Aluminium A5083: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Lengkap

A5083 adalah paduan aluminium–magnesium dalam seri 5xxx, yang umumnya dikenal sebagai AA5083. Paduan ini termasuk kelas yang tidak dapat diperlakukan panas, di mana penguatan larutan padat dari magnesium yang dikombinasikan dengan pengerasan regangan dan pengendalian mikro-paduan mendominasi perilaku mekanisnya. Penambahan aloi utama adalah magnesium (elemen penguat utama, biasanya sekitar 4–5 wt%), dengan kromium dan jumlah kecil mangan, silikon, besi, serta elemen jejak yang mengontrol struktur butir dan perilaku korosi.

Ciri khas A5083 meliputi kekuatan tinggi di antara paduan aluminium yang tidak dapat diperlakukan panas, ketahanan luar biasa terhadap korosi laut dan atmosfer, kemampuan las yang baik, serta kemampuan bentuk yang wajar dalam kondisi terdekatan dan temperan H ringan. Paduan ini banyak digunakan pada struktur kelautan, wadah bertekanan, tangki kriogenik, kereta api, dan komponen transportasi yang membutuhkan keseimbangan antara kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan korosi. Para engineer memilih A5083 dibandingkan paduan kemurnian komersial rendah atau seri 3xxx saat diperlukan kekuatan luluh dan tarik yang lebih baik serta ketahanan laut yang lebih tinggi tanpa proses perlakuan panas yang rumit.

A5083 lebih disukai dibandingkan banyak paduan seri 6xxx yang dapat diperlakukan panas pada aplikasi yang menuntut ketahanan korosi unggul dan performa lebih baik pada komponen las berpenampang besar. Paduan ini dipilih daripada paduan 5xxx dengan kandungan Mg lebih rendah saat diperlukan kekuatan yang lebih tinggi, dan dipilih daripada baja tahan karat ketika penghematan berat serta ketahanan korosi yang baik memberikan keuntungan di tingkat sistem. Kemampuan paduan ini untuk disambung dengan proses pengelasan fusi umum tanpa pengerasan rapuh signifikan menjadikannya praktis untuk struktur besar dan fabrikasi di lapangan.

Variasi Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Keterangan
O	Rendah	Tinggi (20–35%)	Istimewa	Istimewa	Kondisi terdekatan penuh; paling mudah dibentuk
H111	Menengah-Rendah	Sedang (12–25%)	Sangat Baik	Istimewa	Pengerasan regangan parsial, sering digunakan untuk lembaran
H112	Menengah	Sedang (10–20%)	Baik	Istimewa	Varian pengerasan regangan dengan sifat yang dapat diproduksi ulang
H32	Menengah-Tinggi	Sedang (8–15%)	Baik	Istimewa	Pengerasan regangan dan distabilisasi untuk kekuatan sedang
H116	Menengah-Tinggi	Sedang (8–15%)	Baik	Sangat Baik	Temper kelas kelautan dengan ketahanan korosi yang ditingkatkan
H321	Menengah	Sedang (10–20%)	Baik	Istimewa	Distabilisasi oleh pengerjaan dingin dan perlakuan termal
H34 / H38	Tinggi	Lebih Rendah (6–12%)	Cukup	Baik	Temper pengerasan regangan berat untuk kekuatan maksimum

Temper memiliki pengaruh besar terhadap kekuatan luluh/ultimit dan keuletan pada A5083. Material terdekatan (O) memberikan kemampuan bentuk terbaik untuk operasi pembentukan kompleks dan penarikan dalam, sementara temper H secara bertahap meningkatkan kekuatan dengan pengorbanan elongasi dan kemampuan pembengkokan.

Saat pengelasan atau melakukan operasi paska pembentukan, memilih temper yang tepat memperhitungkan pertukaran antara retensi kekuatan dan kemudahan fabrikasi. Temper stabilisasi atau kelas kelautan (H116, H321) sering ditentukan untuk meminimalkan kerentanan terhadap korosi eksfoliasi dan untuk memastikan kinerja konsisten dalam lingkungan agresif.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Keterangan
Si	0,40 maks	Impuritas umum; dikontrol untuk membatasi intermetalik rapuh
Fe	0,40 maks	Elemen impuritas; Fe berlebih dapat menurunkan keuletan
Mn	0,40 maks	Pengontrol struktur butir dan modifikasi kekuatan
Mg	4,0 – 4,9	Elemen penguat utama; penting untuk ketahanan korosi
Cu	0,10 maks	Dipertahankan sangat rendah untuk menjaga ketahanan korosi dan kemampuan las
Zn	0,25 maks	Rendah; Zn lebih tinggi dapat menurunkan ketahanan korosi
Cr	0,05 – 0,25	Mikro-paduan untuk pengendalian pertumbuhan butir dan ketahanan terhadap sensitisasi
Ti	0,15 maks	Penghalus butir saat ditambahkan dalam jumlah terkontrol
Lainnya	Seimbang / jejak	Elemen lain (masing-masing dibatasi) untuk memenuhi kriteria spesifikasi

