Aluminium A383: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Menyeluruh

A383 adalah paduan aluminium die-casting yang termasuk dalam keluarga paduan cor Al–Si–Cu, bukan dalam seri 1xxx–7xxx yang diproses secara wrought. Paduan ini paling tepat digambarkan sebagai paduan cor Al–Si hipoeutektoid dengan penambahan tembaga yang signifikan untuk meningkatkan kekuatan dan kemampuan pengerasan setelah perlakuan panas. Unsur paduan utama adalah silikon untuk kemudahan pengecoran dan kelancaran aliran cairan, tembaga untuk kekuatan dan respon terhadap penuaan, serta sejumlah kecil Fe, Mn, dan Mg yang memengaruhi pembentukan intermetallic, kekuatan, dan pengendalian porositas. Mekanisme penguatan utamanya adalah pengerasan presipitasi (saat perlakuan larutan dan penuaan buatan) yang dikombinasikan dengan distribusi halus fase kaya Si dari pembekuan cepat dalam proses die-casting.

Ciri utama A383 meliputi keseimbangan kekuatan statis sedang hingga tinggi, akurasi dimensi yang baik dan ketahanan tekanan pada bagian yang dicor, serta ketahanan korosi yang dapat diterima di lingkungan atmosfer. Paduan ini memiliki kemampuan las yang cukup baik dengan perhatian pada pemilihan kawat las dan kontrol pemanasan sebelum serta sesudah, serta menunjukkan kemampuan mesin yang wajar dalam kondisi cetakan-asli karena mikrostruktur yang dapat diprediksi. Industri yang biasa menggunakan A383 meliputi otomotif (rumah struktur, badan pompa), produk konsumen (rumah elektrikal), dan peralatan industri di mana pengecoran dinding tipis kompleks dengan kekuatan sedang dibutuhkan. Insinyur memilih A383 saat diperlukan kombinasi kemudahan produksi die-casting, peningkatan kekuatan pasca-cor melalui perlakuan panas, dan penggunaan material yang ekonomis dibandingkan dengan paduan wrought berbiaya lebih tinggi atau alternatif dengan ketahanan korosi lebih baik namun kemampuan pengecoran yang lebih rendah.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Kondisi lunak seperti anil; jarang digunakan untuk bagian die-cast akhir namun berguna untuk penghilang tegangan dan pengerjaan ulang.
F (as-cast)	Sedang	Rendah–Sedang	Baik	Baik	Kondisi die-cast standar; mikrostruktur mencerminkan pembekuan pengecoran.
T5	Sedang–Tinggi	Rendah	Cukup	Baik	Didinginkan dari suhu tinggi dan diproses penuaan buatan; umum untuk komponen die-cast guna meningkatkan kekuatan.
T6	Tinggi	Rendah	Kurang–Cukup	Baik	Diolah dengan perlakuan panas larutan, quenched, dan penuaan buatan; menghasilkan kekuatan dan kekerasan tertinggi untuk A383.
T7	Sedang	Rendah–Sedang	Cukup	Baik	Kondisi overaged untuk meningkatkan stabilitas dimensi dan ketahanan terhadap relaksasi tegangan pada suhu tinggi.

Temper sangat berpengaruh pada performa mekanik karena sistem Al–Si–Cu merespon perlakuan larutan dan penuaan buatan dengan presipitasi fase kaya Cu. Kondisi as-cast (F) memberikan detail dimensi dan hasil permukaan yang baik namun dengan kekuatan puncak terbatas, sedangkan T5/T6 meningkatkan kekuatan tarik dan luluh melalui pengerasan presipitasi dengan pengorbanan sedikit keuletan. Pemilihan temper merupakan kompromi antara kemudahan produksi as-cast, target kekuatan akhir, dan biaya proses pasca-cor; temper yang diperlakukan panas membutuhkan kontrol ketat pada suhu larutan, tingkat pendinginan, dan siklus penuaan untuk mendapatkan sifat konsisten.

