Aluminium EN AW-3103: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Lengkap

EN AW-3103 adalah anggota dari seri 3xxx paduan aluminium tempa, yang sebagian besar dipadu unsur mangan sebagai elemen penguat utama. Keluarga ini diklasifikasikan sebagai non-heat-treatable dan mendapatkan kekuatan melalui pengerjaan dingin terkendali (strain hardening) daripada melalui perlakuan panas pelarutan dan presipitasi seperti pada seri 6xxx dan 7xxx.

Elemen paduan utama dalam EN AW-3103 adalah mangan, biasanya pada tingkat sub-persen hingga persen rendah, dengan jumlah terkendali kecil dari besi, silikon, dan elemen jejak yang memengaruhi pembentukan dan hasil permukaan. Akibatnya, EN AW-3103 menawarkan keseimbangan antara kekuatan sedang, kemampuan bentuk sangat baik, dan ketahanan korosi yang layak dalam banyak lingkungan atmosfer.

Sifat utama EN AW-3103 meliputi kekuatan menengah (lebih tinggi daripada aluminium murni komersial tetapi lebih rendah daripada banyak paduan yang dikeraskan atau heat-treatable), kemampuan pembentukan dingin yang sangat baik dalam kondisi anil, kemampuan las yang andal dengan proses aluminium standar, dan ketahanan korosi umum yang baik. Industri tipikal yang menggunakan EN AW-3103 termasuk komponen bangunan dan arsitektur, trim dekoratif dan pelapis, papan nama dan perlengkapan penerangan, serta pekerjaan logam lembar umum di mana kemampuan bentuk dan hasil permukaan penting.

Insinyur memilih EN AW-3103 dibandingkan dengan grade yang lebih murni untuk performa mekanik yang meningkat sambil mempertahankan karakteristik pembentukan yang baik dan dibandingkan dengan paduan kekuatan tinggi ketika duktisitas superior, kualitas permukaan, dan biaya menjadi prioritas. Material ini menempati posisi trade-off yang praktis untuk bagian yang dibuat dari lembar dan produk ketebalan tipis yang memerlukan pembengkokan, penarikan, dan pengelasan tanpa kebutuhan kekuatan puncak hasil pengerasan secara bertahap.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Regangan	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	20–35%	Sangat Baik	Sangat Baik	Sepenuhnya anil, duktisitas maksimum untuk penarikan dalam
H11 / H111	Rendah–Sedang	15–30%	Sangat baik	Sangat baik	Pengerasan kerja ringan; umum digunakan untuk pembentukan ringan
H14	Sedang	6–18%	Baik	Sangat baik	Setengah keras; temper umum untuk keseimbangan kekuatan/pembentukan sedang
H16	Sedang–Tinggi	4–12%	Cukup–Baik	Sangat baik	Setengah keras; peningkatan kekakuan dan kontrol persen pantul
H18	Tinggi	2–8%	Terbatas	Sangat baik	Keras penuh dari pengerjaan dingin; digunakan saat dibutuhkan hasil lebih tinggi

EN AW-3103 biasanya disuplai dalam kondisi anil (O) dan berbagai temper H yang diperoleh melalui penggilingan dan pengerjaan dingin terkendali. Temper mengendalikan densitas dislokasi dan mikrostruktur, sehingga perpindahan dari O ke H18 meningkatkan kekuatan dan mengurangi regangan serta kemampuan ditarik.

Kemampuan las tetap baik di semua temper ini karena paduan ini non-heat-treatable; namun, temper yang dikerjakan dingin akan menunjukkan pelunakan lokal di zona terpengaruh panas setelah pengelasan dan mungkin memerlukan perlakuan mekanis atau termal pasca las untuk mengembalikan sifat.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.6	Silikon dijaga rendah untuk mempertahankan duktisitas dan kualitas permukaan.
Fe	≤ 0.7	Besi adalah kotoran; tingkat terkendali memengaruhi anisotropi dan kekuatan.
Mn	0.6–1.5	Elemen paduan utama; memberikan penguatan larutan padat dan dispersi.
Mg	≤ 0.10	Magnesium sangat minimal pada 3103 dan tidak digunakan untuk penguatan presipitasi.
Cu	≤ 0.20	Kandungan tembaga rendah; membantu kekuatan sedikit namun dapat mengurangi ketahanan korosi jika tinggi.
Zn	≤ 0.20	Seng adalah kotoran minor dengan efek terbatas pada sifat pada tingkat ini.
Cr	≤ 0.10	Krom mungkin hadir dalam jumlah jejak untuk mengendalikan struktur butir.
Ti	≤ 0.15	Titanium digunakan jarang sebagai penghalus butir dalam jumlah kecil.
Lainnya (masing-masing)	≤ 0.05	Elemen lain dikendalikan untuk melindungi duktisitas dan kemampuan bentuk.

