Aluminium A5052: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Tinjauan Komprehensif

A5052 adalah paduan aluminium–magnesium yang ditempa dari seri 5xxx, dikategorikan dalam keluarga Al–Mg di mana magnesium adalah elemen paduan utama. Filosofi pemaduan berpusat pada penambahan Mg dalam kisaran ~2.2–2.8 wt% dengan penambahan terkendali kecil Cr dan Mn untuk mengendalikan struktur butir dan membatasi rekristalisasi selama proses fabrikasi.

A5052 adalah paduan yang tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas dan mekanisme penguatan utamanya adalah penguatan larutan padat yang dikombinasikan dengan kerja dingin (strain hardening) dan stabilisasi mikro-paduan. Hal ini menghasilkan kombinasi kekuatan sedang, ketahanan korosi yang sangat baik—terutama di lingkungan laut—kemampuan las yang baik, dan kemampuan bentuk yang menguntungkan pada temper lunak.

Ciri kunci yang mendefinisikan A5052 adalah kekuatan luluh dan kekuatan tarik yang lebih tinggi dibandingkan aluminium murni komersial (seri 1xxx), ketahanan superior terhadap air laut dan lingkungan mengandung klorida dibanding banyak paduan Al lain, serta performa kelelahan yang wajar. Industri tipikal yang menggunakan A5052 meliputi konstruksi laut, transportasi (tangki bahan bakar truk dan panel bodi), peralatan konsumen, saluran HVAC, dan beberapa struktur sekunder dirgantara. Paduan ini sering dipilih ketika keseimbangan antara kemampuan bentuk, kekuatan sedang, dan ketahanan korosi dibutuhkan tanpa perlunya pengerasan presipitasi.

A5052 dipilih dibanding paduan 1xxx dan 3xxx ketika diperlukan kekuatan lebih tinggi dan ketahanan korosi lebih baik tanpa banyak mengorbankan kemampuan bentuk. Paduan ini lebih disukai daripada banyak paduan 6xxx/7xxx yang dapat diperkuat dengan perlakuan panas ketika pengelasan dan korosi selama pemakaian (terutama air asin) adalah kendala penting dan ketika biaya serta proses perlakuan panas tidak diinginkan.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Sangat Baik	Sangat Baik	Sepenuhnya dianil; duktisitas maksimum untuk pembentukan.
H111	Rendah–Sedang	Tinggi	Sangat Baik	Sangat Baik	Temper strain-aged serba guna dengan pengerasan kerja non-direksional yang moderat.
H14	Sedang	Sedang–Tinggi	Baik	Sangat Baik	Strain-hardened ke kondisi seperempat keras; umum untuk komponen terbentuk.
H16	Sedang–Tinggi	Sedang	Cukup–Baik	Sangat Baik	Kondisi setengah keras dengan kekuatan meningkat dengan kompromi kemampuan bentuk.
H32	Tinggi	Sedang	Baik (dengan perhatian)	Baik	Strain-hardened dan distabilkan; banyak digunakan untuk lembaran dan plat di aplikasi kelautan.
H34	Tinggi	Rendah–Sedang	Terbatas	Baik	Strain-hardened dengan tingkat lebih tinggi daripada H32; digunakan saat kekuatan lebih tinggi diperlukan.
H38	Lebih Tinggi	Rendah	Terbatas	Baik	Kondisi strain-hardened kekuatan tinggi yang tersedia secara komersial untuk produk dengan ketebalan lebih besar.

Penunjukan temper untuk A5052 secara langsung mengontrol kekuatan tarik dan kekuatan luluh melalui tingkat kerja dingin dan perlakuan stabilisasi apa pun. Temper lunak (O, H111) memaksimalkan kemampuan bentuk dan elongasi dan dipilih untuk proses penarikan dalam dan pembentukan kompleks, sedangkan temper H3x memberikan kekuatan luluh jauh lebih tinggi dengan kompromi elongasi yang berkurang dan peningkatan springback selama pembentukan.

