serta aplikasi kontak makanan. Dalam lingkungan laut, A1100 cukup baik terhadap paparan atmosfer, namun ketahanan terhadap perendaman air laut lebih rendah dibandingkan paduan magnesium tinggi seperti seri 5xxx; pitting lokal dapat terjadi jika konsentrasi klorida tinggi.

Paduan ini memiliki kerentanan rendah terhadap stress corrosion cracking (SCC) karena kekuatan yang rendah dan tidak memiliki fase mikrostruktur kekuatan tinggi penyebab SCC. Interaksi galvanik harus diatur: A1100 bersifat anodic terhadap banyak baja tahan karat dan paduan tembaga sehingga akan korosi lebih dahulu jika terhubung listrik dalam elektrolit. Desainer biasanya menggunakan pelapis, bahan isolasi, atau anoda pengorban untuk mengurangi serangan galvanik pada rakitan logam berbeda.

Sifat Fabrikasi

Kemudahan Pengelasan

A1100 sangat mudah dilas menggunakan proses umum seperti TIG (GTAW), MIG (GMAW), dan las tahanan karena kemurnian tinggi dan kandungan paduannya rendah. Pilihan kawat las yang disarankan termasuk 1100, 4043, atau 5356 tergantung kebutuhan sambungan dan kondisi layanan; pilihan kawat memengaruhi ketahanan korosi pasca-las dan keuletan. Retak panas jarang terjadi pada A1100 dan pelunakan area terdampak panas (HAZ) tidak jadi perhatian karena paduan ini tidak dapat perlakuan panas; sambungan umumnya mempertahankan perilaku duktile dari logam dasar.

Kemudahan Mesin

Kemudahan mesin A1100 dinilai sedang sampai baik; kekuatan rendah material mengurangi gaya potong tetapi keuletannya yang tinggi dapat menghasilkan serpihan panjang dan kontinu yang perlu dikendalikan. Alat carbide dan geometri tajam dianjurkan untuk pemotongan terputus-putus, sementara baja kecepatan tinggi dapat dipakai untuk pekerjaan ringan. Praktek umum menggunakan kecepatan potong sedang, sudut rake positif, serta pemecah serpihan atau strategi pecking untuk menghindari built-up edge dan menjaga stabilitas dimensi.

Kemudahan Pembentukan

A1100 merupakan salah satu paduan aluminium yang paling mudah dibentuk, khususnya dalam temper O di mana penarikan dalam, spinning, dan pembengkokan kompleks merupakan rutinitas. Radius lengkung minimum bisa sangat kecil pada plat annealed; aturan praktis untuk plat temper O adalah radius lengkung dalam sebesar 0,5–1,0 kali ketebalan material untuk banyak proses. Temper H yang dikeraskan dingin memiliki regangan putus lebih rendah dan membutuhkan radius bengkok lebih besar atau teknik pembentukan bertahap; pembentukan hangat dan anneal antar tahap digunakan untuk mengembalikan keuletan pada rangkaian fabrikasi kompleks.

Perilaku Perlakuan Panas

A1100 bukan paduan yang dapat perlakuan panas; tidak bereaksi terhadap perlakuan larutan dan penuaan buatan untuk memperkuat dengan pengendapan. Mekanisme penguatan utama adalah deformasi plastik (kerja dingin) yang meningkatkan kerapatan dislokasi dan menghasilkan peningkatan kekuatan pada temper H. Annealing (temper O) melunakkan paduan dengan proses pemulihan dan rekristalisasi untuk mengembalikan keuletan dan menghilangkan tegangan sisa dari pembentukan atau pengelasan.

Rangkaian proses tipikal meliputi anneal → kerja dingin → stabilisasi (untuk beberapa temper H2x) daripada siklus larutan atau penuaan. Temper H22/H24 distabilkan dengan perlakuan termal ringan untuk mengurangi efek strain-aging dan menetapkan stabilitas dimensi tanpa pengerasan endapan. Untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan lebih tinggi, diperlukan pilihan temper kerja keras atau beralih ke paduan yang dapat perlakuan panas dan berpaduan.

