Aluminium A5086: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Komprehensif

A5086 adalah paduan aluminium-magnesium dalam seri 5xxx, yang ditandai dengan magnesium sebagai elemen paduan utama dan aluminium sebagai sisanya. Paduan ini termasuk dalam kelompok yang tidak dapat diperlakukan panas (non-heat-treatable) di mana kekuatan dikembangkan terutama melalui pengerasan deformasi (strain hardening) dan pengerjaan dingin yang terkontrol, bukan melalui pengerasan presipitasi. Paduan ini menunjukkan kombinasi yang menguntungkan antara kekuatan sedang hingga tinggi, ketahanan korosi yang sangat baik di lingkungan laut dan atmosfer, serta kelayakan las yang sangat baik, sambil mempertahankan kemampuan pembentukan yang wajar pada temper yang lebih lunak. Industri tipikal yang menggunakan A5086 meliputi pembuatan kapal, struktur laut, tangki kriogenik, bejana tekan, dan komponen transportasi di mana ketahanan korosi dan ketangguhan diperlukan melebihi kekuatan puncak dari paduan yang dapat diperlakukan panas.

A5086 sering dipilih saat dibutuhkan aluminium yang tahan lama dan dapat dilas dengan ketahanan korosi air laut yang superior, serta ketika desain mengandalkan pengerjaan dingin untuk menyesuaikan kekuatan. Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas, paduan ini menukar beberapa kekuatan maksimum yang dapat dicapai untuk kinerja yang lebih baik dalam kondisi korosif dan sambungan las. Paduan ini disukai ketika keandalan struktural dan ketahanan terhadap korosi lokal menjadi faktor utama dalam pemilihan material, serta ketika proses fabrikasi melibatkan sambungan las besar dan operasi pembentukan yang signifikan. Keseimbangan antara ketangguhan, toleransi kerusakan, dan umur layanan dalam lingkungan agresif menjaga relevansinya untuk aplikasi teknik baik yang klasik maupun modern.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Ketangguhan Bentuk	Kelayakan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Kondisi fully annealed untuk kelenturan maksimum
H111	Rendah–Sedang	Tinggi	Sangat baik	Istimewa	Pengerasan deformasi ringan; untuk pembentukan umum
H116	Sedang	Sedang	Baik	Sangat baik	Temper kelas laut dengan ketahanan korosi yang ditingkatkan
H32	Sedang–Tinggi	Sedang	Cukup	Sangat baik	Pengerasan deformasi dan sebagian annealed untuk kekuatan lebih tinggi
H34	Tinggi	Lebih rendah	Terbatas	Sangat baik	Pengerasan deformasi berat untuk bagian struktural
H36	Tertinggi (work-hardened)	Lebih rendah	Kurang–Terbatas	Sangat baik	Pengerasan deformasi maksimum yang tersedia secara komersial

Temper sangat mengontrol keseimbangan antara kekuatan dan kelenturan pada A5086 dengan mengubah jumlah pengerjaan dingin permanen dan langkah termal stabilisasi yang mungkin dilakukan. Temper yang lebih lunak seperti O dan H111 digunakan saat pembentukan sangat luas dan operasi peregangan diperlukan, sedangkan seri H32–H36 dipilih jika diperlukan sifat luluh dan tarik yang lebih tinggi tanpa perlakuan panas.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.40	Kontrol pengotor; Si berlebih dapat membentuk intermetalik yang mengurangi kelenturan
Fe	≤ 0.40	Besi sebagai pengotor; batasnya dijaga rendah untuk menghindari intermetalik kasar
Mn	0.20–0.70	Meningkatkan kekuatan dan mengontrol struktur butir; berkontribusi pada respons pengerasan deformasi
Mg	3.5–4.5	Elemen penguat utama; mengontrol perilaku korosi dan pengerasan solid-solution
Cu	≤ 0.10	Kandungan tembaga rendah untuk menjaga ketahanan korosi; Cu lebih tinggi meningkatkan kerentanan serangan lokal
Zn	≤ 0.25	Minor; dijaga rendah untuk menghindari kerentanan terhadap korosi tegangan pada beberapa lingkungan
Cr	0.05–0.25	Penambahan kecil untuk memurnikan struktur butir dan meningkatkan ketahanan retak korosi tegangan
Ti	≤ 0.15	Penghalus butir jika sengaja ditambahkan; jika tidak, terbatas sebagai pengotor
Lainnya (masing-masing)	≤ 0.05	Jumlah total elemen lainnya dijaga minim; aluminium sebagai sisanya (~ sisa)

Magnesium mendominasi perilaku mekanik dan korosi dengan menyediakan pengerasan solid-solution dan mempengaruhi potensi elektrokimia matriks. Kromium dan mangan hadir untuk mengontrol struktur butir dan mengurangi beberapa mode korosi serta rekristalisasi selama fabrikasi. Kontrol ketat terhadap besi, silikon, tembaga, dan seng diperlukan untuk menjaga kelenturan, ketangguhan, dan ketahanan korosi di lingkungan laut.

