Aluminium A206: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

A206 adalah paduan aluminium seri 2xx di mana tembaga merupakan unsur paduan utama dan pengerasan presipitasi adalah mekanisme penguatan dominan. Komposisi dan prosesnya menjadikan A206 sebagai paduan yang bisa diperlakukan panas dengan kekuatan jauh lebih tinggi dibandingkan aluminium Al-Mg tempa dan grade aluminium murni komersial, sambil mempertahankan ketangguhan patah yang masuk akal untuk aplikasi struktural. Ciri utama A206 meliputi kekuatan spesifik tinggi, ketahanan korosi umum yang sedang hingga rendah relatif terhadap paduan Al-Mg, kemampuat pengelasan terbatas pada temper kekuatan tinggi, dan kemampuan bentuk sedang yang meningkat saat disediakan dalam temper yang lebih lunak. Industri khas yang menggunakan A206 termasuk fitting dan forging aerospace, komponen otomotif performa tinggi, pelat alat, dan komponen pertahanan di mana rasio kekuatan terhadap berat sangat penting dan perlakuan panas pasca-las atau pasca-formasi dapat dilakukan.

Para engineer memilih A206 saat dibutuhkan kombinasi kekuatan tarik/luluh tinggi dan ketahanan lelah yang dapat diterima pada komponen yang dapat diproses dengan perlakuan larutan dan penuaan buatan. Paduan ini dipilih dibanding paduan keluarga 1xxx/3xxx jika kekuatan jauh lebih penting daripada kebutuhan maksimum ketahanan korosi atau konduktivitas listrik. A206 lebih disukai dibanding beberapa paduan Al-Zn-Mg (7xxx) kekuatan tinggi saat diperlukan keseimbangan ketangguhan, performa lelah, dan perilaku penuaan stabil, atau saat sifat propagasi retak menjadi prioritas. Pemasok dan spesifikasi bervariasi, sehingga seleksi tingkat desain biasanya mengacu pada data mekanik dan kimia bersertifikat dari pemasok.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Regangan	Formabilitas	Daya Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Bagus Sekali	Bagus Sekali	Kondisi anneal penuh untuk pembentukan dan penarikan
H14	Sedang	Sedang	Cukup	Buruk–Sedang	Dikeraskan secara strain-hardening untuk kekuatan meningkat, terbatas pada ketebalan tipis
T5	Sedang–Tinggi	Sedang	Cukup	Buruk	Didinginkan dari pembentukan dan dipenua buatan; baik untuk bagian cetak dan ekstrusi
T6	Tinggi	Rendah–Sedang	Terbatas	Buruk	Diproses perlakuan panas larutan dan penuaan buatan untuk kekuatan puncak
T651	Tinggi	Rendah–Sedang	Terbatas	Buruk	Larutan panas, direlaksasi tegangan dengan peregangan, kemudian penuaan buatan
H112	Sedang	Sedang	Cukup	Buruk–Sedang	Semi annealed; ditentukan untuk temper tidak konsisten akibat proses

Pemilihan temper mengendalikan keseimbangan antara kekuatan dan kelenturan pada A206. Varian temper O dan H digunakan untuk operasi pembentukan karena memberikan regangan tinggi dan kelenturan lentur yang lebih baik, sementara temper T (T5, T6, T651) memberikan kekuatan puncak tetapi mengurangi formabilitas dan meningkatkan risiko retak saat pengelasan. Perancang harus mengoordinasikan temper dengan langkah fabrikasi berikutnya: operasi pembentukan sebaiknya dilakukan sebelum perlakuan panas larutan untuk menghindari springback dan retak pada kondisi pengerasan.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.5 (tipikal)	Deoksidator; Si lebih tinggi menurunkan rentang leleh dan meningkatkan kemampuan pengecoran
Fe	≤ 0.5	Unsur pengotor; jumlah kecil menurunkan kelenturan dan dapat membentuk intermetallic kasar
Mn	≤ 0.6	Kontrol struktur butir dan kekuatan melalui dispersi
Mg	0.1–0.8	Unsur penguat sekunder; memengaruhi kinetika pengerasan penuaan
Cu	~3.5–6.0	Unsur penguat utama; mengendalikan pengerasan presipitasi (presipitat tipe Al2Cu)
Zn	≤ 0.25	Minor; Zn berlebih dapat menurunkan ketahanan korosi
Cr	≤ 0.2	Mengontrol pertumbuhan butir selama perlakuan larutan
Ti	≤ 0.15	Penghalus butir saat pembekuan dan pengecoran
Lainnya (masing-masing)	≤ 0.05–0.15	Unsur jejak dan toleransi pengotor; sisanya aluminium