Komposisi Kimia

Unsur	Rentang %	Catatan
Si	8,0 – 11,0	Unsur penguat utama dan pemberi kelancaran aliran; mengendalikan fraksi eutektik dan perilaku susut.
Fe	0,6 – 1,6	Impuritas yang membentuk intermetallic kaya Fe; kadar tinggi mengurangi keuletan dan meningkatkan kecenderungan retak panas.
Mn	0,1 – 0,5	Menangkap Fe membentuk intermetallic kurang merugikan, sedikit meningkatkan kekuatan.
Mg	0,05 – 0,40	Membantu pengerasan presipitasi (Mg2Si) apabila hadir; nilai tipikal rendah untuk A383.
Cu	1,6 – 3,0	Unsur utama pengerasan penuaan; meningkatkan kekuatan namun dapat menurunkan ketahanan korosi.
Zn	0,05 – 0,5	Penguat minor dan elemen residu; efek terbatas pada kadar rendah.
Cr	0,05 – 0,25	Mengontrol struktur butir dan meningkatkan ketahanan rekristalisasi, mengurangi retak panas.
Ti	0,02 – 0,15	Penghalus butir; ditambahkan dalam jumlah kecil untuk memperhalus butir aluminium primer.
Lainnya (termasuk Ni, Pb, Sn)	≤ 0,15 tiap; sisanya Al	Elemen jejak dijaga rendah; total impuritas dikontrol untuk mempertahankan kemampuan pengecoran dan performa mekanik.

Komposisi diselaraskan untuk mencapai kemudahan pengecoran, mengendalikan susut dan porositas, serta memungkinkan pengerasan presipitasi dengan Cu sebagai unsur pembentuk usia utama. Silikon mengatur kelancaran aliran dan morfologi eutektik yang sangat memengaruhi elongasi dan umur lelah. Tembaga menaikkan kekuatan luluh dan tarik yang dapat dicapai setelah perlakuan panas namun mengorbankan ketahanan terhadap korosi umum, sehingga pelapisan dan sealing mungkin diperlukan untuk lingkungan agresif.

Sifat Mekanik

A383 memperlihatkan perilaku tarik khas die-cast di mana spesimen as-cast menunjukkan kekuatan tarik ultimate sedang dan keuletan terbatas akibat silikon eutektik dan intermetallic. Perlakuan panas larutan diikuti dengan penuaan buatan (T6) secara signifikan meningkatkan kekuatan luluh dan tarik melalui presipitasi fase kaya Cu meskipun biasanya mengurangi elongasi. Kekerasan mengikuti tren yang sama, dengan nilai Brinell atau Vickers meningkat signifikan setelah penuaan karena distribusi presipitat yang lebih halus dan pengurangan pelunakan larutan padat.

Performa kelelahan sangat bergantung pada kualitas pengecoran: porositas, inklusi, dan cacat permukaan mendominasi masa pemakaian. Penampang yang lebih tipis mendingin lebih cepat, memurnikan mikrostruktur dan meningkatkan kekuatan namun juga meningkatkan risiko cold shuts atau misruns jika sistem gerbang tidak dioptimalkan. Perancang harus mempertimbangkan sensitivitas keropos dan sering menggunakan shot peening, pengerjaan permukaan, atau perlakuan panas lokal untuk meningkatkan ketahanan lelah pada komponen yang mengalami beban siklik.

Properti	O/Anil	Temper Utama (misal, T6)	Catatan
Kekuatan Tarik (MPa)	160 – 240	260 – 360	Rentang luas tergantung ketebalan penampang, porositas dan kimia tepat; T6 memberikan nilai puncak.
Kekuatan Luluh (bukti 0,2%, MPa)	70 – 140	160 – 260	Kekuatan luluh naik signifikan dengan penuaan; rancang dengan menggunakan nilai konservatif dari pengecoran representatif.
Elongasi (%)	3 – 12	1,5 – 6	Elongasi menurun seiring kekuatan naik; penampang tipis dan T6 biasanya di ujung bawah rentang.
Kekerasan (HB)	50 – 90	80 – 130	Kekerasan berkorelasi dengan kekuatan dan berguna untuk kontrol kualitas cepat konsistensi perlakuan panas.

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Density	2,70 g/cm³	Density paduan aluminium tipikal; berguna untuk estimasi massa pengecoran.
Rentang Leleh	~577 – 640 °C	Si eutektik menurunkan titik leleh cair; perilaku pembekuan die-casting bergantung pada paduan dan laju pendinginan.
Konduktivitas Termal	~100 – 150 W/m·K	Lebih rendah dari Al murni akibat paduan dan fase kaya Si; tetap baik untuk aplikasi pembuangan panas umum.
Konduktivitas Listrik	~25 – 40 %IACS	Turun dari aluminium murni oleh paduan, khususnya Cu dan Si.
Kalor Spesifik	~880 – 900 J/kg·K	Tipikal untuk paduan Al; relevan untuk siklus termal dan perhitungan quenching.
Ekspansi Termal	~21 – 24 µm/m·K	Ekspansi termal relatif tinggi dibandingkan baja; penting untuk struktur sambungan dan pasangan komponen.