Kandungan Mn adalah pendorong komposisi yang menentukan EN AW-3103, memungkinkan respons pengerasan kerja dan peningkatan kekuatan dibandingkan aluminium murni komersial. Besi dan silikon dijaga pada level rendah untuk menghindari keretakan dan mempertahankan hasil permukaan dan kemampuan gulung yang sangat baik untuk produksi lembar.

Sifat Mekanik

Dalam perilaku tarik, EN AW-3103 menunjukkan performa paduan non-heat-treatable klasik: duktisitas dan hasil rendah dalam kondisi anil dengan peningkatan progresif pada kekuatan luluh dan tarik saat pengerjaan dingin diperkenalkan. Kekuatan luluh tergantung pada laju regangan dan dapat meningkat secara signifikan oleh pengerjaan dingin sedang, menghasilkan karakteristik persen pantul yang dapat diprediksi yang berguna untuk komponen yang dibentuk.

Regangan pada temper O tinggi, mendukung penarikan dalam dan pembentukan tarik, sementara temper H menukar duktisitas dengan kekakuan dan kekuatan luluh 0,2% yang lebih tinggi. Kekerasan berkorelasi dengan temper dan biasanya rendah pada O (lunak), naik melalui H11/H14 hingga H18 di mana pengerasan kerja menghasilkan tingkat kekerasan tertinggi; skala kekerasan digunakan untuk kontrol kualitas produksi.

Performa lelah EN AW-3103 sedang dan biasanya berkorelasi dengan kondisi permukaan dan temper; permukaan yang dipoles dan tegangan sisa tekan dari pembentukan meningkatkan umur lelah. Ketebalan lembar memengaruhi respons mekanik: ketebalan tipis lebih mudah ditarik dan akan mencapai kekuatan pengerasan kerja lebih awal selama pembentukan, sedangkan ketebalan lebih tinggi menyimpan energi serap lebih besar namun mengurangi kemampuan bentuk.

Sifat	O/Anil	Temper Kunci (misal H14)	Catatan
Kekuatan Tarik	95–140 MPa (typical)	140–200 MPa (typical)	Nilai tergantung ketebalan, sejarah proses, dan temper tepat
Kekuatan Luluh (bukti 0,2%)	30–50 MPa	90–140 MPa	Kekuatan luluh meningkat signifikan dengan pengerjaan dingin
Regangan	20–35%	6–18%	Anil memberikan duktisitas maksimum; pengerjaan dingin mengurangi regangan
Kekerasan (HB)	20–40	40–80	Kekerasan mengikuti pengerjaan dingin; digunakan untuk kontrol proses

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Massa Jenis	2.70 g/cm³	Massa jenis tipikal untuk paduan aluminium-mangan; berguna untuk perhitungan massa dan kekakuan.
Rentang Leleh	640–655 °C	Solidus/liquidus dekat dengan aluminium murni; rentang leleh tergantung komponen minor.
Konduktivitas Termal	120–160 W/m·K	Konduktor termal yang baik; lebih rendah dari aluminium murni tinggi tapi cocok untuk penyebar panas.
Konduktivitas Listrik	~30–40 % IACS	Lebih rendah dari aluminium murni; konduktivitas turun dengan pengerjaan dingin dan paduan.
Kalor Spesifik	~0.90 kJ/kg·K (900 J/kg·K)	Kalor spesifik tipikal digunakan untuk perhitungan termal transient.
Ekspansi Termal	23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Koefisien ekspansi termal tipikal untuk paduan aluminium; penting untuk sambungan bimetal.