Sifat Mekanik

A5086 menunjukkan kombinasi kelenturan dan kekuatan yang sangat tergantung pada temper dan tingkat pengerjaan dingin; material annealed (O) memberikan elongasi tinggi tetapi kekuatan luluh dan tarik terendah, sedangkan temper H32–H36 menyediakan peningkatan kekuatan luluh secara bertahap dengan elongasi yang berkurang. Perilaku tarik biasanya ditandai dengan eksponen pengerasan deformasi yang cukup tinggi pada rentang plastis awal, memberikan penyerapan energi dan toleransi kerusakan yang baik saat beban berlebih. Ketahanan lelah umumnya baik untuk paduan aluminium, tetapi umur lelah sensitif terhadap kualitas permukaan, kualitas las, dan konsentrasi tegangan—sambungan las secara signifikan mengurangi daya tahan lelah dibandingkan logam induk.

Kekerasan meningkat seiring pengerasan deformasi dan berkorelasi dengan kenaikan kekuatan tarik/luluh; peningkatan signifikan pada kekerasan Vickers atau Brinell dapat diharapkan saat beralih dari temper O ke H34/H36. Ketebalan mempengaruhi baik kekuatan maupun kelenturan melalui pembatasan selama pengerjaan dingin; bagian yang lebih tebal lebih sulit untuk dipengeraskan secara merata dan mungkin menunjukkan elongasi efektif yang lebih rendah. Paparan termal sekitar pengelasan atau pemanasan lokal dapat melembutkan zona temper H di zona pengaruh panas (HAZ), mengurangi kekuatan luluh secara lokal dan memerlukan pertimbangan desain untuk kekuatan HAZ yang berkurang.

Properti	O/Annealed	Temper Utama (H32/H116)	Catatan
Kekuatan Tarik	Biasanya 120–200 MPa	Biasanya 260–340 MPa	Kekuatan maksimum meningkat dengan pengerasan deformasi; rentang luas tergantung temper dan ketebalan
Kekuatan Luluh	Biasanya 35–80 MPa	Biasanya 170–270 MPa	Kekuatan luluh meningkat tajam dengan temper H; H116 adalah temper laut yang seimbang
Elongasi	Biasanya 25–35%	Biasanya 8–20%	Annealed memberikan elongasi tertinggi; temper pengerjaan dingin berat menunjukkan kelenturan lebih rendah
Kekerasan	Rendah (HV ~25–40)	Sedang–Tinggi (HV ~60–90)	Kekerasan mengikuti kekuatan dan pengerjaan dingin; nilai bergantung pada skala pengukuran dan temper

Sifat Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Density	~2.66 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium-magnesium; memberikan rasio kekuatan-terhadap-berat yang baik
Rentang Leleh	~590–650 °C	Solidus/liquidus tergantung komposisi tepat; paduan mencair di bawah liquidus aluminium murni karena Mg
Konduktivitas Termal	~130–140 W/m·K (pada 25 °C)	Konduktivitas tinggi membuatnya berguna untuk komponen pendingin dan pelepas panas
Konduktivitas Listrik	~30–35 % IACS	Lebih rendah dari aluminium murni karena paduan tetapi dapat diterima untuk banyak aplikasi listrik/termal
Kalor Spesifik	~0.90 kJ/kg·K	Berharga untuk perhitungan manajemen termal dan analisis pemanasan transient
Ekspansi Termal	~23–25 µm/m·K (20–100 °C)	Koefisien mirip dengan paduan aluminium lain; penting untuk rakitan dengan logam berlainan