Kandungan magnesium yang relatif tinggi menghasilkan penguatan larutan padat dan meningkatkan kekuatan luluh serta tarik dibanding aluminium murni. Kromium sengaja ditambahkan dalam jumlah terkontrol untuk menstabilkan mikrostruktur terhadap pertumbuhan butir selama pemrosesan dan mengurangi kerentanan terhadap korosi eksfoliasi. Kandungan tembaga dan seng yang rendah sangat penting untuk mempertahankan performa ketahanan korosi air laut A5083 yang unggul dan menjaga kemampuan las.

Sifat Mekanis

Perilaku tarik A5083 sangat bergantung pada temper dan ketebalan lembaran, dengan material terdekatan menunjukkan keuletan tinggi dan kekuatan sedang, sedangkan temper H menunjukkan kenaikan kekuatan luluh dan ultimit yang progresif. Perilaku luluh pada temper pengerasan regangan meningkat signifikan dibanding temper O karena penguatan dislokasi; namun, fenomena elongasi titik luluh dan penuaan regangan relatif kecil karena paduan ini tidak dapat diperlakukan panas. Elongasi menurun seiring peningkatan kekuatan, dan keuletan harus diseimbangkan dengan kebutuhan operasi pembentukan.

Kekerasan meningkat seiring pengerasan kerja dan temper; nilai HB/Brinell atau Vickers berhubungan dengan kenaikan kekuatan tarik namun sensitif terhadap ketebalan dan panas masuk dari pengelasan. Performa lelah biasanya baik, dengan ketahanan dipengaruhi oleh hasil permukaan, tegangan sisa akibat pembentukan atau pengelasan, dan paparan lingkungan korosif yang dapat mempercepat inisiasi retak. Efek ketebalan penting: lembaran yang lebih tipis bisa lebih kuat dalam arah penggilingan karena proses, dan plat tebal mungkin menunjukkan keuletan sedikit lebih rendah serta perilaku ketangguhan berbeda tergantung riwayat penggilingan dan perlakuan termal.

Data sifat mekanis bervariasi menurut spesifikasi dan ketebalan, tetapi rentang khas disediakan di bawah sebagai panduan rekayasa. Desainer harus merujuk sertifikat pabrik dan standar yang berlaku untuk nilai minimum terjamin pada temper dan rentang ketebalan tertentu.

Sifat	O/Terdekatan	Temper Utama (misal H116)	Keterangan
Kekuatan Tarik	200–260 MPa (29–38 ksi)	300–360 MPa (44–52 ksi)	Rentang luas tergantung temper dan ketebalan; H116 sebagai contoh temper kekuatan lebih tinggi
Kekuatan Luluh	55–120 MPa (8–17 ksi)	150–300 MPa (22–44 ksi)	Kenaikan luluh oleh pengerasan regangan; nilai tergantung nomor H dan penampang
Elongasi	20–35%	8–18%	Keuletan turun seiring pengerasan regangan; diukur dengan uji tarik standar
Kekerasan	35–60 HB	70–110 HB	Kekerasan berhubungan dengan kekuatan tarik dan temper; rentang khas Brinell

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Keterangan
Kepadatan	2,66 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium; berguna untuk perhitungan massa/berat
Rentang Leleh	~605–650 °C	Interval solidus–liquidus dipengaruhi oleh penambahan paduan
Konduktivitas Termal	~115–135 W/m·K	Lebih rendah dari aluminium murni tapi masih baik untuk tugas pengelolaan panas
Konduktivitas Listrik	~29–34 %IACS	Berkurang dibanding aluminium murni akibat paduan; penting untuk aplikasi listrik
Kalor Jenis	~0,90 J/g·K	Sekitar setara dengan paduan aluminium umum pada suhu kamar
Koefisien Ekspansi Termal	~23,5–24,5 µm/m·K	Koefisien tipikal yang digunakan dalam perhitungan tegangan termal

A5083 mempertahankan banyak sifat fisik aluminium yang menguntungkan seperti kepadatan rendah dan konduktivitas termal yang baik, menjadikannya menarik untuk struktur yang kritis terhadap berat dan memerlukan pengelolaan panas. Sifat termal cukup tinggi untuk peran disipasi panas, tetapi konduktivitas listrik sedikit dikorbankan oleh penambahan magnesium, sehingga paduan ini kurang ideal untuk konduktor listrik berperforma tinggi dibanding Aluminium komersial murni (1100).