Sifat fisik ini mengendalikan pemrosesan termal, pembekuan pengecoran, dan performa layanan. Konduktivitas termal dan kalor spesifik yang sedang mengatur ekstraksi panas cepat dalam die-casting, memengaruhi gradien mikrostruktur pada transisi ketebalan dinding. Ekspansi termal dan kesesuaian dengan material pasangan harus diperhitungkan saat merancang rakitan untuk menghindari tegangan termal dan kebocoran.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Plat Tipis	Tidak umum	Tidak berlaku	Tidak berlaku	A383 tidak diproduksi secara rutin sebagai plat tipis gulungan; hanya dapat dibuat secara terbatas melalui proses sekunder.
Plat Tebal	Tidak umum	Tidak berlaku	Tidak berlaku	Plat tebal jarang diproduksi; pengecoran menggantikan fabrikasi berbasis plat untuk geometri kompleks.
Ekstrusi	Tidak umum	Tidak berlaku	Tidak berlaku	Komposisi paduan dan proses yang difokuskan pada pengecoran membuat ekstrusi tidak umum untuk A383.
Tabung	Terbatas (bentuk tabung cor)	Sedang	F, T5	Tabung cor khusus atau selongsong dapat diproduksi tetapi biasanya memerlukan proses machining.
Batang/As	Terbatas (billet cor)	Sedang	F, T6	Batang cor atau machining billet memungkinkan tetapi kurang ekonomis dibandingkan dengan paduan kerja dingin yang khusus.
Komponen Die-cast	Dinding tipis hingga ~1–2 mm	Tergantung temper dan penampang	F, T5, T6	Bentuk produk utama dan yang diinginkan; geometri kompleks dan presisi dimensi tinggi.

A383 dioptimalkan untuk die-casting tekanan tinggi di mana dinding tipis, inti kompleks, dan laju produksi tinggi menjadi prioritas. Bentuk kerja dingin jarang karena komposisi dan mikrostruktur disesuaikan untuk perilaku pengecoran daripada pengepresan atau ekstrusi. Perbedaan proses—seperti desain gating, kecepatan pengisian cetakan, dan kontrol pendinginan—sangat memengaruhi sifat mekanik lokal, dan operasi hilir umum meliputi machining, perlakuan panas, dan finishing permukaan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	A383	USA	Penanda pengecoran Aluminum Association digunakan untuk spesifikasi dan pembelian.
EN	EN AC‑(seri AlSiCu) (perkiraan)	Eropa	Tidak ada ekivalen kerja dingin AW satu-satu langsung; cari paduan EN AC dalam keluarga AlSi9Cu/AlSi10Cu sebagai pengganti fungsional.
JIS	ADC12 (perkiraan)	Jepang	ADC12 adalah paduan die-casting Jepang yang umum digunakan dengan kimia Al–Si–Cu serupa dan perilaku pengecoran yang mirip.
GB/T	AlSi9Cu atau ZL104 (perkiraan)	China	Grade pengecoran China dalam keluarga AlSi9Cu sering digunakan sebagai ekivalen praktis; kimia dan toleransi sifat yang tepat berbeda.

Kesetaraan antar standar bersifat perkiraan karena keluarga paduan cor ditentukan oleh rentang kimia, proses pengecoran, dan sifat akhir pemakaian daripada penamaan identik. Pengguna harus memverifikasi kekuatan tarik, kekerasan, dan respons perlakuan panas untuk batch spesifikasi tepat karena perbedaan kecil Cu, Mg, dan Fe secara dramatis mengubah respons pengerasan penskalaan umur dan perilaku korosi. Selalu minta laporan uji bahan bersertifikat dan, bila perlu, lakukan uji coba pengecoran untuk mengonfirmasi performa dimensi dan mekanik pada parameter die-casting yang diinginkan.

Ketahanan Korosi

A383 menunjukkan ketahanan korosi atmosferik umum yang baik seperti pada paduan cor Al–Si karena lapisan permukaan alumina pelindung yang cepat terbentuk kembali setelah terpapar. Di lingkungan industri atau agak korosif, paduan ini bekerja dengan baik, terutama bila permukaan disegel, dicat, atau dianodisasi; namun, penambahan tembaga mengurangi ketahanan relatif terhadap paduan Al–Si murni, meningkatkan kerentanan terhadap serangan lokal. Di lingkungan laut atau yang mengandung klorida, A383 rentan terhadap korosi pitting dan crevice khususnya pada permukaan yang dimachining atau di mana lapisan pelindung rusak; inhibitor korosi, anoda korban, dan pelapis pelindung adalah strategi mitigasi umum.