Set sifat fisik menempatkan EN AW-3103 sebagai material ringan dengan konduktivitas termal yang menguntungkan dan ekspansi termal yang dapat diprediksi, membuatnya cocok untuk komponen yang membutuhkan penyebaran panas dan stabilitas dimensi selama rentang suhu sedang. Konduktivitas listrik cukup untuk aplikasi konduktif non-kritis tetapi biasanya lebih rendah dari grade murni yang digunakan pada konduktor listrik.

Perancang harus mempertimbangkan ekspansi termal saat menggabungkan EN AW-3103 dengan material berbeda dan konduktivitas saat menentukan spesifikasi untuk manajemen termal; perlakuan permukaan dan pelapis yang umum digunakan dalam aplikasi arsitektur tidak mengubah sifat termal bulk secara drastis tetapi dapat memengaruhi emisivitas dan perpindahan panas.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (plat tipis)	0.3–6.0 mm	Kekuatan meningkat dengan proses cold rolling/temper	O, H11, H14, H16, H18	Bentuk yang paling umum; digunakan untuk panel, trim, fasad
Plate (plat tebal)	6–25 mm	Terbatas; umumnya disuplai dengan temper yang lebih lunak	O, H111	Kurang umum karena biasanya digunakan sebagai plat tipis
Extrusion (ekstrusi)	Penampang variabel	Ekstrusi 3103 jarang; kemampuan pembentukan bervariasi	H111	Mungkin untuk profil sederhana tetapi ekstrusi seri 3xxx kurang umum
Tube (pipa)	Ø 6–120 mm	Pengerjaan dingin selama pembuatan pipa meningkatkan kekuatan	O, H14	Digunakan untuk pipa dekoratif dan elemen struktural ringan
Bar/Rod (batang)	Ø 5–50 mm	Batang tersedia; kekuatan diperoleh melalui pengerjaan dingin	H11, H14	Digunakan untuk pengikat, trim, dan komponen bentuk jadi

Produksi sheet adalah rute utama pemrosesan EN AW‑3103 dengan urutan rolling dan annealing yang dipilih untuk menghasilkan kualitas permukaan yang seragam dan sifat mekanik yang terkontrol. Ekstrusi dan penampang berat lebih jarang karena seri lain (6xxx untuk ekstrusi, 5xxx untuk plat maritim) umumnya memberikan kekuatan dan performa lebih baik untuk kategori produk tersebut.

Operasi pembentukan dingin seperti bending, stamping, dan drawing adalah rute fabrikasi dominan; pemilihan temper digunakan untuk menyeimbangkan springback, kemampuan pembentukan, dan kekuatan akhir saat digunakan. Untuk komponen arsitektural yang memerlukan kualitas permukaan dan anodizing, praktik rolling dan annealing dioptimalkan untuk meminimalkan cacat permukaan dan menjaga keseragaman komposisi paduan.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	3103	USA	Sering disebut dalam literatur American Aluminum Association sebagai AA 3103.
EN AW	3103	Europe	EN AW‑3103 adalah penamaan umum Eropa di bawah standar EN.
JIS	A3103 (perkiraan)	Japan	Spesifikasi Jepang dapat merujuk ke paduan Al-Mn serupa dengan penamaan lokal.
GB/T	3103 (perkiraan)	China	Standar China mencakup setara keluarga 3xxx; komposisi tepat mungkin bervariasi sedikit.

Penamaan grade setara antar wilayah secara umum bisa dipertukarkan untuk banyak aplikasi komersial, tetapi engineer harus memverifikasi batas komposisi spesifik dan tabel sifat mekanik untuk pemesanan. Perbedaan kecil pada batas impuritas, toleransi yang diizinkan, dan penamaan temper dapat ada antara AA, EN, JIS, dan GB/T; ini bisa mempengaruhi kemampuan bentuk, kualitas permukaan, dan kualifikasi untuk pelapisan atau penerimaan struktural.

Ketahanan Korosi

EN AW-3103 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer yang baik serupa dengan paduan Al-Mn lainnya, membentuk lapisan oksida stabil yang membatasi korosi merata di lingkungan pedesaan dan perkotaan. Kandungan mangan tidak secara signifikan mengurangi ketahanan korosi umum dan paduan ini bekerja dengan baik untuk komponen arsitektur eksterior dan trim di mana perawatan berkala atau pelapisan diterapkan.