Tembaga adalah unsur penguat utama pada A206 dan mengendalikan kekerasan serta kekuatan puncak melalui perlakuan larutan dan penuaan yang terkontrol. Penambahan minor seperti Mg dan Mn masing-masing memodifikasi kinetika presipitasi dan struktur butir, meningkatkan ketangguhan dan ketahanan terhadap overaging, sementara silikon dan besi dijaga rendah untuk menghindari intermetallic kasar yang menurunkan performa kelelahan dan ketangguhan.

Sifat Mekanik

A206 menunjukkan rentang perilaku mekanik yang luas tergantung temper dan bentuk produk, mulai dari kondisi annealed yang lunak hingga kondisi pengerasan presipitasi kekuatan tinggi. Pada kondisi tipe T6, paduan ini mencapai kekuatan tarik dan luluh yang jauh lebih tinggi yang didorong oleh dispersi halus presipitat Al-Cu; namun, kelenturan dan ketangguhan patah berkurang dibandingkan bahan annealed. Performa kelelahan umumnya baik untuk desain tahan inisiasi lelah karena paduan ini menggabungkan kekuatan tinggi dengan ketangguhan yang lebih baik dari beberapa paduan Al-Zn-Mg kekuatan tinggi, tetapi hasil akhir permukaan dan kondisi korosi sangat memengaruhi masa lelah.

Ketebalan dan riwayat pemrosesan berpengaruh signifikan terhadap data mekanik: forging dan pelat lebih tebal cenderung menunjukkan kekuatan puncak sedikit lebih rendah akibat perbedaan laju quench dan distribusi presipitat yang lebih kasar. Tegangan sisa, tingkat kerja dingin sebelum penuaan, dan stabilitas temper selama pengelasan atau pemanasan lokal juga sangat memengaruhi sifat luluh dan tensile lokal. Perancang sebaiknya menggunakan sertifikat uji pemasok dan kurva mekanik spesifik produksi saat melakukan analisis tegangan.

Sifat	O/Annealed	Temper Kunci (misal, T6 / T651)	Catatan
Kekuatan Tarik	~110–170 MPa (tipikal)	~400–480 MPa (rentang puncak tipikal)	Nilai bergantung ketebalan, temperatur, dan perlakuan panas; data pemasok diperlukan
Kekuatan Luluh	~40–110 MPa	~300–380 MPa	T6 biasanya menghasilkan ~300–360 MPa untuk bentuk produk umum
Regangan	15–30%	6–12%	Kelenturan menurun dengan pengerasan penuaan; regangan bervariasi menurut ketebalan dan temper
Kekerasan (HB)	~30–55	~100–140	Kekerasan Brinell berkorelasi dengan kekuatan tarik; lebih tinggi pada kondisi T6/T651

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Kepadatan	~2.77–2.83 g/cm³	Agak lebih tinggi dari aluminium murni karena kandungan tembaga
Rentang Leleh	Solidus ~500–520 °C, Liquidus ~630–650 °C	Interval leleh paduan; penting untuk pengecoran dan kontrol perlakuan panas
Konduktivitas Termal	~110–150 W/m·K (perkiraan)	Berkurang dibanding aluminium murni karena paduan; tergantung temper dan mikrostruktur
Konduktivitas Listrik	~20–35 % IACS (perkiraan)	Lebih rendah dibanding aluminium murni; penambahan tembaga mengurangi konduktivitas
Kalor Jenis	~0.86–0.90 kJ/kg·K	Tipikal untuk paduan aluminium pada suhu kamar
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Ekspansi termal tipikal; penting untuk perakitan dengan baut dan sambungan

