Aluminium A380: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

A380 merupakan paduan aluminium untuk die-casting komersial yang termasuk dalam keluarga Al-Si-Cu, bukan seri aluminium dengan proses pengerjaan seperti 3xxx, 6xxx, atau 7xxx. Biasanya dikategorikan sebagai paduan cor Al–Si (sering disebut bersama ADC12/EN AC‑46000) dan dirancang untuk aplikasi die-casting volume tinggi yang memerlukan geometri kompleks dan akurasi dimensi tinggi.

Elemen paduan utama adalah silikon (Si) dalam kisaran eutektoid hingga hipoeutektoid dan tembaga (Cu) pada level yang cukup untuk memungkinkan pengerasan presipitasi; besi (Fe), magnesium (Mg), dan jejak titanium (Ti) serta mangan (Mn) hadir untuk mengendalikan karakteristik pengecoran dan mikrostruktur. Penguatan berasal dari campuran mikrostruktur hasil cor (Si eutektoid dan intermetallic), pengerasan presipitasi terbatas dari Cu/Mg, serta beberapa efek pengerasan akibat proses sekunder; A380 bukan paduan yang sepenuhnya dapat dikerjakan dan dikeraskan secara mekanis.

Sifat utama A380 meliputi kemampuan pengecoran yang baik, stabilitas dimensi sangat baik saat die-casting, kekuatan statik sedang hingga tinggi untuk paduan cor, konduktivitas termal dan listrik yang memadai untuk aplikasi enclosure dan housing, serta ketahanan korosi yang dapat diterima untuk eksposur atmosfer umum. Kemampuan las dan kemampuan bentuk lebih terbatas dibandingkan dengan aluminium yang dikerjakan; perbaikan las dan perlakuan panas pasca cor dimungkinkan tetapi memerlukan kontrol proses yang ketat.

Industri yang biasanya menggunakan A380 mencakup otomotif (housing transmisi, penyangga), elektronik konsumen (enclosure), housing mesin kecil dan pompa, serta komponen cor industri umum yang mengutamakan geometri dan efisiensi biaya. Engineer memilih A380 saat keseimbangan antara kemampuan cor, akurasi dimensi, kekuatan yang memadai, dan biaya per bagian rendah lebih penting daripada kebutuhan untuk keuletan tinggi atau kinerja pada suhu tinggi.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Regangan	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O (Annealed)	Rendah	Tinggi	Baik untuk pembentukan terbatas	Baik (dengan perhatian)	Melunak akibat anneal tungku; jarang digunakan untuk bagian die-cast akhir
As‑Cast (AC)	Sedang	Rendah–Sedang	Terbatas	Cukup — masalah porositas	Kondisi pengiriman khas dari die casting; mikrostruktur mengontrol kekuatan
T5 (Aged buatan)	Sedang–Tinggi	Rendah	Terbatas	Cukup — pemilihan kawat las kritis	Sering diterapkan untuk meningkatkan sifat mekanik tanpa perlakuan larutan penuh
T6 (Solution treated & aged)	Tinggi	Rendah	Buruk	Menantang — pelunakan zona pengaruh panas (HAZ)	Dapat meningkatkan kekuatan, tetapi risiko distorsi dan pembukaan porositas
H (kerja dingin, terbatas)	Sedang	Lebih rendah	Buruk	Tidak tersedia	Jarang untuk die-casting; penggunaan terbatas pada deformasi lokal

Temper mempengaruhi A380 dengan menggeser keseimbangan relatif kekuatan dan keuletan melalui perubahan mikrostruktur dan pola presipitasi. Material as‑cast memberikan fidelitas dimensi terbaik dari cetakan, T5 meningkatkan kekuatan dengan distorsi minimal, dan T6 penuh dapat memaksimalkan kekuatan dengan biaya pemrosesan lebih tinggi, risiko distorsi meningkat, serta keuntungan terbatas akibat porositas pengecoran.

Komposisi Kimia

Elemen	Kisaran %	Catatan
Si	7.5–9.6	Elemen paduan utama yang mengontrol fluiditas dan penyusutan; membentuk fase eutektik/Si halus.
Fe	0.6–1.3	Impuritas yang membentuk intermetallic (β‑AlFeSi) mempengaruhi keuletan dan toleransi porositas.
Mn	≤0.35	Mengontrol morfologi intermetallic Fe; meningkatkan ketangguhan secara marginal.
Mg	0.1–0.45	Berperan dalam pengerasan usia saat dikombinasikan dengan Cu; peran penguatan minor.
Cu	1.5–3.5	Kontributor utama pengerasan presipitasi dan peningkatan kekuatan setelah aging.
Zn	≤0.2	Tingkat rendah; kontributor penguatan larutan solid minor.
Cr	≤0.1	Jejak untuk mengontrol struktur butir dan rekristalisasi pada beberapa varian.
Ti	0.02–0.2	Penghalus butir yang digunakan saat peleburan untuk mengendalikan ukuran butir as-cast.
Lainnya	Balance Al (plus jejak Pb/Sn ≤0.05)	Aluminium adalah sisanya; elemen jejak dikontrol untuk kebersihan cor.