Ekspansi termal mirip dengan paduan aluminium lain, dan perancang harus mengantisipasi ekspansi diferensial saat menyambung dengan material berbeda. Karakteristik leleh dan pembekuan memengaruhi prosedur pengelasan dan pemilihan logam isi, terutama untuk penampang besar atau fabrikasi berat.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0,5–6 mm	Perilaku tarik seragam; dipengaruhi oleh arah penggilingan	O, H111, H116, H32	Sering digunakan untuk lambung kapal, panel, dan komponen berbentuk
Plat	6–160 mm	Duktilitas sedikit lebih rendah pada ketebalan besar; ketangguhan baik	H32, H116, H38	Digunakan pada bejana tekan, elemen struktural, dan fabrikasi berat
Ekstrusi	Penampang hingga ukuran besar	Kekuatan tergantung pada profil dan rasio ekstrusi	H111, H32	Baik untuk profil kompleks; terbatas oleh formabilitas paduan
Tabung	Ø10 mm hingga diameter besar	Kekuatan mirip dengan plat/lembaran dengan temper serupa	O, H111, H116	Digunakan untuk pipa, tabung struktural, dan fitting
Batang/Bilah	Diameter dan penampang datar	Sifat mekanik sesuai temper dan kerja dingin	H111, H114	Digunakan untuk komponen mesin, poros, dan pengikat yang membutuhkan ketahanan korosi

Perbedaan proses antara lembaran, plat, dan bentuk ekstrusi memengaruhi mikrostruktur akhir dan anisotropi mekanik. Lembaran dan plat tipis biasanya digulung dan dapat disuplai dalam temper yang dikontrol untuk pembentukan, sementara plat tebal sering mengalami siklus termal/mekanis berulang yang mempengaruhi ketangguhan dan kekuatan. Ekstrusi memerlukan desain cetakan yang cermat untuk menghindari retak permukaan dan mengontrol laju pendinginan yang mempengaruhi temper T4/H untuk paduan lain tetapi lebih banyak memengaruhi tegangan sisa pada A5083.

Pemilihan bentuk produk diatur oleh geometri aplikasi, sifat mekanik yang dibutuhkan, dan jalur fabrikasi. Performa pengelasan dan kontrol distorsi harus dipertimbangkan sejak awal desain, terutama untuk perakitan besar yang dilas dan komponen dengan penampang tebal.

Setara Grade

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	A5083	USA	Penamaan umum dalam standar American Aluminium Association
EN AW	5083	Europa	Penamaan setara EN; kadang ditulis sebagai EN AW-5083
JIS	A5083	Jepang	Standar Industri Jepang menggunakan penamaan serupa (A5083)
GB/T	5083	China	Standar nasional China serupa; batas kimia dan mekanik diselaraskan namun dapat berbeda pada rentang ketebalan

Standar lintas wilayah umumnya menyelaraskan batas kimia dan jaminan sifat mekanik, tetapi perbedaan kecil dapat muncul pada kadar impuritas yang diizinkan, definisi temper, batas mekanik tergantung ketebalan, dan persyaratan permukaan. Sertifikasi pabrik dan revisi standar harus diperiksa ketika mengganti bahan lintas wilayah untuk memastikan kepatuhan terhadap kriteria penerimaan lokal dan prosedur pengujian.

Ketahanan Korosi

A5083 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer dan laut yang sangat baik karena kandungan magnesium yang tinggi dan kandungan tembaga yang rendah, sehingga mengurangi kerentanan terhadap korosi lokal. Di air laut dan zona percikan, paduan membentuk film oksida dan hidroksida yang stabil dan berkembang lambat sehingga memperlambat serangan lanjutan, menjadikannya material pilihan untuk lambung kapal, platform lepas pantai, dan tangki kargo. Pitting lokal dapat terjadi di bawah paparan klorida kontinu jika film pelindung rusak secara mekanis atau jika timbunan menimbulkan kondisi crevice.