Konstanta fisik menunjukkan bahwa A5086 mempertahankan banyak sifat unggul aluminium seperti kepadatan rendah dan konduktivitas termal tinggi, sementara paduan mengurangi konduktivitas listrik dan meningkatkan kekuatan. Data ekspansi dan konduktivitas termal sangat penting dalam desain rakitan dengan material berbeda atau yang mengalami siklus panas karena ekspansi berbeda dapat menimbulkan tegangan atau kerusakan lelah. Rentang lebur dan pembekuan relevan untuk proses pengelasan dan pengecoran, dengan kebutuhan perawatan agar tidak terjadi pembesaran butir berlebihan dan pengendalian sifat HAZ.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0.5–6.0 mm	Properti mekanik seragam; lebih mudah dikerjakan secara dingin	O, H111, H116	Sering digunakan pada panel, pelat lambung, dan rakitan berbentuk
Plat	6–150+ mm	Kerja dingin terbatas; properti bervariasi sesuai jadwal penggulungan	H32, H34, H36	Bagian tebal digunakan untuk komponen struktural; penggulungan berat mengendalikan orientasi butir
Ekstrusi	Profil hingga beberapa meter	Kekuatan bergantung pada pengerjaan pasca-ekstrusi	H111, H32	Ekstrusi memungkinkan bentuk penampang kompleks; panas dari ekstrusi dapat memengaruhi temper
Pipa	Diameter kecil hingga besar; ketebalan dinding bervariasi	Kinerja mekanik dipengaruhi oleh pembentukan dan penuaan	H111, H32	Pipa tanpa sambungan dan las digunakan untuk aplikasi struktural dan tekanan
Batang/As	Diameter hingga 200 mm	Biasanya dikeraskan oleh deformasi atau dianil	O, H111, H32	Digunakan untuk komponen mesin dan fitting yang memerlukan ketangguhan

Bentuk manufaktur memengaruhi properti mekanik yang dapat diperoleh dan pilihan proses. Aplikasi lembar dan ketebalan tipis memungkinkan pembentukan dingin signifikan dan pengerasan oleh regangan untuk memenuhi target kekuatan sekaligus mempertahankan keformalan. Plat dan bagian tebal menghadirkan tantangan untuk pengerasan regangan yang merata dan mungkin memerlukan temper lebih berat atau strategi penyambungan alternatif untuk mengatasi pelunakan HAZ. Ekstrusi dan pipa dibentuk dalam keadaan panas dan sering sensitif terhadap ketebalan; pengerjaan dingin atau pelurusan berikutnya digunakan untuk mencapai temper target.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	A5086	USA	Penamaan Aluminum Association untuk komposisi paduan dan bentuk produk komersial
EN AW	5086	Eropa	EN AW-5086 umum digunakan di spesifikasi Eropa dengan batas komposisi serupa
JIS	A5086	Jepang	Industri Jepang biasanya mengacu pada ekuivalen AA/EN untuk pengadaan dan standar
GB/T	5086	China	Penamaan GB/T China sangat sesuai dengan kimia AA/EN dan temper umum

Standar regional umumnya mendeskripsikan komposisi dasar yang sama tetapi bisa berbeda dalam toleransi yang diizinkan, temper yang ditentukan, atau persyaratan pengujian properti mekanik. Pemanggilan dalam pengadaan dan spesifikasi harus merujuk standar lokal yang tepat untuk menangkap toleransi yang diwajibkan, protokol pengujian, dan kriteria penerimaan rantai pasok. Perbedaan kecil dalam batas kotoran maksimum atau penamaan temper dapat berdampak praktis pada kemampuan las, ketahanan korosi, dan penerimaan sertifikasi di berbagai pasar.

Ketahanan Korosi

A5086 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik dan sangat cocok untuk layanan laut dan lepas pantai karena kandungan magnesium yang tinggi dan kontrol kotoran yang ketat. Di air laut dan zona cipratan membentuk lapisan oksida dan hidroksida stabil yang membatasi pitting dalam, dan temper tertentu (H116) disesuaikan untuk ketahanan lebih baik terhadap korosi intergranular dan lokal. Kerentanan terhadap retak korosi tegangan meningkat dengan tegangan tarik dan kondisi mikrostruktur tertentu; temper yang dikontrol dan desain yang tepat untuk menghindari sisa tegangan tarik tinggi penting untuk meminimalkan risiko SCC.

