Aluminium A6061: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

6061 adalah anggota seri 6xxx dari paduan aluminium terlembar, yang terutama dicirikan oleh magnesium dan silikon sebagai elemen paduan utama. Ini adalah paduan yang dapat diperlakukan dengan perlakuan panas yang mencapai kekuatan melalui pengerasan presipitasi (Mg2Si) setelah perlakuan larutan, pendinginan cepat (quenching), dan penuaan buatan.

Ciri khasnya meliputi kombinasi kekuatan sedang hingga tinggi yang baik, ketahanan korosi yang baik di banyak lingkungan, kemampuan las yang sangat baik, dan kemampuan bentuk yang masuk akal pada temper yang lebih lunak. Kombinasi sifat ini menjadikan 6061 menarik untuk komponen struktural, rangka transportasi dan kendaraan, fitting kedirgantaraan serbaguna, perangkat keras kelautan, serta rumah instrumen.

Para engineer memilih 6061 saat diperlukan keseimbangan antara kekuatan, kemudahan machining, kemampuan las, dan kinerja ketahanan korosi tanpa biaya premium atau kompleksitas proses yang tinggi seperti pada paduan seri 7xxx yang lebih kuat. Paduan ini dipilih dibandingkan dengan paduan keluarga 1xxx atau 3xxx yang lebih lunak ketika kapasitas beban struktural diperlukan, dan dibandingkan dengan keluarga 2xxx ketika prioritasnya adalah peningkatan ketahanan korosi dan kemampuan las.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Regangan	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Sangat Baik	Sangat Baik	Sangat lunak (fully annealed), duktalitas maksimum untuk pembentukan
H14	Rendah–Sedang	Sedang	Baik	Sangat Baik	Strain-hardened, pembentukan terbatas setelah pengerasan kerja
H32	Sedang	Sedang	Baik	Sangat Baik	Strain-hardened dan distabilkan untuk mempertahankan kemampuan bentuk
T5	Sedang–Tinggi	Sedang	Cukup	Sangat Baik	Didinginkan dari proses pemanasan panas dan penuaan buatan
T6	Tinggi	Rendah–Sedang	Cukup	Sangat Baik	Diberi perlakuan larutan panas dan penuaan buatan, temper struktural umum
T651	Tinggi	Rendah–Sedang	Cukup	Sangat Baik	T6 plus pelepasan tegangan dengan peregangan atau stabilisasi kompresif
T4	Sedang	Baik	Baik	Sangat Baik	Diberi perlakuan larutan panas dan penuaan alami, digunakan saat pengerasan setelah pembentukan diperlukan

Pemilihan temper mengatur kompromi antara kekuatan dan duktalitas, dengan temper annealed (O) dan T4 diprioritaskan untuk operasi pembentukan yang luas, dan T5/T6/T651 dipilih untuk aplikasi struktural yang membutuhkan kekuatan luluh dan tarik lebih tinggi. Penuaan, baik alami (T4) maupun buatan (T5/T6), memicu presipitasi Mg2Si yang tersebar halus, meningkatkan kekuatan sekaligus mengurangi duktalitas serta mengubah respons kelelahan dan kekerasan.

Memahami pelunakan spesifik temper di zona terpengaruh panas (HAZ) setelah pengelasan sangat penting untuk desain; temper T6 dan serupa menunjukkan pelunakan HAZ yang sering mengurangi kekuatan lokal, sedangkan O dan T4 dapat memperoleh kembali kekuatan melalui penuaan buatan pasca-las jika proses memungkinkan.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.40–0.80	Silikon bergabung dengan Mg membentuk presipitat penguat Mg2Si.
Fe	0.00–0.70	Besi adalah pengotor yang membentuk intermetalik, mengurangi duktalitas dan ketahanan korosi.
Mn	0.00–0.15	Mangan meningkatkan struktur butir dan sedikit meningkatkan kekuatan.
Mg	0.80–1.20	Elemen penguat utama yang membentuk Mg2Si dengan Si; mengendalikan respon pengerasan penuaan.
Cu	0.15–0.40	Tembaga meningkatkan kekuatan dan respon pengerasan penuaan, namun dapat mengurangi ketahanan korosi.
Zn	0.00–0.25	Seng adalah pengotor minor; kadar tinggi dapat memengaruhi kekuatan dan perilaku korosi.
Cr	0.04–0.35	Kromium menghambat pertumbuhan butir dan meningkatkan ketangguhan serta ketahanan retak korosi tegangan.
Ti	0.00–0.15	Titanium digunakan sebagai perbaikan butir selama pengecoran dan proses utama.
Elemen Lain (masing-masing)	≤0.05	Elemen jejak seperti V, Zr, dan residu; sisanya Al