Pecah karena korosi tegangan (SCC) bukan mode kegagalan dominan untuk A383 pada suhu layanan dan tingkat tegangan tipikal, namun perhatian diperlukan pada kondisi usia tinggi dan tegangan besar di mana tegangan sisa dan media korosif berinteraksi. Interaksi galvanik dengan logam berbeda harus dipertimbangkan: ketika dikombinasikan dengan baja atau tembaga, perilaku anodic akan mempercepat serangan aluminium kecuali terisolasi atau dilindungi. Dibandingkan dengan paduan magnesium 5xxx, A383 memiliki ketahanan korosi umum lebih rendah; dibandingkan paduan kerja dingin 6xxx (dapat dianodisasi), A383 kurang mudah dianodisasi berkualitas tinggi dan oleh karena itu sering membutuhkan pelapis organik untuk perlindungan jangka panjang.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

A383 dapat dilas menggunakan metode fusi umum seperti MIG dan TIG, tetapi mikrostruktur die-cast dan porositas menimbulkan tantangan untuk mendapatkan sambungan bebas cacat. Pemanasan awal dan kontrol input panas mengurangi kecenderungan retak, dan paduan filler berbasis 4043 (Al–Si) atau 5356 (Al–Mg) biasanya digunakan tergantung kebutuhan layanan; 4043 cenderung menghasilkan fluiditas lebih baik dan retak lebih sedikit pada coran kaya Si. Zona las dapat mengalami pelunakan zona terdampak panas (HAZ) dan perubahan perilaku korosi, sehingga disarankan untuk menghindari las pada beban tinggi atau melakukan perlakuan panas pasca las.

Kemudahan Mesin

A383 kondisi cor mudah dimachining karena morfologi eutektik relatif stabil dan keberadaan partikel Si yang rapuh membantu pematahan serpihan. Indeks kemudahan mesin umumnya masuk kategori sedang sampai baik dibandingkan 6061; penggunaan pahat karbida dengan sudut positif dan kecepatan potong sedang memberikan keseimbangan terbaik antara umur alat dan hasil permukaan. Chip biasanya pendek dan granular; kecepatan makan dan pendinginan harus dioptimalkan agar tidak terjadi buildup edge dan untuk mengontrol kualitas permukaan bagi permukaan yang akan disegel.

Kemampuan Pembentukan

Kemampuan pembentukan A383 terbatas dibandingkan plat aluminium kerja dingin karena mikrostruktur cor tidak memiliki daktilitas dan kemampuan pengerasan regangan seperti paduan gulung. Pembengkokan dan penempaan bagian cor dapat dilakukan dalam kondisi anneal atau machining berat namun biasanya menyebabkan retak pada bagian tipis atau titik konsentrasi tegangan. Praktik terbaik adalah merancang fitur cor dalam geometri bagian daripada mencoba pembentukan pasca cor; bila pembentukan diperlukan, gunakan temper lunak (O/F) dan lakukan perlakuan pelepasan tegangan secara termal atau mekanik.

Perilaku Perlakuan Panas

A383 adalah paduan cor yang dapat diperlakukan panas berkat kandungan tembaganya, dan merespon pada urutan perlakuan larutan dan pengerasan buatan standar yang digunakan untuk sistem Al–Si–Cu. Perlakuan larutan biasanya dilakukan pada suhu 495–540 °C untuk melarutkan fase larut yang mengandung Cu dan Si, dengan waktu tahan disesuaikan berdasarkan ketebalan penampang untuk menghindari leleh parsial. Quenching harus cepat untuk mempertahankan zat terlarut dalam larutan padat jenuh; komponen die-cast sering memerlukan jalur quench khusus agar tidak terjadi deformasi dan meminimalkan porositas sisa.

