Aluminium EN AW-1200: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Gambaran Lengkap
EN AW-1200 merupakan bagian dari seri 1xxx paduan aluminium tempa, yang merepresentasikan aluminium murni komersial dengan kandungan aluminium minimum umumnya sekitar 99,0%. Keluarga 1xxx ditandai oleh kandungan paduan yang sangat rendah dan dikategorikan sebagai non-heat-treatable; kekuatan mekanik dicapai terutama melalui pengerasan regangan (work hardening) daripada pengerasan presipitasi.
Elemen paduan utama dan impuritas dalam EN AW-1200 meliputi besi dan silikon sebagai residu utama, dengan tingkat jejak tembaga, mangan, magnesium, seng, krom, dan titanium. Elemen-elemen minor ini memengaruhi kemampuan pembentukan, konduktivitas, dan struktur butir tetapi tidak membentuk fasa penguat signifikan seperti pada sistem paduan lainnya.
Ciri utama EN AW-1200 adalah konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik, ketahanan korosi yang sangat baik di banyak lingkungan, keuletan dan kemampuan bentuk yang luar biasa dalam kondisi anil, serta kemampuan las yang sangat baik. Kekuatan mekaniknya rendah dibandingkan dengan baja aluminium paduan, tetapi kelembutan dan kemudahan pengerjaan yang tinggi membuatnya berguna di mana pembentukan, konduktivitas, atau penyambungan menjadi faktor utama desain.
Industri yang umum menggunakan EN AW-1200 antara lain kelistrikan dan elektronik (bus bar, foil, konektor), peralatan proses kimia, komponen arsitektur, kemasan dan foil, serta beberapa komponen transportasi di mana ketahanan korosi dan kemampuan bentuk lebih diutamakan daripada kekuatan tinggi. Engineer memilih EN AW-1200 ketika konduktivitas tinggi, kemampuan bentuk superior, biaya rendah, dan fabrikasi yang sederhana lebih diprioritaskan dibandingkan kekuatan mekanik puncak.
Varian Temper
| Temper | Tingkat Kekuatan | Elongasi | Formabilitas | Ketangguhan Las | Catatan |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Rendah | Tinggi | Istimewa | Istimewa | Sepenuhnya dianil, keuletan dan konduktivitas maksimum |
| H12 | Rendah–Sedang | Sedang | Sangat Baik | Istimewa | Pengerasan sebagian oleh regangan, mempertahankan kemampuan bentuk yang baik |
| H14 | Sedang | Sedang | Baik | Istimewa | Temper half-hard komersial umum untuk kekuatan sedang |
| H16 | Sedang–Tinggi | Lebih Rendah | Cukup | Istimewa | Temper untuk kekuatan lebih tinggi dengan keuletan berkurang |
| H18 | Tinggi | Rendah | Terbatas | Istimewa | Hasil pengerasan regangan berat, kemampuan pembentukan terbatas |
| H22 | Rendah–Sedang | Sedang | Sangat Baik | Istimewa | Distabilkan oleh perlakuan panas setelah pengerjaan dingin |
| H24 | Sedang | Sedang | Baik | Istimewa | Dikeraskan regangan dan sebagian dianil untuk menstabilkan sifat |
| H26 | Sedang–Tinggi | Lebih Rendah | Cukup | Istimewa | Kekuatan lebih tinggi melalui pengerjaan dingin lebih besar |
| H111 | Rendah–Sedang | Baik | Sangat Baik | Istimewa | Sedikit dikerjakan dingin dengan sifat terkontrol |
Temper EN AW-1200 mengontrol kekuatan terutama berdasarkan tingkat pengerjaan dingin yang diberikan selama pemrosesan. Material anil (O) memberikan keuletan terbaik dan konduktivitas tertinggi, sementara temper seri H menukar keuletan dan kemampuan bentuk untuk peningkatan kekuatan tarik dan luluh melalui pengerasan regangan.
Ketangguhan las tetap sangat baik di semua temper karena paduan ini pada dasarnya adalah aluminium murni, tetapi reversibilitas pengerjaan dingin dan pelunakan lokal di sekitar zona pengaruh panas las harus dipertimbangkan saat memilih temper untuk komponen yang dibentuk atau menahan beban.