Kadar Mg dan Si menentukan potensi pengerasan presipitasi melalui Mg2Si; rasio dan distribusinya mengendalikan kinetika dan besarnya pengerasan penuaan. Penambahan minor dan elemen residu memengaruhi ukuran butir, rekristalisasi, ketangguhan, dan kerentanan pembentukan intermetalik; kontrol komposisi yang cermat penting untuk konsistensi sifat mekanik dan ketahanan korosi.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik pada 6061 sangat bergantung pada temper. Pada temper larutan panas dan penuaan buatan (T6), paduan menunjukkan kekuatan luluh dan tarik yang tinggi dengan duktalitas sedang, memungkinkan aplikasi struktural yang membutuhkan respons elastis dan plastis yang dapat diprediksi. Performa kelelahan cukup baik untuk paduan serbaguna, tetapi sangat dipengaruhi oleh permukaan, konsentrasi tegangan, dan kondisi temper.

Kekuatan luluh dan tarik meningkat tajam dari temper O/T4 ke T6, sementara regangan dan ketangguhan menurun sebanding. Kekerasan mengikuti tren yang sama; T6 menunjukkan kekerasan Brinell atau Rockwell jauh lebih tinggi dibandingkan material O. Ketebalan memengaruhi sifat yang dapat dicapai akibat sensitivitas pada pendinginan cepat; penampang yang lebih tebal lebih sulit didinginkan cepat, yang dapat menurunkan kekerasan puncak setelah penuaan.

Sifat	O/Anil	Temper Utama (T6/T651)	Catatan
Kekuatan Tarik	90–160 MPa	275–350 MPa	T6 biasanya sekitar 310 MPa; rentang tergantung bentuk produk dan ketebalan
Kekuatan Luluh	35–100 MPa	240–300 MPa	T6 biasanya sekitar 275 MPa; luluh didefinisikan oleh offset 0,2%
Regangan	18–25%	8–12%	Regangan menurun seiring peningkatan kekuatan dan pengurangan duktalitas
Kekerasan (Brinell)	35–60 HB	80–110 HB	Kekerasan berkorelasi dengan status presipitasi; T6 jauh lebih keras

Nilai sifat mekanik bervariasi dengan bentuk produk, riwayat pemrosesan, dan arah pengujian. Untuk struktur kritis, desainer harus mempertimbangkan anisotropi akibat rolling atau ekstrusi, efek pelunakan HAZ pengelasan pada kekuatan lokal, serta potensi penurunan kekuatan pada penampang lebih tebal akibat perlakuan larutan atau pendinginan cepat yang tidak lengkap.

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Kerapatan	2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium terlembar, digunakan untuk perhitungan massa dan kekakuan
Rentang Titik Leleh (solidus–liquidus)	~582–652 °C	Rentang leleh paduan tergantung komposisi lokal dan kandungan intermetalik
Konduktivitas Termal	~150 W/m·K	Lebih rendah dibanding aluminium murni tetapi masih relatif tinggi untuk pembuangan panas
Konduktivitas Listrik	~30–45 % IACS	Konduktivitas berkurang akibat paduan; dinyatakan sebagai persen dari referensi tembaga murni (IACS)
Kalor Spesifik	~900 J/kg·K	Kalor spesifik khas untuk paduan aluminium pada suhu kamar
Koefisien Perluasan Panas	~23.5 ×10⁻⁶ /K	Perluasan termal tinggi relatif terhadap baja, penting untuk perhitungan tegangan termal

