Aluminium EN AW-5005: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Komprehensif

EN AW-5005 adalah paduan aluminium dalam seri 5xxx (keluarga Al-Mg) yang memiliki magnesium sebagai elemen paduan utama. Paduan ini biasanya disebut EN AW-5005 atau AlMg1 dalam nomenklatur Eropa dan merupakan paduan yang tidak dapat diperlakukan dengan pemanasan (non-heat-treatable) di mana kekuatan mekaniknya terutama diperoleh melalui pengerjaan dingin (strain hardening) daripada pengerasan presipitasi.

Kandungan Mg tipikal sekitar 0,7–1,1 wt%, dengan jumlah rendah Si, Fe, Cu, Mn, Cr, Zn, dan Ti sebagai impuritas residual atau yang dikontrol. Mekanisme penguatan adalah penguatan larutan padat yang dikombinasikan dengan pengerjaan dingin; paduan ini tidak merespons perlakuan panas traditional larutan dan penuaan seperti halnya paduan seri 6xxx atau 2xxx.

EN AW-5005 menawarkan keseimbangan antara kekuatan sedang, ketahanan korosi yang baik (termasuk peningkatan performa setelah anodizing), kemampuan pembentukan sangat baik pada temper lunak, dan kemampuan las yang baik dibandingkan banyak paduan Al-Mg lainnya. Sifat-sifat ini membuatnya umum digunakan pada façade arsitektur, papan reklame, trim dekoratif, pelapis dalam/luar ruangan, dan aplikasi di mana penampilan anodizing, bobot ringan, dan kebutuhan mekanik sedang menjadi faktor utama.

Desainer memilih 5005 saat mereka membutuhkan kekuatan lebih baik daripada aluminium murni komersial namun tetap mempertahankan hasil permukaan dan karakteristik anodizing yang sangat baik, dikombinasikan dengan fabrikasi yang mudah seperti bending, forming, dan pengelasan. Paduan ini dipilih daripada paduan dengan kandungan magnesium lebih tinggi (misalnya 5052) saat ketahanan korosi ekstrim atau kekuatan lebih tinggi tidak diperlukan, dan lebih disukai daripada paduan seri 6xxx yang dapat diperlakukan panas ketika dibutuhkan kemampuan pembentukan dingin dan respons anodizing yang superior.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Keterangan
O	Rendah	Tinggi	Sangat Baik	Sangat Baik	Sepenuhnya dianil, duktalitas maksimum untuk pembentukan
H12	Rendah-Sedang	Moderat	Sangat Baik	Sangat Baik	Pengerjaan dingin ringan, mempertahankan formabilitas baik
H14	Sedang	Rendah-Moderat	Baik	Sangat Baik	Kondisi setengah keras, umum untuk lembaran dan panel
H16	Sedang-Tinggi	Lebih Rendah	Cukup	Sangat Baik	Pengerjaan dingin lebih banyak untuk kekakuan dan kekuatan lebih tinggi
H18	Tinggi	Rendah	Terbatas	Sangat Baik	Kondisi penuh keras, kemampuan pembentukan terbatas
H111	Rendah-Sedang	Moderat	Sangat Baik	Sangat Baik	Kondisi tegangan sebagian tidak standar untuk coil berkelanjutan
H22 / H24 / H26	Variasi Sedang-Tinggi	Lebih Rendah	Baik-Cukup	Sangat Baik	Temper pengerjaan dingin menengah digunakan dalam fabrikasi
T4 (jarang)	Tidak berlaku	T/A	T/A	T/A	5005 tidak efektif untuk pengerasan penuaan; temper T tidak umum
T5 / T6 / T651	Tidak berlaku	T/A	T/A	T/A	Temper perlakuan panas umumnya tidak digunakan untuk 5005