Kandungan Si mengontrol karakteristik pengecoran—fluiditas, pengisian, dan penyusutan—serta ukuran dan morfologi partikel Si memengaruhi kekuatan dan ketahanan lelah. Tembaga dan magnesium memungkinkan pengerasan presipitasi selama aging buatan, namun efektivitas perlakuan panas dibatasi oleh cacat pengecoran dan fase intermetallic yang mengurangi keuletan dan umur lelah dibandingkan dengan paduan kerja mekanis.

Sifat Mekanik

A380 menunjukkan perilaku tarik khas paduan die-casting kelas menengah: kekuatan tarik akhir relatif tinggi untuk pengecoran dengan batas luluh rendah sampai sedang dan regangan terbatas. Nilai tarik dan luluh sangat dipengaruhi oleh parameter pengecoran, tingkat porositas, dan temper; pengecoran lebih padat dengan pengendalian hidrogen dan oksida yang baik menunjukkan umur lelah lebih tinggi dan kekuatan terukur lebih besar.

Regangan umumnya rendah dibandingkan aluminium pengerjaan mekanis; regangan hingga putus biasanya berada di kisaran 1–6% untuk temper as‑cast dan yang telah diperlakukan panas, dan keuletan hanya bisa ditingkatkan sedikit melalui annealing. Kekerasan berkorelasi dengan temper dan perlakuan panas — kekerasan Brinell meningkat dari nilai sedang pada kondisi annealed ke nilai lebih tinggi setelah aging T5/T6, tetapi keberadaan intermetallic rapuh dan Si kasar membatasi ketangguhan dan ketahanan lelah.

Performa lelah sensitif terhadap kondisi permukaan dan cacat pengecoran; umur lelah biasanya lebih rendah dibandingkan paduan kerja mekanis dengan kekuatan statik sebanding, dan dapat ditingkatkan dengan hot isostatic pressing, shot peening, atau pemesinan untuk menghilangkan cacat permukaan. Ketebalan dan ukuran penampang mempengaruhi laju pendinginan dan mikrostruktur; penampang tipis mendingin cepat menghasilkan mikrostruktur halus dan sifat mekanik yang sedikit lebih baik, sedangkan penampang tebal lebih rentan terhadap porositas dan struktur eutektik kasar.

Sifat	O/Annealed	Temper Kunci (As‑Cast / T5 / T6)	Catatan
Kekuatan Tarik (UTS)	135–220 MPa	250–340 MPa	Rentang luas tergantung praktik pengecoran dan porositas; T5/T6 pada kisaran atas.
Batas Luluh (0,2% offset)	55–125 MPa	110–210 MPa	T6 meningkatkan batas luluh melalui presipitasi; batas luluh as‑cast bervariasi dengan mikrostruktur.
Regangan	4–12%	1–6%	Keuletan terbatas pada bentuk cor; anneal membantu tapi mengurangi kekuatan.
Kekerasan (HB)	50–85 HB	75–110 HB	Kekerasan meningkat dengan aging buatan; variasi lokal akibat intermetallic.

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	~2.78 g/cm³	Sedikit lebih tinggi dari aluminium murni karena kandungan Si/Cu/Fe.
Range Leleh	~500–575 °C	Mulai leleh parsial/eutektik dekat temperatur eutektik; rentang solidus‑liquidus akibat paduan.
Konduktivitas Termal	~90–120 W/m·K (25 °C)	Lebih rendah dari aluminium murni karena Si dan intermetallic; masih baik untuk housing dan penyebaran panas.
Konduktivitas Listrik	~20–35 % IACS	Berkurang dibandingkan aluminium murni; konduktivitas menurun dengan meningkatnya Cu/Si.
Kalor Jenis	~0.88–0.92 J/g·K	Tipikal untuk paduan aluminium; relevan untuk pemodelan manajemen termal.
Ekspansi Termal	~21–23 µm/m·K	Mirip dengan paduan cor Al–Si lain; perlu diperhitungkan untuk mismatch termal pada rakitan.