6061 menyediakan konduktivitas termal yang baik untuk banyak aplikasi pembuangan panas sekaligus mempertahankan kerapatan rendah yang menguntungkan desain yang sensitif terhadap bobot. Koefisien perluasan panas yang relatif tinggi dan konduktivitas listrik sedang harus dipertimbangkan saat digabungkan dengan material berbeda atau merancang sistem manajemen termal. Pemilihan material harus memperhatikan perubahan modulus dan kekuatan luluh yang dipengaruhi suhu dalam lingkungan siklus termal.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0,2 mm – 6 mm	Kekuatan baik pada ketebalan tipis setelah proses aging	O, T4, T6	Sering digunakan untuk panel, enclosure, dan bagian berbentuk
Plat	6 mm – 200 mm	Ketebalan memengaruhi respons perlakuan panas	O, T6 (ketebalan terbatas)	Plat tebal sering memiliki kekuatan maksimal yang berkurang karena sensitivitas quench
Ekstrusi	Profil kompleks, panjang hingga beberapa meter	Kekuatan arah yang baik sepanjang sumbu profil	T5, T6, T651	Ekstrusi memungkinkan penampang kompleks namun menunjukkan anisotropi properti
Tabung	Diameter beberapa mm hingga lebih dari 300 mm	Kekuatan mirip dengan penampang sejenis	O, T6	Tabung tanpa sambungan dan las digunakan untuk aplikasi struktural dan hidrolik
Batang/Batang	Diameter dan penampang bervariasi	Kekuatan longitudinal tinggi saat diproses penguatan lewat aging	T6, T651	Umum digunakan untuk komponen yang dikerjakan mesin dan poros

Lembaran dan ekstrusi mudah dibentuk dan diperlakukan panas sesuai kebutuhan desain; profil ekstrusi sangat berharga untuk komponen linier panjang dengan fitur terintegrasi. Plat dan bagian berpenampang besar membutuhkan perlakuan panas dan strategi quench yang hati-hati agar sifat material seragam. Perilaku machining dan sifat mekanik akhir sangat terkait dengan bentuk dan temper yang dipilih, sehingga spesifikasi desain harus mencantumkan keduanya.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	A6061	USA	Penamaan Aluminum Association yang umum digunakan di Amerika Utara
EN AW	6061	Eropa	Sering tercantum sebagai EN AW-6061 (AlMg1SiCu) sesuai standar EN
JIS	A6061	Jepang	Penamaan Standar Industri Jepang; batas kimiawi serupa namun metode pengujian berbeda
GB/T	6061	Tiongkok	Standar Cina mengacu pada paduan 6061 dengan rentang komposisi serupa

Kesetaraan cukup konsisten dalam kimia, tetapi mungkin berbeda pada batas maksimum kontaminan, toleransi sifat mekanik, serta temper atau metode pengujian yang diterima. Pengadaan dan spesifikasi harus mencantumkan baik penamaan paduan dan standar terkait (misal ASTM, EN, JIS, GB/T) untuk memastikan kesesuaian dengan kebutuhan uji mekanik, toleransi dimensi, dan sertifikasi. Perbedaan minor dapat terjadi pada hasil akhir permukaan, kontrol struktur butir, atau ketangguhan yang dijamin antar standar regional.

Ketahanan Korosi

6061 menunjukkan ketahanan korosi atmosferik yang umumnya baik berkat terbentuknya lapisan aluminium oksida pelindung yang membatasi laju korosi merata pada banyak lingkungan. Korosi lokal seperti pitting dapat terjadi di lingkungan yang mengandung klorida; performa ini kompetitif untuk paparan laut sedang saat desain pengorbanan dan pelapis digunakan.

Pada kondisi laut berat atau rendaman jangka panjang, paduan seri 5xxx (Al-Mg) biasanya lebih unggul dari 6061 di lingkungan telanjang karena penghalang lokal korosi yang lebih kuat; namun 6061 mendapat manfaat dari anodizing dan pelapis pelindung yang secara signifikan memperpanjang masa pakai. Kerentanan terhadap retak korosi tegangan (SCC) bersifat sedang dan dipengaruhi oleh temper, di mana temper puncak (T6) menunjukkan sensitivitas SCC lebih tinggi dari temper lunak; tegangan sisa akibat pengelasan atau pembentukan dapat memperburuk risiko SCC.