Kemampuan las umumnya sangat baik di semua temper karena A5052 tidak mengandalkan pengerasan presipitasi; namun, pelunakan atau pemulihan lokal di zona terpengaruh panas (HAZ) dapat mengurangi kekuatan temper kerja dingin di dekat pengelasan. Perancang harus memperhitungkan springback dan radius tikungan spesifik temper saat pembentukan dan dapat melakukan proses anil setelah pembentukan jika duktisitas maksimum diperlukan.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.25	Impuritas; dikendalikan untuk membatasi intermetal.
Fe	≤ 0.40	Impuritas; Fe tinggi dapat mengurangi duktisitas dan meningkatkan inklusi intermetal.
Mn	0.10–0.50	Pengendali struktur butir; membantu kekuatan dan mengurangi kerentanan terhadap rekristalisasi.
Mg	2.2–2.8	Elemen paduan utama; memberikan penguatan larutan padat dan peningkatan ketahanan korosi.
Cu	≤ 0.10	Dipertahankan rendah agar ketahanan korosi tetap baik; Cu tinggi mengurangi ketahanan lubang korosi.
Zn	≤ 0.10	Minor; umumnya dianggap sebagai impuritas.
Cr	0.15–0.35	Mengontrol struktur butir dan membantu menstabilkan temper kerja dingin terhadap rekristalisasi.
Ti	≤ 0.15	Deoksidizer dan perbaikan butir dalam pengecoran; minor dalam paduan ditempa.
Lainnya	≤ 0.05 (masing-masing) / ≤ 0.15 (total)	Elemen jejak dengan batas tertentu; verifikasi sertifikat pabrik untuk batas spesifik.

Magnesium adalah penggerak performa utama untuk A5052: meningkatkan kekuatan luluh dan tarik melalui penguatan larutan padat sambil mempertahankan duktisitas baik pada temper lunak. Krom sengaja ditambahkan dalam jumlah terkendali untuk memperlambat rekristalisasi dan mempertahankan mikrostruktur kerja keras selama paparan suhu tinggi dan fabrikasi. Kandungan Cu dan Zn rendah menjaga ketahanan paduan terhadap korosi lubang dan keretakan di lingkungan klorida.

Properti Mekanik

A5052 menunjukkan perilaku tarik khas paduan Al–Mg kerja keras: temper lunak menunjukkan kekuatan luluh rendah tetapi elongasi tinggi, sementara temper H3x menunjukkan kekuatan luluh dan tarik jauh lebih tinggi dengan duktisitas berkurang. Kekuatan luluh sensitif terhadap kerja dingin dan ketebalan; lembaran tipis yang digulung dingin hingga H32 dapat mencapai kekuatan mendekati level paduan struktural, sedangkan plat lebih tebal atau bagian dianil akan jauh lebih rendah. Kekerasan mengikuti tren yang sama dengan kekuatan dan sering digunakan sebagai indikator cepat di lantai pabrik untuk verifikasi temper.

Performa kelelahan A5052 umumnya baik untuk paduan Al–Mg; paduan ini diuntungkan dari tidak adanya presipitat penghambat kelelahan yang dapat menjadi titik inisiasi retak. Kondisi permukaan, tegangan sisa akibat pembentukan, dan pengelasan adalah faktor utama penentu umur kelelahan, sehingga finishing permukaan yang tepat dan kualifikasi prosedur las penting untuk aplikasi siklik. Ketebalan mempengaruhi pengerasan kerja yang dapat dicapai dan pembatasan deformasi plastik; ketebalan lebih tipis dapat dikeraskan lebih banyak oleh proses penggulungan dingin, sedangkan bagian lebih tebal memerlukan kerja dingin lebih intensif untuk mencapai properti serupa.

Rentang properti praktis (nilai tipikal; verifikasi sertifikat pabrik untuk penggunaan spesifik proyek) dirangkum berikut ini.

Properti	O/Anil	Temper Kunci (misal H32)	Catatan
Kekuatan Tarik (UTS)	110–150 MPa	215–260 MPa	UTS sangat tergantung pada temper dan ketebalan; H3x kira-kira menggandakan kekuatan dibanding O.
Kekuatan Luluh (offset 0.2%)	35–70 MPa	140–200 MPa	Kekuatan luluh H32 sering sekitar 140–200 MPa tergantung bentuk produk dan temper.
Elongasi (dalam 50 mm)	15–25%	6–12%	Elongasi menurun seiring peningkatan kerja dingin; kemampuan bentuk masih dapat diterima pada banyak temper H.
Kekerasan (HB)	25–40	55–70	Rentang kekerasan yang diberikan adalah angka Brinell tipikal; Vickers/Rockwell akan berbeda.