Komposisi Kimia
| Elemen | Rentang % | Catatan |
|---|---|---|
| Al | Balance (~99.0) | Elemen utama; sisanya setelah impuritas. |
| Si | ≤ 0,30 (tingkat jejak tipikal 0,03–0,15) | Residu dari produksi; dapat sedikit meningkatkan fluiditas. |
| Fe | ≤ 0,60 (typical 0,20–0,50) | Elemen residu utama; memengaruhi struktur butir dan kekuatan secara moderat. |
| Mn | ≤ 0,05 | Sangat rendah; efek penguatan dapat diabaikan pada tingkat ini. |
| Mg | ≤ 0,03 | Minimal, tidak menyebabkan pengerasan usia pada paduan ini. |
| Cu | ≤ 0,05 | Tingkat rendah; dapat sedikit mengurangi ketahanan korosi jika ada. |
| Zn | ≤ 0,05 | Jejak hanya; efek penguatan diabaikan. |
| Cr | ≤ 0,05 | Jejak, dapat memengaruhi stabilitas butir dalam pemrosesan. |
| Ti | ≤ 0,03 | Sering digunakan sebagai penghalus butir; hadir dalam jumlah jejak. |
| Lainnya | ≤ 0,15 total | Termasuk residu lain seperti Ni, V, Sn, dll. |
Kinerja EN AW-1200 didominasi oleh kandungan aluminium yang sangat tinggi; elemen impuritas yang tercantum dikendalikan pada maksimum rendah agar konduktivitas listrik dan termal tetap tinggi dan keuletan terjaga. Penambahan atau residu dalam jumlah jejak memengaruhi rekristalisasi, ukuran butir, dan finish permukaan selama proses rolling dan pembentukan, tetapi tidak menghasilkan perilaku pengerasan presipitasi seperti pada paduan seri 2xxx–7xxx.
Sifat Mekanik
EN AW-1200 menunjukkan perilaku tarik yang khas dari aluminium murni komersial: kekuatan tarik yang relatif rendah dengan elongasi tinggi menuju kegagalan dalam kondisi anil serta kenaikan kekuatan yang dapat diprediksi dengan pengerjaan dingin. Kekuatan luluh rendah pada kondisi O tetapi meningkat secara substansial dan terkontrol dengan temper H, memungkinkan desainer mengatur sifat melalui deformasi dingin. Elongasi sangat baik pada temper O (sering melebihi 20–30% tergantung ketebalan) dan berkurang seiring pengerasan regangan bertambah.
Kekerasan EN AW-1200 rendah jika dibandingkan dengan seri paduan; nilai kekerasan Brinell tipikal berada di kisaran 20-an rendah HB pada material anil dan naik secara moderat dengan temper H. Performa kelelahan cukup untuk banyak aplikasi siklik tapi lebih rendah dibanding aluminium paduan atau yang dikeraskan regangan; kekuatan kelelahan meningkat dengan pengerjaan dingin tetapi dibatasi oleh tidak adanya pengerasan presipitasi. Ketebalan dan ukuran pengukuran memengaruhi sifat mekanik: ketebalan lebih tipis sering menunjukkan kekuatan nyata lebih tinggi karena pengerjaan dingin akibat proses dan lapisan permukaan yang mengeras.
| Sifat | O/Anil | Temper Utama (misal H14) | Catatan |
|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik | ~60–110 MPa | ~110–160 MPa | Nilai bervariasi sesuai ketebalan dan temper; temper H kira-kira menggandakan kekuatan dibanding O. |
| Kekuatan Luluh | ~25–60 MPa | ~70–120 MPa | Kekuatan luluh naik dengan pengerjaan dingin; nilai sangat rendah pada kondisi O. |
| Elongasi | ~25–40% | ~8–20% | Keuletan tinggi di O; berkurang secara bertahap dengan pengerasan regangan. |
| Kekerasan | ~15–30 HB | ~30–45 HB | Kekerasan rendah secara keseluruhan; meningkat dengan tingkat pengerjaan dingin. |
Sifat Fisik
| Sifat | Nilai | Catatan |
|---|---|---|
| Kerapatan | 2,71 g/cm³ | Standar untuk aluminium; berguna untuk perhitungan massa dan kekakuan. |
| Rentang Leleh | ~650–660 °C | Leleh satu fasa mendekati titik aluminium murni. |
| Konduktivitas Termal | ~220–240 W/m·K (pada 20 °C) | Sangat tinggi, hampir murni aluminium; sangat baik untuk aplikasi pembuang panas. |
| Konduktivitas Listrik | ~55–63 % IACS | Konduktivitas listrik tinggi membuatnya cocok sebagai penghantar dan busbar. |
| Kalor Spesifik | ~0,90 kJ/kg·K (0,214 kcal/kg·°C) | Kapabilitas panas baik yang berguna dalam desain termal. |
| Ekspansi Termal | ~23–24 µm/m·K (20–100 °C) | Ekspansi aluminium tipikal; harus diperhitungkan dalam perakitan. |
Sifat fisik EN AW-1200 mencerminkan komposisi hampir murninya dan membuatnya menarik untuk manajemen termal dan aplikasi kelistrikan. Desainer yang memanfaatkan konduktivitas atau struktur ringan diuntungkan dari kombinasi densitas rendah, konduktivitas termal/listrik tinggi, dan ekspansi termal yang dapat dikendalikan dari paduan ini.