Di lingkungan maritim, paduan menunjukkan ketahanan yang wajar terhadap semprotan garam dan eksposur klorida moderat, tetapi perendaman lama atau area percikan dengan serangan klorida berat akan mempercepat pitting dan degradasi permukaan dibandingkan paduan yang lebih tahan seperti seri 5xxx (Al‑Mg). Untuk aplikasi maritim yang persisten, perancang sering menetapkan pelapisan anodik atau memilih paduan Mg lebih tinggi tergantung pada tuntutan struktural dan kondisi eksposur.

EN AW‑3103 memiliki kerentanan rendah terhadap stress corrosion cracking karena tidak dapat diperlakukan panas dan tidak membentuk presipitat merugikan; namun, daerah las atau yang dikerjakan dingin dengan tegangan tarik residual harus dievaluasi untuk perilaku korosi lokal. Interaksi galvanik dengan logam mulia (baja tahan karat, tembaga) dapat mempercepat korosi EN AW‑3103; lapisan isolasi, sealant, atau anoda korban disarankan saat sambungan logam berbeda tidak dapat dihindari.

Sifat Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

EN AW‑3103 mudah dilas menggunakan proses TIG dan MIG dengan praktik aluminium standar, menunjukkan kecenderungan rendah terhadap retak panas karena kimia paduan yang sederhana. Material pengisi tipikal termasuk kawat dan batang yang kompatibel Al‑Mn (misalnya Al‑5xx6 atau Al‑4xxx tergantung kebutuhan sambungan), dipilih untuk menyeimbangkan sifat mekanik, ketahanan korosi, dan ketersediaan pengisi. Sambungan las akan menghasilkan pelemahan HAZ lokal pada temper yang dikerjakan dingin karena paduan tidak dapat diperlakukan panas; perlakuan mekanik setelah las atau pengisi over-matching dapat digunakan untuk mengembalikan performa.

Kemampuan Mesin

Pengolahan EN AW‑3103 secara umum mudah tetapi tidak istimewa; indeks kemudahan mesin lebih rendah dibandingkan aluminium free-machining yang mengandung timbal atau bismut. Baja alat carbide atau berlapis dengan rake positif dan kecepatan makan tinggi menghasilkan kontrol serpihan terbaik, dan pendingin dapat membantu menghindari pembentukan punggung serpihan serta memperbaiki kualitas permukaan. Saat merancang untuk pengolahan mesin, engineer biasanya memilih penampang lebih tebal dan temperasi yang sesuai untuk meningkatkan kekakuan dan mengurangi getaran berlebih (chatter).

Kemampuan Bentuk

EN AW‑3103 adalah salah satu paduan dengan kandungan Mn yang paling mudah dibentuk, terutama pada temper O di mana deep drawing dan stretch forming sangat baik. Radius tekukan minimum yang direkomendasikan tergantung temper dan ketebalan tetapi biasanya kecil pada kondisi O—memungkinkan tekukan rapat—dan harus diperbesar untuk temper H untuk mencegah retak. Pengerasan kerja dingin meningkatkan batas luluh dan mengurangi regangan, sehingga jadwal pembentukan progresif dan annealing antar tahap umum untuk produksi bagian kompleks.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan yang tidak dapat diperlakukan panas, EN AW‑3103 tidak merespon perlakuan solutionizing dan aging buatan untuk penguatan; proses tersebut tidak akan menghasilkan pengerasan presipitat seperti seri 6xxx atau 7xxx. Rute kontrol metalurgi utama adalah pengerjaan dingin (rolling, drawing, bending) yang meningkatkan kerapatan dislokasi dan menghasilkan kekuatan luluh serta tarik lebih tinggi.

Annealing (pengembalian ke kondisi O) dilakukan untuk memulihkan keuletan dan mengurangi tegangan residual; temperatur anneal dipilih untuk merekristalisasi tanpa menyebabkan masalah oksida permukaan—siklus anneal industri tipikal dikendalikan dengan ketat pada tungku komersial. Untuk aplikasi yang memerlukan penyesuaian sifat lokal, kombinasi pengerjaan dingin, stress relieving, dan finishing permukaan digunakan sebagai pengganti rangkaian perlakuan panas klasik.