Properti Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Density	2.68 g/cm³ (168 lb/ft³)	Tipikal untuk paduan aluminium–magnesium ditempa; berguna untuk perhitungan massa.
Rentang Leleh	~605–650 °C	Rentang solidus–liquidus bergantung pada komposisi tepat dan impuritas.
Konduktivitas Termal	~138 W/m·K (pada 20 °C)	Lebih rendah dibanding aluminium murni karena pemaduan; masih baik untuk aplikasi penyebaran panas.
Konduktivitas Listrik	~29–36 %IACS	Konduktivitas berkurang akibat Mg dan solut lainnya; ketebalan dan temper berbeda sedikit.
Kalor Jenis	~900 J/kg·K	Tipikal untuk paduan aluminium; digunakan untuk perhitungan massa termal dan transien.
Ekspansi Termal	23.5–24.8 ×10⁻⁶ /K	Ekspansi termal linier mirip paduan aluminium lain; penting saat dikombinasikan dengan material berbeda.

Properti fisik ini membuat A5052 cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kombinasi ringan, konduksi termal yang wajar, dan stabilitas dimensi yang baik terhadap perubahan suhu. Konduktivitas listrik berkurang dibanding aluminium murni akibat pemaduan, namun tetap memadai untuk banyak panel listrik dan pelindung; gunakan seri 1xxx yang lebih murni jika konduktivitas maksimum diperlukan.

Desain termal harus mempertimbangkan konduktivitas sedang paduan dan koefisien ekspansi termal yang cukup tinggi saat bersinggungan dengan baja atau komposit agar menghindari tegangan termal berlebih selama pemakaian, terutama dalam lingkungan termal bersiklus.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (Lembaran)	0,3 mm – 6 mm	Kekuatan meningkat dengan proses pengerolan dingin	O, H111, H14, H32	Sering digunakan untuk pelapisan, panel, dan lambung kapal.
Plate (Pelat)	6 mm – 50 mm	Kerja dingin yang dapat dicapai lebih sedikit; pengerasan regangan lebih rendah	O, H32, H34, H38	Pelat digunakan untuk komponen struktural dan pengelasan; pelat tebal biasanya dipasok dalam temper H3x.
Extrusion (Ekstrusi)	Profil hingga beberapa meter	Sifat dipengaruhi oleh rasio ekstrusi dan pengerjaan selanjutnya	O, H111, H32	Bagian ekstrusi digunakan untuk rangka, rel, dan profil struktural.
Tube (Tabung)	OD 6 mm – 200 mm	Ketebalan dinding mempengaruhi kekuatan yang dapat dicapai	O, H14, H32	Tabung las dan tanpa sambungan untuk tangki bahan bakar, HVAC, dan aplikasi kelautan.
Bar/Rod (Batang)	Diameter hingga ~100 mm	Ketergantungan pada kemudahan pemesinan dan pengerjaan dingin	O, H14, H16	Batang padat untuk fitting dan komponen bubut.

Rute produksi sheet dan plate (pengerolan dingin, perataan peregangan) mengubah kepadatan dislokasi dan tekstur material, yang secara langsung mempengaruhi kekuatan luluh dan regangan. Ekstrusi dan tabung biasanya diproduksi dalam temper yang lebih lunak untuk memudahkan deformasi dan dapat dikerjakan dingin selanjutnya untuk meningkatkan kekuatan.

Pemilihan bentuk produk didasarkan pada kebutuhan fabrikasi: lembaran tipis untuk pembentukan dan penarikan, pelat untuk bagian struktural las, ekstrusi untuk penampang kompleks, serta tabung/batang untuk rakitan fabrikasi dan komponen mesin. Proses pengerjaan dingin atau annealing pasca produksi dapat diterapkan untuk menyesuaikan performa mekanik sesuai rute manufaktur yang diinginkan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	A5052	USA	Penamaan oleh Aluminum Association; sering dirujuk dalam lembar data pabrik.
UNS	A95052	Internasional	Penamaan Unified Numbering System untuk A5052.
EN AW	EN AW-5251 / EN AW-5052 (verifikasi)	Eropa	Penamaan Eropa bervariasi menurut produsen; kecocokan harus dikonfirmasi melalui komposisi kimia.
JIS	A5052	Jepang	Standar Jepang biasanya menggunakan penomoran paduan 5xxx yang sama.
GB/T	AlMg2.5	China	Penamaan China sesuai paduan Al–Mg dengan kandungan magnesium serupa; verifikasi spesifikasi kimia diperlukan.