Retak korosi tegangan (SCC) menjadi perhatian pada paduan magnesium tinggi di bawah tegangan tarik di lingkungan tertentu; A5083 umumnya lebih tahan dibandingkan paduan 5xxx dengan kandungan Mg lebih tinggi tetapi dapat rentan jika mengalami kerja dingin berat dan terpapar lingkungan klorida hangat. Interaksi galvanik penting dalam rakitan multi-material: saat terhubung secara elektrik dengan material lebih mulia (misal baja tahan karat, tembaga), A5083 akan bertindak anodis dan korosi akan didahulukan kecuali terisolasi atau dilindungi oleh pelapis dan anoda korban.

Dibandingkan dengan paduan heat-treatable seri 6xxx, A5083 menawarkan ketahanan korosi air laut lebih tinggi tetapi kekuatan maksimum lebih rendah. Dibandingkan dengan paduan keluarga 3xxx dan 1xxx, A5083 menukar formabilitas dan konduktivitas yang sedikit lebih rendah dengan kekuatan dan ketangguhan jauh lebih tinggi di lingkungan agresif.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Las

A5083 dianggap sangat dapat dilas menggunakan proses fusi umum termasuk TIG (GTAW) dan MIG (GMAW), dan sering dilas langsung di lapangan untuk aplikasi pembuatan kapal dan struktural. Paduan filler yang direkomendasikan termasuk ER5183 dan ER5356, dipilih untuk menyeimbangkan kekuatan, ketahanan korosi, dan duktilitas pada logam las; ER5183 sering dipilih saat ketahanan korosi dan ketangguhan diutamakan. Risiko retak panas pada A5083 rendah, tetapi zona terpengaruh panas (HAZ) dekat las dapat mengalami pelunakan pada temper kerja keras berat; kualifikasi prosedur las dan kontrol suhu antar-las penting untuk meminimalkan distorsi dan kehilangan sifat.

Kemampuan Mesin

Proses machining A5083 tergolong sedang hingga kurang baik dibandingkan paduan aluminium bebas pembentukan chip; tingkat duktilitas tinggi dan chip lengket membutuhkan pilihan peralatan dan parameter potong yang cermat. Peralatan carbide dengan flauta halus, geometris geser positif, dan strategi pengendalian chip efektif direkomendasikan untuk menghindari pembentukan tepi tajam dan gesekan berlebih. Kecepatan potong sedang, laju makan relatif tinggi, dan pelumasan banjir membantu mengelola panas dan menghasilkan finis permukaan yang baik; indeks kemampuan mesin A5083 biasanya lebih rendah dibanding seri 6xxx dan sebagian besar paduan 2xxx tetapi lebih baik dari banyak paduan Al–Mg–Si tanpa penguatan.

Formabilitas

Formabilitas sangat baik dalam temper annealed O dan tetap baik pada temper H yang ringan pengerasan, tetapi tekukan tajam dan penarikan dalam memerlukan temper O atau temper H ringan untuk mengurangi risiko scrap. Radius tekuk minimum tergantung pada temper, ketebalan, dan geometri; sebagai panduan, tekukan 90° pada temper O dapat dibentuk dengan radius dalam sekitar 1–2× ketebalan, sedangkan temper H32/H116 mungkin membutuhkan 2–4× ketebalan untuk menghindari retak. Kerja dingin meningkatkan kekuatan melalui pengerasan regangan, dan annealing antara dilakukan saat proses pembentukan berat untuk mengembalikan duktilitas.

Perilaku Perlakuan Panas

A5083 adalah paduan yang tidak dapat diperlakukan panas dan tidak merespons perlakuan pelarutan dan penuaan konvensional yang digunakan pada paduan seri 2xxx dan 6xxx. Modifikasi kekuatan dicapai hampir sepenuhnya melalui kerja dingin (pengerasan regangan) dan penentuan temper (temper H) yang mendefinisikan tingkat deformasi mekanis dan/atau stabilisasi penuaan alami.

Annealing digunakan untuk melunakkan dan mengembalikan duktilitas; annealing umum untuk pelunakan substansial dilakukan pada rentang suhu 300–415 °C dengan pendinginan terkontrol untuk mencapai temper O. Prosedur stabilisasi dan pelepasan tegangan dapat diterapkan setelah pembentukan atau pengelasan untuk menetapkan temper dan mengurangi distorsi, meskipun siklus termal ini juga akan mengubah kekuatan dan harus direncanakan untuk menghindari kehilangan sifat yang tidak diinginkan. Karena paduan tidak dapat dikeraskan dengan presipitasi, peningkatan performa bergantung pada urutan proses mekanik dan pengendalian unsur pengotor.