Karena rentang leleh dan perilaku oksidasi serupa aluminium hampir murni, pemrosesan (misalnya brazing, soldering, atau pengelasan) mengikuti praktik yang sudah mapan untuk aluminium bermurni tinggi; penggunaan flux yang benar dan persiapan permukaan sangat penting untuk hasil sambungan optimal.
Bentuk Produk
| Bentuk | Ketebalan/Ukuran Tipikal | Perilaku Kekuatan | Temper Umum | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Pelat Tipis (Sheet) | 0,15 mm – 6 mm | Kekuatan bervariasi tergantung temper dan reduksi dingin | O, H12, H14, H24 | Sangat umum digunakan untuk pelapisan, foil, dan panel arsitektural |
| Plat | >6 mm – 30+ mm | Peningkatan kekuatan akibat pengerjaan dingin rendah pada plat tebal | O, H22 | Bagian tebal tetap memiliki kekuatan rendah kecuali digulung secara berat |
| Ekstrusi | Profil hingga penampang besar | Kekuatan tergantung pada pengerjaan dingin berikutnya | O, H111, H14 | Ekstrusi digunakan untuk rangka, busbar, dan elemen arsitektural |
| Tabung | Tabung dinding tipis dan tebal | Sifat mekanik tipikal mirip dengan pelat tipis dengan temper serupa | O, H16, H18 | Dibentuk dengan penggulingan dan pengelasan atau produksi tanpa sambungan |
| Batang / Rod | Berbagai diameter | Kekuatan dipengaruhi oleh proses drawing/pengerjaan dingin | O, H12, H14 | Digunakan untuk batang konduktif, pengikat, dan komponen hasil machining |
Pelat tipis dan produk ketebalan tipis adalah bentuk paling umum untuk EN AW-1200 karena kemampuan bentuk dan konduktivitasnya yang tinggi. Plat dan profil struktural digunakan saat dibutuhkan ketahanan korosi atau kemudahan pengelasan dengan kebutuhan kekuatan yang sedang. Ekstrusi dan batang hasil drawing dapat disediakan dalam temper yang mempertahankan kemampuan bentuk atau memberikan kekuatan akibat pengerjaan dingin yang berguna untuk komponen rakitan.
Perbedaan proses (reduksi penggulungan, anneal, pendinginan terkontrol) sangat memengaruhi hasil permukaan, struktur butir, dan sifat arah material. Menentukan temper, ketebalan, dan operasi pembentukan yang diinginkan sejak awal memastikan pabrik menyediakan produk yang memenuhi kebutuhan pembentukan dan penyambungan dengan sedikit pekerjaan ulang di tahap berikutnya.
Grade Setara
| Standar | Grade | Wilayah | Catatan |
|---|---|---|---|
| AA | 1200 | Internasional / USA | Aluminium murni komersial 1200; sesuai dengan EN AW-1200. |
| EN AW | 1200 | Eropa | Penamaan standar EN untuk paduan putar yang sama. |
| JIS | A1200 / ekuivalen A1050 | Jepang | JIS memiliki grade aluminium murni serupa; penamaan dan komposisi spesifik harus dikonfirmasi. |
| GB/T | 1A00 (misal seri 1200) | China | Standar Tiongkok mengklasifikasikan aluminium murni serupa; periksa spesifikasi khusus. |
Penamaan setara mengacu pada kelas material dasar yang sama—aluminium murni komersial dengan batasan impuritas serupa—namun standar regional dapat berbeda dalam batas maksimum impuritas, persyaratan sertifikasi, dan temper yang tersedia. Engineer harus memverifikasi nomor lembaran/plat standar dan sertifikat uji kimia serta mekanik dari pemasok saat mengganti grade antar wilayah.