Kinerja Suhu Tinggi

A1100 mengalami penurunan kekuatan signifikan saat suhu naik, dengan batas layanan praktis biasanya di bawah 150 °C untuk aplikasi pembawa beban. Di atas suhu ini, proses pemulihan mengurangi kekuatan kerja keras dan dapat menyebabkan pelunakan meskipun tanpa perlakuan anneal sengaja. Oksidasi di udara minimum dibandingkan paduan ferrous karena lapisan oksida pelindung, namun paparan suhu tinggi berkepanjangan dapat merusak hasil akhir permukaan dan sedikit mengurangi konduktivitas termal dan listrik.

Zat zona terdampak panas las tidak mengalami pelarutan endapan seperti pada paduan pengerasan penuaan, tetapi pelunakan lokal akibat paparan termal mungkin terjadi jika suhu melebihi ambang rekristalisasi. Untuk aplikasi suhu tinggi atau beban termal siklik, desainer harus mempertimbangkan creep, pergeseran dimensi, dan kehilangan kekuatan sisa saat mengandalkan kondisi kerja keras.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan A1100
Otomotif	Panel dalam, reflektor	Kemudahan pembentukan dan hasil permukaan yang baik untuk bagian yang terlihat
Kelautan	Saluran udara, fitting	Ketahanan korosi yang baik pada paparan atmosfer laut
Dirgantara	Fitting non-struktural, pelindung	Konduktivitas tinggi dan ketahanan korosi dengan bobot rendah
Elektronik	Heat sink, busbar, foil	Konduktivitas termal dan listrik tinggi dengan kemudahan pembentukan

A1100 tetap menjadi paduan pilihan ketika konduktivitas listrik dan termal, hasil permukaan, serta kemudahan pembentukan lebih diutamakan dibandingkan kekuatan struktural tinggi. Kemudahan fabrikasi dan performa konsisten pada proses pembentukan dan penyambungan umum menjadikannya opsi hemat biaya untuk banyak komponen tidak kritis penahan beban.

Wawasan Pemilihan

Pilih A1100 jika keuletan maksimal, konduktivitas, dan ketahanan korosi adalah syarat utama dan rancangan dapat mentolerir kekuatan luluh dan tarik rendah. Biasanya dipilih untuk foil, pelapisan, heat sink, dan lingkungan sensitif kimia di mana penambahan paduan bisa merugikan.

Dibandingkan varian komersial kemurnian lebih tinggi (misalnya 1050 atau 1060), A1100 memberikan konduktivitas dan kemudahan pembentukan serupa namun bisa mengandung impuritas yang sedikit lebih tinggi yang memengaruhi hasil permukaan dan konsistensi mekanik. Dibandingkan paduan kerja keras seperti 3003 atau 5052, A1100 memiliki konduktivitas superior dan kadang ketahanan korosi lebih baik dengan kompromi kekuatan dan ketahanan lelah jauh lebih rendah. Dibandingkan paduan perlakuan panas seperti 6061 atau 6063, A1100 dipilih ketika kemudahan pembentukan, biaya, dan konduktivitas lebih penting daripada kekuatan struktural tinggi dan komponen tidak kritis terhadap kekakuan atau layanan beban tinggi.

Ringkasan Penutup

A1100 bertahan sebagai paduan praktis di mana kemurnian, keuletan, kemudahan pembentukan, dan konduktivitas lebih diutamakan daripada sifat mekanik puncak. Proses murah, respons kerja dingin yang dapat diprediksi, dan kompatibilitas luas dengan teknik fabrikasi umum menjadikannya pilihan tahan lama untuk aplikasi termal, listrik, dan sensitif korosi dalam rekayasa modern.