Interaksi galvanik harus diatur dengan isolasi antar permukaan atau pemilihan material pengorban yang kompatibel; saat dipasangkan dengan logam lebih mulia, 6061 akan berperan sebagai anod dan korosi akan terjadi secara preferensial. Dibandingkan paduan seri 2xxx, 6061 menawarkan ketahanan korosi dan kemampuan las yang lebih baik, sedangkan dibandingkan paduan 5xxx, 6061 mengorbankan sebagian ketahanan korosi demi kekuatan lebih tinggi dan kemampuan perlakuan panas.

Properti Fabrikasi

Kemudahan Pengelasan

6061 dapat dilas dengan baik menggunakan proses umum termasuk GMAW (MIG) dan GTAW (TIG); logam las biasanya memakai kawat pengisi paduan seperti 4043 (Al-Si) atau 5356 (Al-Mg) tergantung kebutuhan kekuatan dan ketahanan korosi. Input panas harus dikontrol untuk membatasi pelunakan HAZ; material T6 akan menunjukkan penurunan kekuatan di HAZ setelah pengelasan. Perlakuan panas pasca las (PWHT) atau re-aging lokal dapat memulihkan kekuatan pada beberapa aplikasi, namun distorsi dan kontrol dimensi harus dipertimbangkan selama prosedur pengelasan.

Kemudahan Mesin

Kemudahan mesin 6061 dianggap baik hingga sangat baik di antara paduan aluminium; proses pemesinan lebih cepat daripada banyak baja dan menghasilkan serpihan bersih dengan geometri tooling yang tepat. Tooling carbide atau baja cepat biasa digunakan dengan kecepatan potong sedang, laju pakan tinggi, dan evakuasi serpihan yang baik untuk menghindari pembentukan paku tambang pada pahat. Hasil akhir permukaan dan masa pakai alat dipengaruhi oleh temper dan kondisi perlakuan panas; material T6 bisa sedikit lebih abrasif daripada temper O akibat fase presipitasi yang mengeras.

Kemudahan Pembentukan

Kemudahan pembentukan terbaik pada temper annealed atau T4 dimana pembentukan dingin dan pembentukan kompleks diperlukan. Radius pembengkokan harus disesuaikan dengan temper dan ketebalan; untuk lembaran T6, radius pembengkokan minimum lebih besar untuk menghindari retak, sedangkan temper O/T4 dapat menggunakan radius lebih kecil. Pengerjaan dingin meningkatkan kekuatan melalui pengerasan regangan, tetapi efek springback yang signifikan dan penurunan keuletan pada temper penuaan harus diperhitungkan dalam desain peralatan dan urutan pembentukan.

Perilaku Perlakuan Panas

Perlakuan solusianisasi untuk 6061 biasanya dilakukan pada suhu sekitar 520–550 °C untuk melarutkan fase larut dan menghasilkan larutan padat jenuh tinggi. Pendinginan cepat (quenching air atau quench terkontrol) dari suhu solusianisasi diperlukan agar solut tertahan dalam larutan padat sebelum proses aging; sensitivitas quench meningkat dengan ketebalan penampang.

Aging buatan untuk temper T6 biasa dilakukan pada suhu sekitar 160–190 °C selama 6 hingga 18 jam tergantung ketebalan penampang dan target mekanik; perlakuan ini mengendapkan Mg2Si halus yang memberikan mayoritas peningkatan kekuatan. Temper T5 melibatkan pendinginan dari suhu tinggi diikuti aging buatan tanpa perlakuan solusianisasi; T4 menjalani perlakuan solusianisasi dan aging alami pada suhu kamar. T651 menunjukkan temper T6 dengan stabilisasi melalui proses penggilingan yang mengurangi tegangan sisa dan distorsi.