Sifat termal dan listrik A206 berada di antara aluminium kadar tinggi murni dan keluarga aluminium kekuatan tinggi paduan berat. Kandungan tembaga menurunkan konduktivitas dan difusivitas termal dibanding aluminium murni tetapi tetap memungkinkan penyebaran panas yang wajar untuk banyak komponen struktural. Rentang leleh dan sensitivitas quench sangat memengaruhi jendela proses perlakuan panas dan potensi retak panas atau sifat tidak merata pada bagian tebal.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (lembaran)	0,5–6 mm	Dapat mencapai kekuatan T6 setelah perlakuan panas	O, H14, T4, T5, T6	Ketebalan memengaruhi laju quench dan kekuatan akhir
Plate (plat)	6–100+ mm	Kekuatan puncak berkurang pada penampang sangat tebal karena quench yang lebih lambat	O, T6, T651	Sering digunakan untuk forging, tooling, plat struktural
Extrusion (ekstrusi)	Penampang hingga beberapa ratus mm	Cocok untuk profil kompleks; kondisi penuaan diperlukan untuk kekuatan maksimal	T5, T6	Laju pendinginan ekstrusi mempengaruhi distribusi presipitat
Tube (pipa)	dinding 1–20 mm	Perilaku mirip lembaran untuk pipa berdinding tipis	O, T6	Digunakan dalam aplikasi struktural dan hidrolik
Bar/Rod (batang)	Ø2–100 mm	Batang forged atau drawn menunjukkan ketahanan kelelahan dan kekuatan baik setelah penuaan	O, T6	Grade yang mudah dikerjakan umumnya disediakan dalam bentuk batang

Pemilihan bentuk produk sangat mempengaruhi performa mekanik akhir karena ketebalan penampang mengontrol laju pendinginan saat quenching dan dengan demikian ukuran serta distribusi presipitat. Lembaran dan ekstrusi tipis dapat mencapai temper hampir puncak setelah perlakuan solusi standar dan quench, sementara plat tebal dan forging mungkin memerlukan media quench lebih agresif, rejim interkritikal, atau spesifikasi temper yang dimodifikasi (misalnya T651) untuk mengelola distorsi dan tegangan sisa.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	A206	USA	Penamaan Aluminium Association yang umum digunakan dalam literatur pemasok
EN AW	Tidak ada padanan langsung	Eropa	Tidak ada padanan EN AW langsung; keluarga fungsional terdekat adalah EN AW-2xxx (misalnya AW-2024)
JIS	Tidak ada padanan langsung	Jepang	JIS biasanya memetakan ke paduan seri 2xx namun kode JIS untuk A206 jarang ditemukan
GB/T	Tidak ada padanan langsung	China	Standar China dapat mencantumkan paduan seri 2xx fungsional; kecocokan tepat memerlukan cross-referensi

A206 tidak selalu memiliki padanan satu-ke-satu di setiap standar regional; banyak pemasok mencantumkan paduan sebagai AA A206 atau memberikan kesetaraan kimia dan mekanik dengan paduan terkenal seperti 2024 untuk maksud desain. Perbedaan halus dalam batas impuritas, elemen jejak, dan jalur proses yang diizinkan menyebabkan variasi dalam kelelahan, ketangguhan patahan, dan kerentanan stress corrosion cracking (SCC) antara paduan seri 2xx yang secara nominal serupa. Selalu rujuk lembar spesifikasi tepat atau cross-reference internasional yang disediakan oleh sertifikasi material.

Ketahanan Korosi

Dalam lingkungan atmosfer umum A206 menunjukkan ketahanan korosi sedang namun lebih rendah dibandingkan paduan Al-Mg (5xxx) dan paduan aluminium murni komersial (1xxx). Kehadiran tembaga meningkatkan kerentanan terhadap pitting dan korosi antar butir, terutama saat terpapar atmosfer laut yang kaya klorida atau kondisi celah. Perlakuan permukaan pelindung seperti cladding dengan aluminium murni, anodizing, atau pelapisan konversi sesuai umum digunakan untuk mengurangi risiko korosi lokal.

A206 lebih rentan terhadap stress corrosion cracking (SCC) dibanding banyak paduan Al-Mg pada temper puncak; risiko SCC meningkat di bawah tegangan tarik berkelanjutan dalam media korosif. Interaksi galvanik signifikan: saat dipasangkan dengan logam lebih mulia seperti baja tahan karat atau paduan tembaga, A206 akan bertindak sebagai anoda dan korosi lebih dulu kecuali terisolasi secara elektrik atau dilapisi. Dibanding paduan 7xxx berbasis seng dengan kekuatan tinggi, A206 menawarkan stabilitas korosi sedikit lebih baik dalam beberapa kondisi perlakuan panas, namun lebih rendah dari paduan Al-Mg untuk paparan laut jangka panjang.