Temper memiliki efek langsung dan dapat diprediksi terhadap sifat mekanik dan pembentukan: temper annealed O memberikan elongasi maksimum untuk deep drawing dan pembentukan kompleks, sedangkan temper H menukar duktalitas untuk peningkatan bertahap kekuatan luluh dan tarik melalui pengerjaan dingin yang terkontrol. Kemampuan las tetap sangat baik pada hampir semua temper karena paduan ini non-heat-treatable dan zona las biasanya melunak hingga tingkat kekuatan yang mirip dengan logam induk; desainer harus memperhitungkan pelunakan lokal setelah pengelasan dalam desain struktural.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Keterangan
Si	≤ 0,30	Dikontrol untuk membatasi intermetallic rapuh dan mempertahankan tampilan anodizing
Fe	≤ 0,70	Impuritas umum; Fe tinggi mengurangi duktalitas dan memengaruhi hasil permukaan
Mn	≤ 0,20	Penambahan kecil dapat memperhalus struktur butir; terbatas dalam 5005
Mg	0,7 – 1,1	Elemen penguat utama; memberikan ketahanan korosi dan penguatan larutan padat
Cu	≤ 0,20	Tembaga rendah untuk menghindari kerentanan terhadap korosi umum dan SCC
Zn	≤ 0,20	Dijaga rendah untuk mempertahankan performa anodizing dan ketahanan korosi
Cr	≤ 0,10	Jejak membantu mengontrol pertumbuhan butir selama proses
Ti	≤ 0,10	Deoksidator dan penghalus butir; hadir dalam jumlah kecil
Lainnya (masing-masing)	≤ 0,05	Residual seperti V, Ni; total lainnya biasanya dibatasi ≤0,15

Magnesium adalah penentu utama perilaku mekanik dan korosi paduan ini, memberikan penguatan larutan padat dan ketahanan yang ditingkatkan terhadap korosi air laut dan atmosfer. Silikon dan besi dibatasi untuk menghindari intermetallic kasar yang dapat mengurangi duktalitas dan hasil permukaan, sementara tembaga dan seng dijaga rendah untuk mempertahankan respons anodizing yang baik dan mengurangi kerentanan korosi lokal.

Sifat Mekanik

EN AW-5005 menunjukkan perilaku tarik klasik paduan non-heat-treatable: kekuatan meningkat dengan pengerjaan dingin dengan pengurangan elongasi yang sebanding. Dalam temper annealed O, paduan ini relatif lunak dan duktal, cocok untuk deep drawing dan pembentukan kompleks, sedangkan temper H (H12–H18) secara progresif menaikkan kekuatan luluh dan tarik serta mengurangi duktalitas untuk memungkinkan panel dan komponen trim yang lebih kaku.

Nilai kekuatan luluh dan tarik sangat tergantung pada temper dan bentuk produk; peningkatan ketebalan yang wajar dapat meningkatkan kapasitas beban absolut namun mungkin mengurangi radius bengkok dan formabilitas yang dapat dicapai. Performa kelelahan memadai untuk banyak aplikasi arsitektur beban ringan hingga sedang dan konsumen, meskipun batas kelelahan lebih rendah dibandingkan beberapa paduan yang diperlakukan panas; hasil permukaan dan tegangan sisa dari pembentukan/pengelasan merupakan penentu penting umur kelelahan.

Kekerasan berkorelasi dengan temper: temper O memberikan kekerasan Brinell atau Vickers rendah konsisten dengan duktalitas tinggi, sementara H18 memberikan kekerasan tertinggi dalam kondisi pengerjaan dingin. Ketebalan, struktur butir, dan proses sebelumnya (rolling, jadwal anil) akan mengubah perilaku tarik dan kelelahan lokal; desain harus merujuk data spesifik temper dan memperhitungkan zona pengaruh las.

Sifat	O/Annealed	Temper Kunci (misal H14)	Keterangan
Kekuatan Tarik	~90 – 130 MPa	~160 – 210 MPa	Rentang tergantung pengerjaan dingin, ketebalan lembar, dan pemrosesan pemasok
Kekuatan Luluh	~30 – 60 MPa	~110 – 160 MPa	Kekuatan luluh naik signifikan dengan temper H; O sangat duktal
Elongasi	~25 – 35%	~6 – 12%	Elongasi turun dengan bertambahnya pengerjaan dingin; mode patah tetap duktal
Kekerasan	~30 – 45 HB	~55 – 80 HB	Kekerasan meningkat dengan temper; berkorelasi dengan kekuatan dan ketahanan aus

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Keterangan
Density (Massa Jenis)	2,70 g/cm³	Tipikal untuk paduan Al; digunakan untuk desain sensitif berat
Rentang Leleh	~640 – 655 °C	Paduan meleleh dalam rentang sempit; kemampuan cetak bukan aplikasi utama
Konduktivitas Termal	~130 – 165 W/m·K	Konduksi termal baik tapi lebih rendah dari aluminium murni karena paduan
Konduktivitas Listrik	~34 – 40 % IACS	Lebih rendah dari aluminium murni; konduktivitas menurun dengan pengerjaan dingin
Kalor Spesifik	~900 J/kg·K	Nilai aluminium tipikal digunakan dalam perhitungan massa termal
Koefisien Ekspansi Termal	~23,8 ×10^-6 /K (20–100 °C)	Koefisien ekspansi tinggi harus diperhitungkan pada perakitan dengan material berbeda