Kombinasi sifat fisik membuat A380 menarik untuk komponen yang memerlukan stabilitas dimensi, kemampuan disipasi panas sedang, dan grounding listrik dengan bobot rendah. Konduktivitas termal dan kalor jenis membuat A380 cocok untuk peran pendingin panas sedang, namun perancang harus memperhitungkan konduktivitas lebih rendah dibandingkan aluminium murni bila disipasi panas adalah fungsi utama. Ekspansi termal adalah khas aluminium dan harus diakomodasi dalam rakitan multi-material untuk menghindari stres termal dan degradasi galvanik.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Plat tipis	Jarang disediakan	Tidak umum	Tidak berlaku	A380 tidak umum diproduksi sebagai plat tipis tempa; aplikasi plat tipis biasanya menggunakan seri 5xxx/6xxx.
Plat	Terbatas (plat cor yang lebih tipis)	Bervariasi tergantung ketebalan	As‑Cast / T5	Beberapa plat hasil tuang atau thixocast ada tapi tidak umum; sering diperlukan proses machining.
Ekstrusi	Tidak berlaku	Tidak berlaku	Tidak berlaku	A380 adalah paduan cor dan tidak cocok untuk proses ekstrusi.
Tabung	Jarang disediakan	Tidak berlaku	Tidak berlaku	Bentuk tabung dari die casting sangat terbatas; tabung las dari bahan cor kadang digunakan.
Batang/As	Batang/ingot cor untuk peleburan ulang	Mirip dengan cor	As‑Cast	Biasanya disediakan dalam bentuk ingot atau shot untuk peleburan ulang die casting, bukan batang tempa untuk fabrikasi.

A380 pada dasarnya adalah paduan die casting dan bentuk produk utamanya adalah komponen cor yang diproduksi langsung dari cetakan bertekanan tinggi. Bentuk tempa seperti plat tipis, plat tebal, dan ekstrusi jarang karena kimia paduan dan mikrostruktur cor tidak dioptimalkan untuk proses tempa; produsen biasanya memilih paduan tempa untuk bentuk produk tersebut. Ketika kebutuhan fungsional mengharuskan, coran dimachining sampai toleransi akhir atau digabungkan dengan sisipan dan operasi sekunder daripada mengandalkan pembentukan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	A380	USA	Penamaan umum untuk industri die casting dan spesifikasi pengecoran.
EN AW	EN AC‑46000 (AlSi8Cu3(Fe))	Eropa	Setara kasar; nomenklatur menekankan keluarga kimia dan kandungan Fe.
JIS	ADC12	Jepang	Sering dirujuk sebagai setara di Asia dengan kandungan Si/Cu dan perilaku pengecoran mirip.
GB/T	AlSi9Cu (perkiraan)	China	Standar lokal mungkin mencantumkan AlSi9Cu3 atau serupa sebagai setara praktis; kimia dapat agak berbeda.

Perbedaan halus antar setara regional berasal dari toleransi yang diizinkan pada Cu, Si, dan Fe serta tingkat impuritas yang diperbolehkan dan metode pengujian sifat mekanik. ADC12 dan EN AC‑46000 sering dianggap hampir setara dengan A380 untuk desain dan pengadaan, tetapi produsen harus memastikan rentang kimia, opsi perlakuan panas sementara, dan sertifikasi sifat mekanik sebelum melakukan cross-listing komponen.

Ketahanan Korosi

A380 memiliki ketahanan korosi atmosfer umum yang baik karena lapisan oksida aluminium alami, dan berkinerja baik di lingkungan dalam ruangan yang terkontrol di mana agen penggores minimum. Kandungan tembaga mengurangi ketahanan korosi secara keseluruhan dibandingkan paduan tempa rendah-Cu; korosi lokal dapat terjadi terutama pada lingkungan yang mengandung klorida dan area dengan endapan yang menjebak kelembaban.

Pada kondisi laut atau kadar klorida tinggi, A380 menunjukkan kerentanan lebih tinggi terhadap korosi lubang dan celah dibandingkan paduan tempa 5xxx/6xxx yang mengandung sedikit atau tanpa tembaga; pelapis pelindung dan sealant biasanya diperlukan untuk layanan jangka panjang. Retak korosi karena tegangan tidak sering dilaporkan pada A380 dalam servis normal, tetapi risiko meningkat di mana tegangan tarik, aktivitas klorida tinggi, dan suhu tinggi terjadi bersama; perancang harus berhati-hati untuk aplikasi struktural kelautan.