Kesetaraan antar standar bersifat perkiraan karena praktik manufaktur, batas impuritas, dan unsur jejak yang diperbolehkan bisa berbeda menurut wilayah dan pabrik. Engineer harus selalu memeriksa komposisi kimia dan batas properti mekanik pada sertifikat pabrik pemasok sebelum mengkualifikasi material untuk aplikasi kritis.

Ketahanan Korosi

A5052 menawarkan ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik dan terkenal tahan di lingkungan kelautan dan yang mengandung klorida berkat kandungan magnesium dan kadar tembaga yang rendah. Paduan ini membentuk oksida pelindung yang, dalam banyak kondisi pemakaian, memberikan perlindungan jangka panjang terhadap korosi lokal (pitting) dan korosi umum; perilaku ini lebih baik dibanding banyak paduan yang dapat diperlakukan panas dengan kandungan Cu atau Zn lebih tinggi. Pelapisan pelindung dan anodizing dapat meningkatkan performa pada aplikasi yang memerlukan estetika atau perlindungan penghalang tambahan.

Dalam pemakaian air laut dan zona percikan, A5052 biasanya lebih unggul dibanding paduan seri 6xxx dan 2xxx dalam hal ketahanan pitting, itulah sebabnya banyak digunakan untuk lambung kapal, tangki bahan bakar, dan perangkat dek. A5052 rentan terhadap korosi lokal jika dikopel galvanik dengan logam mulia lebih tinggi (misalnya paduan tembaga atau baja tahan karat) tanpa isolasi yang tepat; pemilihan pengikat dan isolasi listrik sangat penting pada rakitan logam campuran.

Kerentanan terhadap retak korosi akibat tegangan (SCC) pada A5052 rendah dibanding paduan kuat yang dapat diperlakukan panas, tetapi paparan tegangan tarik dan lingkungan klorida korosif tetap dapat memicu inisiasi retak pada komponen yang sangat ditekan. Perancang harus menghindari penambahan tegangan residual tarik di area kritis, memastikan drainase baik, dan mempertimbangkan perlindungan katodik atau pemilihan material pengikat yang sesuai untuk pemakaian perendaman jangka panjang.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

A5052 mudah dilas dengan metode fusi umum seperti TIG (GTAW) dan MIG (GMAW) dan juga menunjukkan performa baik pada las tahanan dan las titik pada bentuk lembaran. Paduan pengisi seperti ER5356 atau ER5183 biasanya direkomendasikan untuk las butt dan fillet agar sesuai performa korosi dan mengurangi risiko retak panas; ER5356 memberikan keseimbangan kekuatan dan duktibilitas yang baik. Risiko retak panas rendah dibanding banyak paduan 2xxx dan 7xxx, namun pelemahan area panas terpengaruh (HAZ) dapat menurunkan kekuatan pada temper pengerjaan dingin, sehingga properti mekanik pasca las harus diverifikasi terutama jika las ada di area beban tinggi.

Kemudahan Pemesinan

Kemudahan pemesinan A5052 sedang dan umumnya lebih baik daripada banyak paduan cor Al–Si, tapi kurang dibanding paduan 2xxx dengan sifat pemotongan bebas. Paduan ini dapat diproses baik dengan alat potong baja kecepatan tinggi ataupun karbida, dan mendapat manfaat dari penataan kerja yang kaku, alat potong dengan sudut positif, serta geometri patah serpihan untuk menghindari serabut panjang. Praktik umum menggunakan kecepatan spindle tinggi, kecepatan potong sedang, dan cairan pendingin khusus untuk aluminium agar mengontrol pembentukan tepi tebal dan meningkatkan finish permukaan; permukaan akhir bagus diimbangi dengan keausan alat sedang akibat kecenderungan pengerasan kerja di bagian tipis.

Kemampuan Pembentukan

Kemampuan pembentukan A5052 pada temper lunak sangat baik dan cocok untuk proses penarikan dalam, hemming, dan stamping kompleks; radius tekuk minimum tergantung temper dan ketebalan tetapi umumnya antara 1–3 kali tebal (T = ketebalan) untuk temper lunak. Pengerjaan dingin meningkatkan kekuatan dan gaya pegas, sehingga komponen H32/H34 memerlukan alat kompensasi dan sering perlakuan relief tegangan atau anneal parsial setelah pembentukan untuk memenuhi toleransi dimensi. Pembentukan panas dapat memperluas batas kemampuan bentuk tetapi jarang diperlukan untuk aplikasi 5052 tipikal; perancang disarankan melakukan uji pembentukan untuk geometri kompleks.