Properti Fabrikasi

Ketangguhan Las

Pengelasan A206 dalam temper kekuatan tinggi menantang karena presipitat kaya tembaga dan rentang solidifikasi yang luas meningkatkan risiko hot cracking serta melembutkan zona terpengaruh panas (HAZ). Teknik pengelasan fusi (TIG/MIG) biasanya memerlukan perlakuan panas pra dan pasca las atau penggunaan paduan filler yang ductile; paduan filler Al-Cu (misalnya keluarga 2319) atau filler silikon (misalnya 4043) umum digunakan, namun filler mempengaruhi kekuatan akhir dan perilaku korosi. Perancang sering menghindari pengelasan dalam kondisi T6 atau merencanakan perlakuan solusi lokal dan penuaan ulang untuk memulihkan sifat.

Kemudahan Pemesinan

A206 memiliki kemampuan mesin sedang; paduan ini lebih mudah dimesin dibanding banyak paduan Al-Zn-Mg berkekuatan tinggi tetapi tidak sebaik paduan aluminium bebas timbal yang mudah dikerjakan. Alat carbide dengan geometri rake positif dan strategi pemesinan kecepatan sedang dengan feed tinggi menghasilkan hasil permukaan dan masa pakai alat yang baik. Kontrol serpihan bisa bermasalah saat memotong penampang tebal; proses milling dengan climb dan fitur pemecah serpihan dianjurkan untuk menghindari pembentukan built-up edge.

Kemampuan Pembentukan

Kemampuan pembentukan dingin terbaik pada kondisi temper O atau H dimana elongasi dan kemampuan bending tinggi. Radius bending ketat dan operasi stamping kompleks biasanya dilakukan dalam kondisi annealed, dengan perlakuan panas solusi dan penuaan berikutnya jika diperlukan kekuatan penuh. Pada kondisi T6 atau temper penuaan lain, paduan memiliki kemampuan bentuk stretch terbatas dan rentan retak pada deformasi tinggi, sehingga perancang harus menentukan temper pembentukan dan mempertimbangkan pembentukan hangat untuk geometrinya yang kompleks.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan Al-Cu yang dapat diperlakukan panas, A206 diproses dengan perlakuan panas solusi untuk melarutkan fase pembawa Cu kemudian diikuti quenching cepat dan penuaan buatan untuk mengendapkan fase penguat. Suhu solusi biasanya pada kisaran jendela solid-solution paduan (umumnya sekitar 500–535 °C untuk paduan seri 2xx), diikuti oleh quench air ke suhu kamar untuk mempertahankan kondisi supersaturasi. Suhu penuaan buatan biasanya antara 150–190 °C dengan waktu beberapa jam hingga puluhan jam tergantung pada kekerasan yang diinginkan dan toleransi overaging.

Transisi temper T sangat penting: T4 (alami atau distabilkan) menghasilkan kondisi agak lunak dan ductile, sedangkan T6 mencapai kekerasan hampir puncak dengan kekuatan luluh lebih tinggi. Overaging (misalnya penuaan berkepanjangan atau paparan suhu kerja tinggi) memperbesar presipitat sehingga menurunkan kekuatan namun meningkatkan ketangguhan patahan dan ketahanan SCC. Kontrol laju quench dan parameter penuaan penting untuk menghindari variasi sifat antar penampang dan meminimalkan distorsi selama perlakuan panas.

Untuk produksi, praktik pengurangan tegangan sisa seperti stretching (T651) diterapkan setelah quenching untuk mengurangi tegangan residual dan memberikan dimensi yang lebih stabil saat penuaan. Penampang tebal memerlukan perhatian pada tingkat keparahan quench; quenching terputus atau penuaan disesuaikan dapat digunakan untuk menyeimbangkan kontrol distorsi dan performa mekanik.

Performa Suhu Tinggi

A206 kehilangan kekuatan secara progresif dengan kenaikan suhu karena stabilitas presipitat menurun dan coarsening akibat difusi berlangsung lebih cepat. Batasan layanan kontinu praktis untuk aplikasi struktural pembawa beban biasanya dijaga di bawah sekitar 120 °C, sedangkan paparan jangka pendek hingga ~150–200 °C menyebabkan pelemahan terukur dan penurunan kekuatan luluh. Oksidasi cukup rendah di udara pada suhu ini, tetapi paparan suhu tinggi berkepanjangan akan mengubah mikrostruktur dan mengurangi kemampuan pengerasan puncak.