Perpaduan antara konduktivitas termal yang relatif tinggi dan massa jenis rendah menjadikan 5005 menarik untuk komponen di mana pembuangan panas dan bobot menjadi penting namun konduktivitas listrik tertinggi tidak kritis. Ekspansi termal harus diperhitungkan pada sambungan dengan baja atau komposit untuk menghindari tegangan termal dan distorsi.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Umum	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0,3 – 6,0 mm	Dikendalikan oleh temper dan reduksi dingin	O, H12, H14, H16	Sering digunakan untuk panel, papan reklame, dan aplikasi dekoratif
Plat	6 – 25 mm	Bagian yang lebih tebal memiliki peningkatan kekuatan kerja dingin yang lebih rendah	O, H14, H16	Digunakan saat diperlukan kekakuan dan penampang yang lebih besar
Ekstrusi	Penampang variabel	Kekuatan bergantung pada kerja dingin pasca-ekstrusi atau perlakuan anneal	O, H112	Profil ekstrusi biasanya memerlukan penuaan buatan hanya pada paduan yang dapat diperlakukan panas; 5005 umumnya digunakan dalam kondisi lunak
Tabung	Ketebalan dinding 0,5 – 6 mm	Dibentuk dari lembaran atau melalui pabrik ekstrusi/tabung	O, H14	Umum untuk tabung arsitektural dan trim
Batang/Rod	Ø2 – 50 mm	Mesin dan fabrikasi menentukan kekuatan akhir	O, H12	Kurang umum; digunakan untuk fitting kecil dan pengikat yang memerlukan pengerjaan mesin

Lembaran dan gulungan adalah bentuk komersial yang paling umum dan biasanya diproses dengan proses rolling dan tempering selanjutnya melalui reduksi dingin terkontrol. Ekstrusi 5005 memungkinkan, tetapi paduan ini dipilih untuk profil di mana pekerjaan dingin atau finishing selanjutnya tidak diharapkan memerlukan perlakuan panas. Plat dan bagian yang lebih tebal menunjukkan respons mekanik yang berbeda karena berkurangnya kemungkinan pengerasan kerja setelah fabrikasi.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	5005	USA	Penamaan umum di Amerika Utara; bentuk material dan temper distandarisasi oleh spesifikasi AA
EN AW	5005	Eropa	Penamaan Eropa (AlMg1) setara dalam kimia nominal dan penggunaan umum
JIS	A5005 (perkiraan)	Jepang	Setara JIS untuk paduan Al-Mg1 ada; perbedaan kecil dalam kimia dan proses bisa terjadi
GB/T	3A21	China	3A21 (Al-Mg1) sering disebut sebagai setara Cina untuk EN AW-5005

Kesetaraan antara standar umumnya dekat dalam kimia nominal, tetapi perbedaan dalam batas kotoran, persyaratan finishing permukaan, dan definisi temper dapat menghasilkan variasi kinerja yang halus. Saat mengganti antar standar, pastikan memeriksa sertifikat material pemasok dan definisi temper untuk memastikan sifat mekanik dan ketahanan korosi memenuhi tujuan desain.

Ketahanan Korosi

EN AW-5005 menunjukkan ketahanan yang baik terhadap korosi atmosfer dan berkinerja baik baik di lingkungan pedesaan maupun industri karena lapisan pelindung aluminium oksida dan kandungan magnesium yang meningkatkan ketahanan korosi umum. Paduan ini dapat dianodisasi hingga mendapatkan hasil akhir yang seragam dan estetis, yang menjadi alasan utama penggunaannya yang luas dalam aplikasi arsitektural dan dekoratif.

Di lingkungan laut dan pesisir, 5005 menunjukkan ketahanan yang cukup terhadap korosi pitting dan crevice, namun paduan dengan kandungan Mg lebih tinggi (seperti 5052) memberikan ketahanan air laut yang lebih superior dalam beberapa kondisi paparan. Kerentanan terhadap stress corrosion cracking (SCC) rendah untuk paduan Al-Mg seperti 5005 kecuali mengandung tembaga tinggi atau elemen sensitisasi lain; kondisi layanan umum tidak mendorong SCC pada paduan ini.