Interaksi galvanik harus diperhatikan saat menyambung A5086 dengan logam mulia seperti baja tahan karat atau tembaga; aluminium akan menjadi anggota anodik dan akan lebih mudah korosi kecuali diisolasi secara listrik atau diberikan perlindungan katodik. Dibandingkan dengan paduan seri 2xxx dan 7xxx, A5086 menawarkan ketahanan korosi jauh lebih baik di lingkungan yang mengandung klorida, meskipun tidak mencapai ketahanan korosi beberapa aluminium komersial murni pada atmosfer tertentu. Desain untuk ketahanan korosi harus mempertimbangkan temper paduan, finishing permukaan, dan rejimen pemeliharaan untuk mencapai umur layanan panjang di lingkungan agresif.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Las

A5086 memiliki kemampuan las sangat baik dengan metode fusi umum termasuk MIG/GMAW dan TIG/GTAW, dan merespons baik pada proses padat seperti friction stir welding. Paduan pengisi yang direkomendasikan untuk las biasanya 5356 atau 5183, dipilih untuk menyeimbangkan kekuatan dan ketahanan korosi sambil menghindari retak panas; 5356 umum digunakan untuk aplikasi laut karena kekuatan dan duktisitas yang baik. Las rentan terhadap pelunakan zona terpengaruh panas (HAZ) di mana logam induk yang dikeraskan oleh deformasi kehilangan kekuatan lokal, memerlukan margin desain atau pengerjaan dingin pasca-las jika perlu.

Machinabilitas

Machinabilitas A5086 sedang dan umumnya lebih rendah dibandingkan paduan aluminium yang mudah dikerjakan karena kekuatan lebih tinggi dan pengerasan kerja; indeks machinabilitas biasanya berada pada kisaran 40–60% relatif terhadap patokan aluminium murni. Alat potong karbida dan setup kaku dengan pemecah serpihan yang sesuai direkomendasikan untuk menangani serpihan kontinu dan duktile serta menjaga hasil permukaan. Kecepatan potong lebih rendah dengan umpan lebih berat dan alat dengan sudut geser positif dapat meningkatkan umur alat dan mengurangi penumpukan tepi pada operasi bubut dan frais umum.

Keformalan

Keformalan sangat baik pada kondisi dianil dan temper ringan, memungkinkan penarikan dalam, pembengkokan, dan pembentukan tarikan kompleks yang digunakan dalam pelat lambung dan bodi kendaraan. Radius lentur minimum tergantung pada temper dan ketebalan, namun O dan H111 mampu mencapai radius kecil karena elongasi tinggi; temper berat H32–H36 memerlukan radius lebih besar dan mungkin terbatas pada pembengkokan sederhana. Kerja dingin secara efektif meningkatkan kekuatan, dan perancang memanfaatkannya untuk penguatan lokal setelah pembentukan; namun, pengerjaan berlebih atau pembengkokan parah dapat menyebabkan pegas balik dan retak permukaan jika tidak dikontrol.

Perilaku Perlakuan Panas

A5086 adalah paduan yang tidak dapat diperlakukan panas untuk peningkatan kekuatan dan tidak mengalami pengerasan presipitasi; perlakuan termal utamanya digunakan untuk dianil, menstabilkan, atau merekristalisasi mikrostruktur. Annealing (pelunakan penuh hingga kondisi O) dilakukan dengan pemanasan ke rentang suhu di mana rekristalisasi berlangsung diikuti pendinginan terkontrol, mengembalikan duktisitas untuk operasi pembentukan berikutnya. Penuaan buatan dan transisi temper T tidak relevan untuk peningkatan kekuatan pada paduan ini, meskipun paparan panas selama pengelasan dapat secara lokal menganil dan mengurangi kekuatan pada temper H.

Pengerasan kerja adalah cara utama meningkatkan kekuatan pada A5086; langkah penggulungan dingin, peregangan, atau pembengkokan yang dikontrol digunakan untuk mencapai temper H11x–H36. Perlakuan stabilisasi (paparan termal ringan) dapat diterapkan untuk menghentikan proses penuaan alami atau meredakan tegangan sisa, tetapi tidak menghasilkan efek pengerasan seperti pada paduan seri 6xxx atau 7xxx. Perancang dan insinyur proses harus merencanakan urutan pembentukan dan pengelasan untuk mengelola keseimbangan antara kekuatan yang diinginkan dan duktisitas yang dipertahankan, memperhitungkan pelunakan HAZ dan kemungkinan pengerjaan ulang.