Perilaku Perlakuan Panas

A5052 adalah paduan non-heat-treatable; tidak merespons perlakuan larutan dan penuaan untuk menghasilkan pengerasan presipitasi seperti paduan 6xxx atau 7xxx. Peningkatan kekuatan dicapai terutama melalui pengerjaan dingin (strain hardening) dan penambahan stabilizer seperti kromium yang mengurangi proses recovery saat paparan suhu tinggi.

Annealing (pelunakan) dilakukan dengan pemanasan pada suhu yang sesuai (umumnya ~300–415 °C untuk anneal parsial/penuh, tergantung ukuran penampang dan rekomendasi pabrik) untuk mengurangi kepadatan dislokasi dan mengembalikan keuletan. Temper stabilisasi (H3x) dapat dibuat melalui pemanasan terkontrol untuk meredakan tegangan residual sambil mempertahankan sebagian pengerasan dingin; perlakuan termal pasca pembentukan sering digunakan untuk menyesuaikan properti mekanik dan mengurangi gaya pegas.

Performa Suhu Tinggi

A5052 menunjukkan penurunan kekuatan yang progresif seiring kenaikan suhu; di atas kira-kira 100–150 °C kekuatan luluh mulai menurun signifikan, dan pada suhu layanan tinggi (misalnya >250 °C) paduan kehilangan sebagian besar kekuatan pada suhu ruang. Untuk layanan berkelanjutan, disarankan suhu operasi di bawah ~100 °C bagi komponen yang mengandalkan kekuatan hasil pengerjaan dingin standar.

Oksidasi pada suhu tinggi relatif minimal dibandingkan logam ferrous karena aluminium cepat membentuk oksida pelindung, tapi paparan suhu tinggi lama dapat mendorong recovery dan annealing struktur mikro yang pengerasan kerja, menyebabkan pelunakan. Area panas terpengaruh (HAZ) selama pengelasan dan siklus termal bisa mengalami recovery lokal dan penurunan kekuatan; engineer harus menentukan margin temper yang sesuai atau desain penguatan untuk mengatasi degradasi performa akibat HAZ.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan A5052
Otomotif	Komponen sistem bahan bakar, panel bodi kendaraan komersial	Pembentukan mudah, tahan korosi, kemudahan pengelasan untuk bagian bahan bakar dan eksterior.
Kelautan	Panel lambung, perangkat dek, fitting	Ketahanan korosi air laut yang sangat baik dan rasio kekuatan-berat yang baik.
Dirgantara	Struktur sekunder, braket, fairing	Ringan, tahan korosi, dan mudah dibentuk serta dilas.
Elektronik	Enklosur dan penyebar panas	Konduktivitas termal memadai dan kemampuan bentuk untuk komponen EMI/termal.
HVAC / Konstruksi	Saluran udara, atap, pelapisan	Tahan cuaca, kemudahan fabrikasi, dan tersedia dalam bentuk lembaran/coil.

Kombinasi kemudahan fabrikasi, ketahanan korosi, dan sifat mekanik sedang menjadikan A5052 paduan pilihan untuk komponen di mana lingkungan layanan dan kemudahan manufaktur lebih diutamakan daripada kekuatan tertinggi. Ketersediaan produk yang luas dalam bentuk lembaran, pelat, dan ekstrusi membantu menjaga proses produksi dan pengadaan menjadi sederhana.

Wawasan Pemilihan

A5052 adalah pilihan yang sangat baik ketika engineer membutuhkan kekuatan lebih tinggi dibandingkan aluminium murni komersial (1100) sekaligus mempertahankan kemampuan bentuk yang baik dan ketahanan korosi. Dibandingkan dengan 1100, A5052 menukar sedikit konduktivitas listrik dan kemampuan pembentukan dalam (deep-drawability) yang agak menurun dengan peningkatan kekuatan mekanik yang signifikan serta ketahanan layanan yang lebih baik.

Dibandingkan dengan 3003 dan alloy pengerasan kerja yang mengandung Mn lainnya, A5052 biasanya menawarkan kekuatan lebih tinggi dan ketahanan lubang korosi (pitting) yang superior di lingkungan klorida berkat kandungan Mg yang lebih tinggi. Jika dibandingkan dengan alloy yang dapat dilakuan perlakuan panas (heat-treatable)...