Untuk paduan yang tidak dapat diperlakukan panas, kekuatan didominasi oleh pengerasan mekanis dan siklus annealing. Pada 6061, meskipun perlakuan panas adalah jalur penguatan utama, penuaan berlebih lokal atau paparan suhu yang tidak tepat selama pemakaian dapat mengurangi sifat mekanik secara signifikan sehingga memerlukan perlakuan solusianisasi ulang dan aging ulang bila memungkinkan.

Performa Suhu Tinggi

6061 mempertahankan sifat mekanik yang dapat digunakan hingga suhu menengah, tetapi terjadi penurunan kekuatan signifikan saat suhu naik di atas sekitar 150 °C. Penggunaan jangka panjang pada suhu tinggi memicu penuaan berlebih dan pertumbuhan presipitat yang menurunkan kekuatan luluh dan ketahanan lelah.

Oksidasi pada suhu tinggi dibatasi oleh lapisan oksida aluminium yang stabil; namun stabilitas dimensi dan integritas mekanik dapat menurun dalam lingkungan termal siklik. Untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan berkelanjutan di atas ~120–150 °C, engineer biasanya memilih paduan aluminium khusus atau logam suhu tinggi daripada 6061.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan A6061
Otomotif	Komponen chassis, bracket	Rasio kekuatan-terhadap-berat baik dan kemudahan pengelasan
Kelautan	Fitting struktural, pagar	Ketahanan korosi dan kemudahan fabrikasi
Dirgantara	Fitting, bulkhead, tabung	Kekuatan, kemudahan mesin, dan penghematan berat yang menguntungkan
Elektronik	Heat sink, enclosure	Konduktivitas termal dan kemudahan mesin
Peralatan Rekreasi	Rangka sepeda, peralatan camping	Keseimbangan kekakuan, kekuatan, dan kemudahan manufaktur

Keanekaragaman bentuk produk 6061, performa yang dapat diprediksi setelah perlakuan panas, dan ketersediaan luas menjadikannya pilihan default untuk banyak aplikasi struktural serbaguna. Bagian yang membutuhkan machining kompleks, pengelasan, atau kombinasi kekuatan dan ketahanan korosi mendapat keuntungan dari profil mekanik dan fisik paduan ini yang seimbang.

Wawasan Pemilihan

Pilih 6061 saat Anda membutuhkan paduan yang dapat diperlakukan panas dengan kombinasi kuat kemudahan pengelasan, kemudahan machining, dan ketahanan korosi untuk penggunaan struktural. Ini adalah paduan kelas menengah yang memberikan kekuatan lebih tinggi dibanding aluminium kemurnian komersial (1100) dan banyak paduan pengerasan dingin, serta lebih mudah dilas dan kurang sensitif korosi dibanding paduan Al-Cu (2xxx) berkekuatan tinggi.

Dibandingkan dengan 1100, 6061 memiliki konduktivitas listrik yang lebih rendah namun menawarkan kemampuan bentuk yang unggul serta kekuatan dan kekakuan yang jauh lebih tinggi, sehingga lebih cocok untuk aplikasi struktural. Dibandingkan dengan paduan kerja keras seperti 3003 atau 5052, 6061 memberikan kekuatan puncak yang lebih tinggi setelah proses aging tetapi memiliki ketahanan korosi yang sedikit berkurang di beberapa lingkungan yang kaya klorida. Dibandingkan dengan 6063, yang dioptimalkan untuk ekstrudabilitas dan hasil akhir estetis, 6061 menyediakan kekuatan struktural yang lebih tinggi dan lebih diutamakan ketika performa mekanis, bukan hasil permukaan, menjadi kebutuhan utama.

Ringkasan Penutup

6061 tetap menjadi aluminium teknik yang banyak digunakan karena menawarkan kompromi praktis antara kekuatan, ketahanan korosi, kemampuan bentuk, dan biaya, sekaligus tersedia secara luas dalam berbagai bentuk produk dan temper. Perilaku perlakuan panas yang dapat diprediksi serta karakteristik fabrikasi yang baik menjadikannya relevan di berbagai industri yang membutuhkan performa struktural yang handal serta kemampuan manufaktur.