Performa Suhu Tinggi

A5086 mempertahankan properti mekanik yang berguna pada suhu moderat yang meningkat, namun kekuatan dan kekakuan menurun seiring meningkatnya suhu; properti struktural menurun secara bertahap di atas ~100–150 °C. Untuk layanan berkelanjutan di atas rentang ini, perancang harus mempertimbangkan faktor pengurangan kapasitas dan potensi creep atau fenomena relaksasi tergantung beban dan durasi paparan. Oksidasi minimal pada paduan aluminium pada suhu layanan umum, namun lapisan pelindung bisa terganggu dalam siklus termal agresif atau kondisi kelembaban tinggi, mengubah perilaku korosi lokal.

Area las sangat sensitif terhadap suhu tinggi karena pelunakan HAZ sebelumnya yang dikombinasikan dengan paparan termal dapat lebih mengurangi kekuatan luluh dan kelelahan lokal. Paparan jangka panjang dekat dengan rentang leleh tentunya tidak sesuai dan akan menyebabkan degradasi mikrostruktur parah; untuk aplikasi suhu tinggi, paduan alternatif yang dirancang khusus untuk stabilitas suhu tinggi lebih disukai. Untuk suhu sementara dan durasi singkat, A5086 dapat bekerja dengan baik asalkan tegangan desain dan detail sambungan konservatif.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan A5086
Kelautan	Pelat lambung, superstruktur, fitting	Ketahanan korosi air laut yang sangat baik dan kemampuan las yang baik
Transportasi	Body trailer, gerbong kereta	Kekuatan terhadap berat yang tinggi, ketangguhan, dan toleransi kerusakan
Dirgantara	Struktur sekunder, fitting interior	Kekuatan dan ketahanan korosi yang baik untuk bagian struktural non-primer
Energi / Tangki Tekanan	Tangki kriogenik, penukar panas	Ketangguhan baik pada suhu rendah dan konduktivitas termal
Elektronik / Termal	Penyebar panas, housing	Konduktivitas termal tinggi dan densitas rendah untuk manajemen termal

Kombinasi ketahanan korosi, kemampuan las, dan kemampuan pembentukan pada A5086 menjadikannya pilihan utama untuk aplikasi struktural yang terpapar lingkungan kelautan atau luar ruangan. Kemampuan paduan ini untuk mempertahankan ketangguhan pada suhu rendah juga memperluas penggunaannya ke aplikasi kriogenik dan pendinginan. Ketika sambungan teknik dan daya tahan jangka panjang lebih diutamakan dibandingkan nilai tarik puncak mutlak, A5086 memberikan keseimbangan pragmatis antara sifat material dan kemudahan manufaktur.

Wawasan Pemilihan

Pilih A5086 ketika aplikasi memerlukan aluminium yang dapat dilas, tahan korosi, dengan kekuatan yang baik yang diperoleh dari pengerjaan dingin dan ketika penggunaan melibatkan paparan air laut atau atmosfer agresif. Jika dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), A5086 menukar sebagian konduktivitas listrik dan kemudahan pembentukan dengan kekuatan yang jauh lebih tinggi serta ketahanan yang lebih baik terhadap beban mekanis. Jika dibandingkan dengan paduan seri 3xxx (misalnya 3003) atau seri 5xxx seperti 5052, A5086 biasanya menawarkan kekuatan yang lebih tinggi dengan ketahanan korosi yang setara atau lebih baik dalam kondisi kelautan.

Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061 atau 6063, A5086 tidak akan mencapai kekuatan puncak hasil pengerasan presipitasi yang sama, tetapi seringkali lebih dipilih ketika perakitan yang dilas dan paparan jangka panjang terhadap klorida menjadi faktor dominan dalam desain. Pertimbangkan biaya, ketersediaan temper spesifik, dan urutan fabrikasi: jika diperlukan pengelasan ekstensif dan paparan air laut, A5086 (H116/H32) sering merupakan kompromi terbaik antara kekuatan, umur panjang, dan kemudahan manufaktur.

Ringkasan Penutup

A5086 tetap menjadi paduan aluminium teknik utama di mana ketahanan korosi, kemampuan las, dan kekuatan toleran kerusakan diperlukan tanpa ketergantungan pada perlakuan panas. Kimia paduan dan opsi tempernya memungkinkan engineer menyesuaikan sifat melalui pengerjaan dingin dan proses, menjadikannya pilihan yang tahan lama dan serbaguna untuk aplikasi struktural kelautan, transportasi, dan kriogenik.