Interaksi galvanik adalah khas pada paduan aluminium: saat dipasang secara elektrik dengan logam yang lebih mulia (misalnya baja tahan karat, tembaga), aluminium dapat mengalami korosi yang dipercepat di hadapan elektrolit. Isolasi yang tepat, pemilihan pengikat yang kompatibel, dan pelapis pelindung atau anodizing mengurangi risiko galvanik. Dibandingkan paduan seri 3xxx (Al-Mn), 5005 menawarkan kekuatan sedikit lebih tinggi dan ketahanan korosi yang setara, sementara dibandingkan paduan 5xxx dengan Mg lebih tinggi, 5005 mungkin kurang tahan dalam paparan laut yang keras.

Properti Fabrikasi

EN AW-5005 mudah difabrikasi dengan metode umum; sifat non-heat-treatable menyederhanakan proses pasca-produksi karena kekuatan dan duktalitas dikendalikan terutama oleh kerja dingin dan jadwal annealing. Kualitas permukaan dan kebersihan sebelum pembentukan atau pengelasan sangat memengaruhi tampilan akhir anodized dan performa korosi.

Kemudahan Pengelasan

EN AW-5005 mudah dilas dengan proses TIG dan MIG serta menunjukkan karakteristik fusi yang baik dengan kecenderungan retak panas minimal dibandingkan beberapa paduan aluminium kekuatan tinggi. Penggunaan kawat las dengan paduan pengisi yang cocok atau berkekuatan lebih rendah (misal 5356 atau 4043) umum dilakukan; 5356 sering dipilih untuk kekuatan dan ketahanan korosi pada keluarga Al-Mg.

Zona pengaruh panas las akan melunak dibanding bahan induk dengan temper H karena paduan ini tidak dapat diperlakukan panas, oleh karena itu desainer harus mempertimbangkan pengurangan lokal pada kekuatan luluh. Penyelesaian pasca-las dan restorasi mekanis (misal kerja dingin) mungkin diperlukan untuk mengembalikan estetika permukaan dan kekakuan pada aplikasi arsitektural.

Kemudahan Mesin

Kemudahan mesin 5005 tergolong sedang hingga baik tapi lebih rendah daripada paduan aluminium free-machining; dapat dikerjakan dengan alat carbide pada kecepatan sedang. Geometri alat sebaiknya mendukung rake positif, feed tinggi untuk menghasilkan serpihan kontinyu, dan disarankan penggunaan pendingin atau aliran udara untuk mengontrol panas dan pembuangan serpihan.

Kecepatan dan feed dipilih untuk menyeimbangkan masa pakai alat dan hasil permukaan; karena 5005 relatif lunak pada temper O, getaran dan build-up edge dapat menjadi perhatian pada bagian tipis. Pre-hardening (temper H) meningkatkan gaya pemotongan dan sedikit mengubah perilaku serpihan namun tidak secara drastis mengubah strategi alat standar.

Formabilitas

Formabilitas pada temper O dan H ringan sangat baik untuk proses bending, deep drawing, dan roll forming; radius minimum bending dapat sangat kecil pada temper O tergantung geometri dan ketebalan benda kerja. Pada temper H14 dan H16, radius bending harus diperbesar dan perlu mempertimbangkan springback; operasi hemming dan flanging umum dilakukan pada lembaran H14.

Forming hangat jarang diperlukan untuk 5005 karena kemampuan forming dinginnya yang baik; namun anneal antar proses pembentukan dapat digunakan untuk mengembalikan duktalitas setelah kerja dingin yang ekstensif. Desainer sebaiknya merujuk pada tabel pembentukan spesifik temper untuk menentukan radius punch/die dan tekanan blank-holder agar produksi dapat berjalan andal.

Perilaku Perlakuan Panas

Sebagai paduan yang tidak dapat diperlakukan panas, EN AW-5005 tidak menunjukkan peningkatan kekuatan signifikan melalui perlakuan pemanasan larutan atau penuaan buatan. Percobaan perlakuan T-temper konvensional tidak menghasilkan pengerasan presipitasi seperti yang terjadi pada paduan seri 6xxx atau 2xxx.

Annealing (pelunakan) dicapai dengan pemanasan pada suhu menengah (biasanya antara kira-kira 300–420 °C tergantung bentuk produk dan rekomendasi pemasok) untuk mengembalikan duktalitas dan merekristalisasi mikrostruktur. Anneal dalam furnace terkontrol diikuti pendinginan lambat dapat menghasilkan material temper O yang sesuai untuk deep drawing.