Zona terpengaruh panas akibat pengelasan atau pemanasan lokal selama fabrikasi dapat menunjukkan pelemahan substansial dan kehilangan kekuatan relatif terhadap material T6 dasar. Perancang harus memperhitungkan penurunan sifat lokal di sekitar sambungan dan melakukan perlakuan panas pasca las jika memungkinkan atau mendesain dengan memperhatikan sifat HAZ yang berkurang pada perhitungan beban.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan A206
Aerospace (dirgantara)	Fitting struktural kecil, forging	Kekuatan terhadap berat tinggi dan performa kelelahan setelah penuaan
Marine (kelautan)	Mount motor, komponen struktural tidak terekspos	Kekuatan baik dengan perlindungan korosi sedang saat dilapisi atau dcladding
Automotive (otomotif)	Komponen suspensi, bracket performa	Kekuatan statis tinggi dan ketahanan kelelahan untuk pengurangan bobot
Electronics (elektronika)	Enclosure, penyebar panas (terbatas)	Konduktivitas termal dan kemudahan mesin yang dapat diterima untuk casing struktural

A206 biasanya dipilih saat diperlukan kekuatan statis dan kelelahan tinggi serta komponen dapat diperlakukan panas untuk mencapai rentang mekanik yang diperlukan. Strategi perlindungan permukaan rutin diintegrasikan saat paparan korosi memungkinkan. Keseimbangan antara kemudahan pemesinan, kemampuan bentuk pada temper lunak, dan kemampuan mencapai tingkat kekuatan tinggi membuatnya cocok untuk komponen detail dirgantara dan otomotif performa tinggi.

Wawasan Pemilihan

A206 paling baik dipilih saat perancang membutuhkan aluminium paduan yang lebih kuat dan dapat diperlakukan panas daripada grade aluminium murni komersial serta saat proses produksi memungkinkan perlakuan solusi dan penuaan buatan. Tentukan temper O/H untuk pembentukan dan temper T untuk layanan akhir saat kontrol dimensi dan kekuatan diperlukan. Pertimbangkan pelapisan, cladding, atau anodizing saat paparan korosi signifikan.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), A206 menukar konduktivitas dan kemampuan pembentukan untuk kekuatan yang jauh lebih tinggi dan ketahanan lelah yang lebih baik, sehingga kurang cocok digunakan jika konduksi listrik atau termal adalah prioritas utama, tetapi menjadi pilihan yang kuat untuk bagian struktural yang menanggung beban. Dibandingkan dengan paduan pengerasan kerja umum (3003/5052), A206 menawarkan kekuatan puncak yang lebih tinggi tetapi ketahanan korosi umum dan kemampuan las yang lebih rendah; gunakan A206 ketika kekuatan adalah kebutuhan utama dan tindakan perlindungan dapat mengurangi risiko korosi.

Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan secara panas seperti 6061 atau 6063, A206 dapat mencapai kekuatan luluh yang sebanding atau lebih tinggi pada densitas yang mirip dalam beberapa kondisi tempa tetapi seringkali memiliki kemampuan las dan perilaku korosi yang lebih buruk. Pilih A206 daripada paduan 6xxx saat dibutuhkan kekuatan intrinsik yang lebih tinggi dan sifat ketahanan lelah atau retak khusus serta saat proses fabrikasi dapat menyesuaikan perlakuan panas yang tepat.

Ringkasan Penutup

A206 tetap relevan dalam rekayasa modern sebagai paduan Al-Cu yang dapat diperlakukan panas dengan kekuatan tinggi yang menjembatani kesenjangan antara paduan struktural 6xxx konvensional dan paduan 7xxx yang sangat kuat dengan menawarkan kombinasi kekuatan, ketangguhan, dan performa lelah yang menguntungkan. Kegunaannya bergantung pada pengendalian perlakuan panas, pemilihan temper, dan perlindungan permukaan yang cermat untuk mengelola kompromi antara korosi dan kemampuan pengelasan. Untuk desain yang membutuhkan kekuatan tinggi dengan biaya dan kemampuan mesin yang wajar, A206 terus menjadi pilihan praktis ketika sertifikasi pemasok dan pengendalian proses diintegrasikan ke dalam rencana manufaktur.