Performa Suhu Tinggi

EN AW‑3103 mengalami penurunan kekuatan secara bertahap saat suhu meningkat, dengan penurunan signifikan di atas ~100–150 °C dan pelunakan cepat menjelang suhu rekristalisasi. Paparan jangka panjang pada suhu tinggi dapat menyebabkan recovery dan rekristalisasi, menurunkan kekuatan pengerasan kerja dan mengubah stabilitas dimensi; oleh karena itu, suhu layanan biasanya dibatasi jauh di bawah 200 °C untuk aplikasi beban struktural.

Oksidasi pada suhu tinggi minimal dibanding baja; aluminium membentuk lapisan oksida pelindung tetapi paparan temperatur tinggi dapat mengubah tampilan permukaan dan mengganggu pelapisan atau perekat. Sambungan las dan daerah HAZ dapat mengalami penurunan kekuatan di bawah siklus termal; perancang harus mempertimbangkan annealing pengerjaan dingin dan kemungkinan perubahan performa kelelahan jika temperatur operasi mendekati batas temperasi.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan EN AW-3103
Otomotif	Panel trim interior, molding dekoratif	Kemampuan bentuk dan kualitas permukaan baik dengan kekuatan sedang
Arsitektur / Bangunan	Cladding fasad, soffit, talang air	Ketahanan korosi dan kualitas anodizing untuk permukaan terlihat
Signage & Pencahayaan	Rumah reflektor, muka papan nama	Kemampuan bentuk sheet, kualitas permukaan, dan stabilitas dimensi
Peralatan Konsumen	Trim peralatan masak, muka kabinet	Mudah dibentuk, mudah dilas, dan ketersediaan ekonomis
HVAC / Ducting	Panel saluran ringan	Kemampuan bentuk dan ketahanan korosi baik di lingkungan dalam ruangan

EN AW‑3103 dipilih untuk komponen yang memerlukan keseimbangan kemampuan bentuk, performa mekanik yang dapat diterima, dan kualitas permukaan tinggi, terutama ketika anodizing atau pengecatan termasuk dalam spesifikasi. Kombinasi sifatnya juga menjadikannya ekonomis untuk aplikasi arsitektur dan konsumen beban sedang di mana kekuatan ekstrem tidak diperlukan.

Wawasan Pemilihan

Bagi engineer yang mempertimbangkan EN AW‑3103, prioritaskan saat membutuhkan kemampuan bentuk dan kualitas permukaan superior dengan kekuatan sedang serta ketahanan korosi baik dengan biaya ekonomis. Jika desain memerlukan deep drawing dan radius tekuk ketat dengan pengelasan ringan atau brazing berikutnya, EN AW‑3103 dalam temper O biasanya memberikan kompromi terbaik antara kemudahan manufaktur dan performa saat digunakan.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (misalnya, 1100), EN AW‑3103 mengorbankan sedikit konduktivitas listrik dan termal untuk mendapatkan kekuatan luluh dan kekuatan tarik yang lebih tinggi, sehingga lebih disukai di tempat di mana integritas struktural dan pembentukan diperlukan. Dibandingkan dengan paduan yang dikeraskan secara kerja serupa (misalnya, 3003, 5052), 3103 memiliki sifat yang hampir sama dengan 3003 dan biasanya menawarkan kekuatan yang sebanding dengan ketahanan korosi yang mirip; untuk kasus laut atau beban tinggi, paduan dengan kandungan Mg seperti 5052 mungkin dipilih sebagai gantinya.

Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas (misalnya, 6061/6063), EN AW‑3103 tidak akan mencapai kekuatan puncak yang sama tetapi sering dipilih karena kemampuan bentuk yang lebih baik, kemudahan fabrikasi, dan hasil permukaan yang lebih baik untuk bagian arsitektural atau dekoratif di mana kekuatan maksimum bukanlah kebutuhan utama.

Ringkasan Penutup

EN AW‑3103 tetap menjadi paduan aluminium yang relevan dan banyak digunakan karena menggabungkan penguatan berbasis Mn yang andal dengan kemampuan bentuk yang sangat baik, ketahanan korosi yang baik, dan fabrikasi yang mudah pada bentuk plat dan ketebalan tipis. Kombinasi sifat, kualitas permukaan, dan efisiensi biaya menjadikannya pilihan pragmatis untuk aplikasi plat logam arsitektural, dekoratif, dan umum dalam rekayasa modern.