Ketahanan Korosi
EN AW-1200 memberikan ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik karena pembentukan lapisan oksida aluminium yang stabil dan protektif. Pada sebagian besar atmosfer pedesaan dan perkotaan, paduan ini menunjukkan performa yang sangat baik, menahan korosi merata dan banyak polutan umum.
Di lingkungan laut dan kaya klorida, paduan 1xxx menunjukkan ketahanan terhadap korosi umum yang baik namun rentan terhadap pitting pada kondisi klorida terkonsentrasi dan stagnan. Ketiadaan tembaga dan unsur paduan aktif lain membantu mengurangi kerentanan korosi lokal dibandingkan dengan paduan seri 2xxx atau 7xxx.
Retak korosi tegangan jarang terjadi pada aluminium murni seperti EN AW-1200 karena tidak ada fase presipitat yang memicu SCC; namun, perancang harus menghindari tegangan tarik sisa dan sambungan galvanik dengan logam mulia tanpa isolasi yang tepat. Interaksi galvanik dengan baja tahan karat, tembaga, atau titanium menempatkan EN AW-1200 pada sisi anodic dan mempercepat korosi jika tidak terisolasi secara elektrik.
Dibandingkan dengan keluarga paduan: paduan 1xxx menawarkan ketahanan korosi logam murni dan konduktivitas unggul, seri 3xxx/5xxx menyediakan kekuatan serupa atau lebih baik dengan ketahanan korosi yang baik, dan seri 6xxx/7xxx menawarkan kekuatan lebih tinggi namun seringkali dengan kerentanan meningkat terhadap beberapa mode korosi lokal.
Sifat Fabrikasi
Kemampuan Las
EN AW-1200 mudah dilas dengan proses fusi umum seperti TIG dan MIG/MAG, serta mendukung brazing dan pengelasan tahanan. Karena hampir murni aluminium, retak panas minimal, namun daerah HAZ dapat mengalami pelunakan dan mungkin memerlukan perlakuan mekanik atau panas setelah las untuk stabilitas dimensi. Paduan pengisi dengan kandungan paduan lebih tinggi (misal 4043, 5356) umum digunakan untuk meningkatkan performa mekanik sambungan sembari mempertahankan konduktivitas dan ketahanan korosi yang memadai.
Kemudahan Mesin (Machinability)
Kemudahan mesin EN AW-1200 dari sedang hingga baik namun lebih rendah dibandingkan beberapa paduan aluminium free-cutting karena relatif lunak dan cenderung lengket dalam kondisi anneal. Alat potong dengan geometri rake positif, grade karbida yang tajam, dan pemecah serpihan yang tepat dianjurkan untuk mengendalikan serpihan panjang dan berserat. Kecepatan potong yang lebih tinggi dengan kedalaman potong ringan serta pengelolaan pendinginan/air blast yang baik meningkatkan hasil permukaan dan umur alat.
Kemampuan Bentuk
Kemampuan bentuk adalah kekuatan utama EN AW-1200; dalam kondisi O mendukung radius kecil, penarikan dalam, spinning, dan pembengkokan kompleks dengan tingkat pegas balik rendah. Radius pembengkokan minimum tergantung temper dan ketebalan tapi umumnya serendah 1–2× ketebalan untuk temper O; temper H memerlukan radius lebih besar dan kompensasi pegas balik yang lebih cermat. Proses pembentukan beruntun dan anneal antar tahap adalah praktik umum saat membentuk geometri yang berat.
Perilaku Perlakuan Panas
EN AW-1200 tidak dapat diperlakukan panas; tidak merespons perlakuan larutan dan penuaan presipitasi seperti pada paduan 2xxx–7xxx. Peningkatan kekuatan dicapai melalui pengerjaan mekanik (penggulungan dingin, drawing, atau bending) dan proses stabilisasi alami berikutnya.
Anneal (pelunakan penuh ke temper O) dilakukan dengan memanaskan pada suhu umumnya 300–400 °C selama waktu terkontrol diikuti dengan pendinginan lambat atau di dalam oven, yang mengembalikan keuletan dan konduktivitas melalui rekristalisasi. Transisi temper seri H dicapai dengan kombinasi reduksi dingin dan perlakuan stabilisasi panas suhu rendah opsional untuk menetapkan sifat mekanik dan mengontrol tegangan sisa.