Pengerasan buatan untuk temper T5/T6 dilakukan pada sekitar 150–200 °C selama beberapa jam untuk mengendapkan intermetalik halus yang mengandung Cu dan Mg yang meningkatkan kekuatan luluh dan tarik. T5 (pengerasan langsung setelah quench dari pengecoran) memberikan pengerasan sedang tanpa langkah perlakuan larutan penuh, sedangkan T6 (perlakuan larutan lalu pengerasan) memberikan kekuatan maksimum. Overaging ke T7 mengurangi kekuatan puncak tapi meningkatkan stabilitas dimensi dan ketahanan pelunakan pada suhu tinggi, berguna untuk komponen yang terekspos suhu layanan atau siklus termal. Untuk kondisi tanpa perlakuan panas, pengerasan kerja terkontrol dan anneal pelepasan tegangan merupakan mekanisme yang tersedia untuk mengatur sifat.

Performa Suhu Tinggi

A383 menunjukkan penurunan kekuatan luluh dan tarik seiring kenaikan suhu, dengan pelunakan signifikan yang biasanya terjadi di atas 150 °C dan penurunan kekuatan nyata di atas 200–250 °C. Keadaan pengerasan presipitasi sangat sensitif terhadap suhu; paparan lama pada suhu sedang yang meningkat dapat menyebabkan overaging dan penurunan permanen sifat puncak. Oksidasi minimal pada suhu tersebut karena terbentuknya alumina pelindung, tetapi pada suhu layanan tinggi bersamaan dengan lingkungan korosif, pelapis pelindung dapat menurun dan korosi lokal dapat meningkat.

Zona terdampak panas dari komponen yang dilas atau dikerjakan ulang dapat menunjukkan kerentanan tambahan pada layanan suhu tinggi karena pertumbuhan butir presipitasi atau pelarutan fasa penguat. Untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan suhu tinggi berkelanjutan, pertimbangkan paduan alternatif yang khusus dirancang untuk layanan suhu tinggi atau sediakan kontrol teknis seperti pengganjal termal dan strategi pendinginan.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Mengapa A383 Digunakan
Otomotif	Rangka katup, rumah pompa, penutup transmisi	Kemampuan pengecoran yang baik untuk geometri tipis dan kompleks serta kekuatan meningkat setelah aging.
Kelautan	Rumah pompa, fitting	Kemampuan pengecoran dan ketahanan korosi sedang; ekonomis untuk fitting kelautan non-struktural dengan pelapisan.
Aerospace	Rumah kecil, bracket, komponen tooling	Akurasi dimensi serta kemampuan menghasilkan bentuk kompleks dengan kekuatan yang wajar dan penghematan berat.
Elektronik	Enclosure, rumah heat-sink	Konduktivitas termal dan kontrol dimensi pengecoran tekanan memungkinkan pembuatan komponen pengelolaan panas terintegrasi.

A383 dipilih untuk komponen yang membutuhkan geometri kompleks dan dinding tipis, serta kemampuan penuaan pengerasan pada coran yang dirakit memberikan keunggulan manufaktur dibandingkan fabrikasi tempa. Kombinasi produktivitas pengecoran tekanan (die-cast), kemampuan perlakuan panas berikutnya, dan sifat mekanik yang seimbang menjadikannya pilihan hemat biaya untuk aplikasi struktural dan enclosure kelas menengah.

Wawasan Pemilihan

A383 merupakan kandidat kuat jika kemampuan manufaktur die-cast dan opsi pengerasan melalui aging menjadi faktor utama pemilihan. Dibandingkan aluminium murni secara komersial (1100), A383 menawarkan kekuatan lebih tinggi dan perilaku pengecoran lebih baik dengan pengorbanan konduktivitas listrik dan kemampuan pembentukan pada suhu ruang yang lebih rendah. Dibandingkan paduan pengerasan kerja seperti 3003 atau 5052, A383 umumnya memberikan kekuatan tarik dan luluh yang lebih tinggi setelah perlakuan panas namun ketahanan korosi umum sedikit lebih rendah dan kemampuan pembentukan dingin berkurang. Dibandingkan paduan tempa yang dapat perlakuan panas umum seperti 6061 atau 6063, A383 menyediakan kemampuan pengecoran dinding tipis dengan bentuk hampir akhir (near-net-shape) yang lebih baik dan biaya lebih rendah untuk bagian kompleks, meskipun kekuatan puncak dan performa kelelahan mungkin lebih rendah pada beberapa geometri.

Pilih A383 saat geometri bagian atau biaya produksi mengharuskan die-casting, perlakuan panas setelah pengecoran memungkinkan, dan perlindungan korosi sedang (dengan pelapisan atau anodizing bila sesuai) sudah cukup memenuhi kebutuhan layanan. Untuk aplikasi dengan korosi sangat tinggi atau beban kelelahan kritis, evaluasi paduan dengan performa lebih tinggi.