Interaksi galvanik membuat A380 anodic relatif terhadap banyak baja dan paduan tembaga; saat dipasangkan dalam air laut atau elektrolit agresif, komponen aluminium akan mengalami korosi lebih dahulu kecuali diisolasi secara elektrik atau dilindungi oleh pelapis dan anoda pengorbanan. Dibandingkan keluarga paduan lain, A380 menukar sebagian ketahanan korosi untuk kemampuan pengecoran dan efisiensi dimensi; jika ketahanan korosi kritis, pilih paduan rendah-Cu atau sistem pelindung.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Las

Pengelasan die casting A380 memungkinkan tapi menantang: porositas, gas terperangkap, dan oksida pada mikrostruktur die casting meningkatkan risiko cacat las. Pengelasan TIG dan MIG dengan kawat pengisi Al-Si (misalnya ER4043 atau ER4047) umum direkomendasikan untuk menyamakan kandungan silikon yang tinggi dan mengurangi kecenderungan retak panas; ER5356 bisa digunakan untuk kekuatan lebih tinggi tapi meningkatkan kerentanan retak pada coran Al–Si. Pemanasan awal ke 150–200 °C, penggundulan sampai logam baik, dan perlakuan panas pasca-las atau peening dapat meningkatkan kualitas las; namun, pelunakan HAZ dan pembukaan porositas sering membatasi kekuatan perbaikan.

Kemudahan Mesin

A380 dianggap cukup mudah dimachining untuk paduan cor; partikel Si eutektik mengurangi pembentukan tepi terangkat dan mendorong pemutusan serpihan, sementara kekerasan sedang paduan memungkinkan kecepatan potong lebih tinggi dibandingkan Al murni yang lebih lunak. Peralatan carbide dengan geometri rake positif dan pendinginan yang memadai standar untuk machining volume tinggi; kecepatan potong mirip dengan paduan Al lain tetapi umur alat tergantung kandungan Si dan intermetalik abrasif. Hasil permukaan halus membutuhkan kontrol pada kecepatan makan dan geometri alat untuk menghindari getaran dan keluarnya partikel silikon.

Kemampuan Bentuk

Pembentukan A380 terbatas karena coran tidak setangguh aluminium tempa. Radius pembengkokan harus konservatif dan operasi pembentukan lokal sering mengakibatkan retak atau patah karena elongasi rendah; perancang biasanya menghindari pembentukan dingin berat pada coran A380. Hasil pembentukan terbaik diperoleh dengan merancang fitur pada cetakan, menggunakan sisipan, atau memilih paduan tempa yang lebih tangguh untuk kebutuhan pembentukan pasca; pelunakan (annealing) dapat meningkatkan keuletan tapi mengurangi kekuatan secara signifikan.

Perilaku Perlakuan Panas

Walaupun A380 mengandung Cu dan Mg yang memungkinkan pengerasan presipitasi, respons perlakuan panas dibatasi oleh mikrostruktur as-cast dan porositas. Perlakuan panas larutan (solution heat treatment) dilakukan pada suhu sekitar 495–540 °C untuk melarutkan fase yang larut, diikuti dengan quenching cepat dan aging buatan pada 150–200 °C untuk mengendapkan fase penguatan; menghasilkan kondisi T6 atau T5 tergantung penggunaan perlakuan larutan penuh atau tidak.

Batasan praktis meliputi distorsi, pembukaan porositas dan lapisan oksida selama perlakuan larutan yang dapat mengurangi akurasi dimensi dan umur lelah; banyak produsen die casting lebih memilih proses T5 (aging langsung) atau kontrol aging untuk menyeimbangkan kenaikan kekuatan dan kestabilan bentuk. Untuk perilaku tanpa perlakuan panas, A380 dapat dilunakkan dengan annealing tungku untuk menambah keuletan bagi pembentukan terbatas, dan pengerjaan dingin lokal dapat sedikit meningkatkan kekerasan tetapi bukan pengganti paduan tempa penuh.

Kinerja Pada Suhu Tinggi

Kekuatan A380 menurun seiring kenaikan suhu dan paduan ini umumnya direkomendasikan untuk layanan kontinu di bawah kira-kira 150 °C untuk aplikasi pembawa beban. Suhu tinggi mempercepat pelunakan struktur yang mengeras akibat aging dan dapat mendorong kasar fase pengendapan, mengurangi baik kekuatan statik maupun umur lelah; paparan lama di atas ~200 °C tidak umum untuk komponen A380. Oksidasi aluminium umumnya bersifat protektif, tapi pada suhu tinggi intermetalik dan ekspansi diferensial dapat menyebabkan retak mikro dan mengurangi integritas penyegelan pada rakitan.

Bagian yang dilas atau diperbaiki mengembangkan daerah HAZ di mana terjadi overaging atau pelunakan; lonjakan suhu tinggi dapat memperburuk pelunakan HAZ dan mengurangi kapasitas jalur beban, sehingga perancang harus mempertimbangkan kekuatan lokal yang menurun dan menghindari peletakan sambungan baut atau las kritis di zona suhu tinggi.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan A380
Otomotif	Rumah transmisi, rumah bodi katup, braket	Kemampuan die-cast yang sangat baik, akurasi dimensi, efisiensi biaya untuk produksi volume tinggi
Kelautan