Performa Suhu Tinggi
EN AW-1200 mengalami penurunan kekuatan progresif pada suhu tinggi karena penguatan larutan padat minimal dan tidak memiliki mekanisme pengerasan penuaan. Untuk penggunaan struktural kontinu, perancang umumnya membatasi suhu operasi di bawah kira-kira 100–150 °C untuk menghindari penurunan yang dapat diukur pada luluh dan kekakuan. Paparan jangka pendek pada suhu lebih tinggi dapat ditoleransi namun akan menyebabkan pelunakan dan kemungkinan pertumbuhan butir.
Oksidasi aluminium pada suhu kerja menghasilkan lapisan alumina tipis yang protektif dan mengurangi oksidasi lanjutan, namun pengelupasan skala bersuhu tinggi tidak menjadi masalah pada rentang suhu operasi moderat yang khas untuk paduan ini. Pada bagian las, daerah HAZ dapat menunjukkan pelunakan lokal, dan suhu tinggi yang lama dapat mempercepat creep pada bagian tipis di bawah beban berkelanjutan.
Aplikasi
| Industri | Contoh Komponen | Alasan Penggunaan EN AW-1200 |
|---|---|---|
| Otomotif | Lining, pelindung panas, trim dekoratif | Kemampuan bentuk sangat baik dan ketahanan korosi untuk bagian non-struktural |
| Kelautan | Ducting, pelapis, fitting non-struktural | Ketahanan korosi dan kemudahan fabrikasi di atmosfer asin |
| Aeronautika | Fitting non-kritis, fairing | Rasio kekuatan-terhadap-berat baik untuk komponen berbeban ringan dan kemampuan bentuk unggul |
| Elektronik | Busbars, heat sink, pelindung EMI | Konduktivitas listrik dan termal tinggi mendukung desain termal/elektrik yang efisien |
| Pengemasan & Makanan | Foil, kaleng, wadah | Kemurnian, ketahanan korosi, dan inertness untuk kontak makanan dan aplikasi penghalang |
EN AW-1200 dipilih ketika performa listrik atau termal, ketahanan korosi, dan kemudahan pembentukan lebih diutamakan dibandingkan kekuatan struktural tinggi. Kombinasi sifatnya mendukung berbagai komponen non-struktural dan semi-struktural di berbagai sektor.
Wawasan Pemilihan
EN AW-1200 adalah pilihan utama saat konduktivitas tinggi, kemampuan bentuk maksimal, densitas rendah, serta ketahanan korosi superior menjadi kebutuhan utama dan kekuatan tarik tinggi tidak krusial. Tentukan temper O saat diperlukan penarikan dalam atau pembentukan kompleks; pilih temper H saat diperlukan kenaikan kekuatan dan stabilitas dimensi yang sedang.
Dibandingkan dengan aluminium murni komersial seperti 1100, EN AW-1200 menawarkan konduktivitas dan kemampuan pembentukan yang serupa tetapi mungkin memiliki batasan impuritas yang sedikit berbeda; desainer menukar perbedaan minimal dalam konduktivitas untuk ketersediaan pemasok tertentu. Dibandingkan dengan paduan yang sering mengalami pengerasan kerja seperti 3003 atau 5052, EN AW-1200 memiliki kekuatan yang lebih rendah tetapi sering kali konduktivitas listrik yang lebih baik dan ketahanan korosi yang sebanding, sehingga lebih disukai ketika konduktivitas sangat penting. Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061 atau 6063, EN AW-1200 memberikan keuletan dan konduktivitas superior tetapi kekuatan puncak yang jauh lebih rendah; pilihlah ketika kemudahan pembentukan, penggabungan, atau konduktivitas lebih diutamakan daripada kinerja mekanik yang tinggi.
Ringkasan Penutup
EN AW-1200 tetap relevan karena menggabungkan keunggulan klasik dari aluminium murni komersial—konduktivitas listrik dan termal yang tinggi, kemampuan pembentukan yang sangat baik, serta ketahanan korosi yang kuat—dengan proses fabrikasi yang sederhana dan ketersediaan yang luas. Untuk aplikasi yang memprioritaskan konduktivitas, pembentukan, atau ketahanan korosi daripada kekuatan tinggi, EN AW-1200 memberikan perilaku yang dapat diprediksi dan opsi produksi yang ekonomis.