Pengerasan kerja melalui reduksi dingin terkontrol menghasilkan temper H; anneal antar tahapan pembentukan dapat diterapkan untuk menyesuaikan sifat. Dalam pengendalian produksi, persentase kerja dingin berkorelasi lebih andal dengan nilai tarik dan luluh dibandingkan jadwal perlakuan panas.

Kinerja Suhu Tinggi

Sifat mekanik EN AW-5005 menurun secara bertahap dengan suhu tinggi; kekuatan struktural yang dapat digunakan biasanya dipertimbangkan hingga kira-kira 100–125 °C untuk beban tahan lama. Di atas rentang ini, penurunan kekuatan dan creep menjadi semakin signifikan, membatasi aplikasi suhu tinggi jangka panjang.

Oksidasi di udara terbatas pada pembentukan lapisan aluminium oksida stabil yang melindungi paduan pada suhu sedang, tetapi paparan lama di atas kira-kira 200 °C dapat mengubah tampilan permukaan dan sifat mekanik. Pada sambungan las, zona pengaruh panas mungkin menunjukkan pertumbuhan butir kasar dan penurunan kekuatan lokal saat terekspos suhu tinggi; desainer harus memvalidasi kinerja suhu tinggi dengan pengujian terfokus untuk komponen kritis.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan EN AW-5005
Arsitektural	Panel façade, cladding, trim	Respon anodizing baik, hasil akhir estetis, formabilitas
Kelautan & Lepas Pantai	Elemen struktural ringan, trim	Ketahanan korosi terhadap air laut cukup dan bobot ringan
Otomotif	Trim interior, panel dekoratif eksterior	Hasil permukaan baik, kekuatan sedang, kemudahan las
Barang Konsumen	Papan reklame, panel peralatan	Tampilan anodized, kemudahan fabrikasi
Elektronik	Enklosur, penyebar panas kecil	Konduktivitas termal dan ketahanan korosi untuk enklosur

EN AW-5005 banyak digunakan di industri yang mengutamakan tampilan permukaan, kemampuan anodizing, dan keseimbangan kekuatan sedang dengan formabilitas serta kemudahan las yang baik. Paduan ini jarang digunakan pada aplikasi yang membutuhkan kekuatan tertinggi atau ketahanan laut ekstrem, tetapi ekonomis dan mudah diproses untuk banyak aplikasi kinerja menengah.

Wawasan Pemilihan

Pilih EN AW-5005 ketika Anda membutuhkan material ringan dengan respon anodizing yang superior, ketahanan korosi umum yang baik, serta karakteristik pembentukan dingin dan pengelasan yang sangat baik. Material ini sangat cocok untuk bagian arsitektur, dekoratif, dan struktur ringan di mana hasil permukaan dan kemudahan fabrikasi menjadi prioritas.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 5005 menawarkan kekuatan yang lebih tinggi dengan penurunan konduktivitas listrik yang moderat dan kemampuan bentuk yang sedikit berkurang, sehingga menjadi pilihan struktural yang lebih baik ketika dibutuhkan kapasitas mekanik tertentu. Jika dibandingkan dengan paduan yang sudah dikeraskan kerja seperti 3003 dan 5052, 5005 umumnya berada di antara keduanya: lebih kuat dan memiliki permukaan yang lebih baik daripada 3003 tetapi biasanya tidak setahan korosi atau sekuat 5052 yang tinggi kandungan Mg-nya dalam lingkungan laut yang berat.

Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061 atau 6063, 5005 lebih disukai ketika proses penarikan dalam (deep drawing), hasil anodizing yang superior, atau fabrikasi dan pengelasan yang lebih sederhana lebih penting dibandingkan kekuatan puncak yang lebih tinggi yang dapat dicapai melalui perlakuan T6; biaya dan ketersediaan juga menguntungkan penggunaan 5005 untuk banyak aplikasi arsitektur dengan ketebalan tipis.

Ringkasan Penutup

EN AW-5005 tetap menjadi aluminium teknik yang relevan karena menggabungkan kekuatan sedang, kemampuan bentuk yang sangat baik, dan permukaan anodizing berkualitas tinggi dalam suatu paduan yang tidak dapat diperlakukan panas dan mudah difabrikasi. Keseimbangan sifat-sifatnya menjadikannya pilihan yang andal dan ekonomis untuk aplikasi arsitektur, dekoratif, dan struktur ringan di mana tampilan, kemampuan las, dan kemudahan fabrikasi adalah faktor desain utama.