Performa Suhu Tinggi

Pada suhu tinggi, A5083 mengalami penurunan bertahap kekuatan luluh dan tarik, dengan degradasi signifikan mulai terjadi di atas 100 °C pada beban statis. Untuk layanan struktural berkelanjutan, perancang biasanya membatasi penggunaan kontinu di bawah sekitar 100–120 °C; paparan intermiten dapat ditoleransi pada suhu lebih tinggi tetapi berisiko percepatan degradasi lingkungan dan kehilangan integritas mekanik. Oksidasi tidak seberat pada baja, tetapi paparan suhu tinggi berkepanjangan dalam atmosfer pengoksidasi dan siklus termal dapat mengubah film permukaan dan memicu korosi lokal.

Zona pengaruh panas las dapat berperilaku sebagai paparan suhu tinggi setempat dan mungkin menghasilkan pita pelunak, kekuatan berkurang, dan potensi kerentanan terhadap retak korosi tegangan jika ada tegangan tarik sisa dan lingkungan korosif. Untuk layanan suhu tinggi atau kriogenik, data sifat spesifik suhu desain dan ketebalan harus diperiksa; A5083 mempertahankan ketangguhan baik pada suhu rendah, itulah sebabnya digunakan untuk tangki kriogenik dalam konfigurasi tertentu.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Mengapa A5083 Digunakan
Kelautan	Lambung kapal, superstruktur, sekat	Ketahanan korosi air laut yang sangat baik dan rasio kekuatan-terhadap-berat yang baik
Otomotif / Transportasi	Ranjang trailer, tangki, panel gerbong kereta api	Kekuatan tinggi, dapat dilas, dan ketahanan kelelahan yang baik untuk panel struktural
Dirgantara / Pertahanan	Perekat struktural, lantai, braket	Perpaduan ringan, ketangguhan, dan performa ketahanan korosi
Tekanan Wadah	Tank cryogenic, wadah LPG	Ketangguhan baik pada suhu rendah dan kemampuan las untuk tangki besar
Elektronik / Manajemen Termal	Penyebar panas tugas sedang	Konduktivitas termal memadai dengan struktur ringan

Kombinasi ketahanan korosi, kemampuan las, dan perilaku patahan tidak getas pada A5083 membuatnya menjadi material pilihan di sektor kelautan, transportasi, dan beberapa aplikasi tekanan wadah. Desainer sering memanfaatkan kekuatan tinggi yang didorong oleh kandungan Mg pada rakitan las di mana perlakuan panas pasca-las tidak memungkinkan.

Wawasan Pemilihan

Saat memilih A5083, prioritaskan untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan korosi air laut atau korosi atmosfer agresif bersama dengan kemampuan las yang baik serta kekuatan sedang hingga tinggi. Pilih temper anil (O) untuk pembentukan yang ekstensif dan temper H (H116/H32/H111) jika memerlukan kekuatan dan stabilitas yang lebih tinggi pada kondisi fabrikasi dalam layanan korosif. Pertimbangkan ketebalan dan efek pengelasan sejak awal, karena pelunakan area pengaruh panas (HAZ) dan batas properti tergantung ketebalan dapat mempengaruhi tegangan desain yang diizinkan.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (misalnya, 1100), A5083 mengorbankan konduktivitas listrik dan kemampuan pembentukan maksimum demi kekuatan luluh dan kekuatan tarik yang jauh lebih tinggi, sehingga lebih disukai di mana performa struktural diperlukan. Jika dibandingkan dengan paduan pengerasan kerja kelas 3xxx/5052, A5083 biasanya memberikan kekuatan superior dan ketahanan korosi yang setara atau lebih baik, dengan biaya material tambahan yang moderat. Melawan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061, A5083 memberikan ketahanan korosi laut dan kemampuan las yang lebih baik tetapi kekuatan puncak lebih rendah; pilih A5083 daripada paduan 6xxx ketika ketahanan korosi dan kekuatan struktural hasil las lebih penting daripada kekuatan maksimum.

Ringkasan Penutup

A5083 tetap menjadi aluminium teknik yang banyak digunakan karena kombinasi praktis penguatan dari larutan padat, ketahanan korosi air laut yang luar biasa, dan kemampuan las yang dapat diandalkan pada berbagai bentuk produk. Kesesuaiannya untuk struktur hasil las, tekanan wadah, dan aplikasi kelautan memastikan relevansi berkelanjutan ketika keseimbangan antara kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan korosi dibutuhkan tanpa ketergantungan pada siklus perlakuan panas.