Aluminium EN AW-5454: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Ikhtisar Lengkap

EN AW-5454 adalah salah satu paduan aluminium seri 5xxx, yang didefinisikan dengan magnesium sebagai unsur paduan utama. Seri 5xxx dikenal dengan struktur mikro yang tidak dapat diperlakukan panas dan dapat diperkeras dengan deformasi plastik (strain-hardening), biasanya digunakan untuk komposisi Al–Mg yang bertujuan untuk menyeimbangkan kekuatan dan ketahanan korosi untuk aplikasi struktural.

Elemen paduan utama dalam EN AW-5454 adalah magnesium (sebagai unsur primer), dengan kadar terkontrol silikon, besi, mangan, kromium, dan unsur jejak seperti titanium dan seng. Kekuatan paduan ini dikembangkan terutama melalui penguatan larutan padat dari Mg dan pengerasan deformasi (work-hardening) pada temper H; paduan ini tidak diperkuat melalui perlakuan panas presipitasi seperti paduan seri 6xxx atau 7xxx.

Ciri utama EN AW-5454 meliputi kekuatan spesifik yang lebih tinggi dibandingkan aluminium murni komersial, ketahanan korosi yang sangat baik di lingkungan atmosfer dan laut, kemampuan las yang baik dengan logam pengisi yang sesuai, serta kemampuan pembentukan dingin yang cukup baik hingga baik tergantung temper dan ketebalan. Industri yang umum menggunakan 5454 adalah kelautan dan pembuatan kapal, bodi truk dan trailer, bejana tekan, dan aplikasi struktural umum yang membutuhkan ketahanan korosi dan kekuatan sedang.

Insinyur memilih EN AW-5454 dibandingkan paduan lain ketika diperlukan keseimbangan kekuatan yang lebih tinggi dari paduan 1xxx dan 3xxx sambil mempertahankan ketahanan korosi unggul dibandingkan banyak paduan yang dapat diperlakukan panas. Paduan ini dipilih dibandingkan beberapa paduan 5xxx dengan kadar magnesium lebih tinggi ketika kompromi antara kinerja korosi dan kapasitas pengerasan kerja diperlukan, dan dibandingkan paduan 6xxx ketika kemampuan pengelasan dan penghindaran pengerasan presipitasi menjadi prioritas.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Kondisi annealed penuh, terbaik untuk proses deep drawing dan pembentukan kompleks
H111	Rendah–Sedang	Tinggi–Sedang	Sangat Baik	Istimewa	Sedikit pengerasan deformasi satu arah; umum untuk lembaran
H11 / H12	Sedang	Sedang	Baik	Istimewa	Pengerasan kerja ringan, peningkatan luluh untuk bagian dengan ketebalan sedang
H14	Sedang–Tinggi	Rendah–Sedang	Cukup–Baik	Istimewa	Temper half-hard komersial tipikal untuk lembaran/plat tipis
H16	Tinggi	Rendah	Terbatas	Istimewa	Dikeraskan untuk kekuatan lebih tinggi pada panel struktural kaku
H24 / H32	Variabel	Variabel	Variabel	Istimewa	Gabungan pengerasan deformasi dan annealing parsial untuk menyesuaikan sifat

Temper sangat memengaruhi keseimbangan antara kekuatan dan keuletan. Material annealed (O) menawarkan kemampuan bentuk dan elongasi maksimum untuk operasi deep drawing, sementara temper H meningkatkan kekuatan luluh dan tarik secara bertahap dengan pengorbanan keuletan dan kemudahan pembengkokan.

Untuk perencanaan fabrikasi, pilih temper yang lebih lunak untuk pembentukan dan temper dengan angka H lebih tinggi untuk kekakuan struktural akhir; pemilihan temper juga mengontrol springback, batas penggambaran, dan sensitivitas inisiasi retak kelelahan pada komponen yang mengalami beban siklik.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	≤ 0.40	Terbatas untuk menghindari fase interdendritik berlebur rendah dan mempertahankan keuletan
Fe	≤ 0.40	Kotoran tipikal yang memengaruhi pembentukan partikel intermetallic dan ketangguhan
Mn	≤ 0.50	Penambahan kecil membantu mengontrol struktur butir dan menghambat rekristalisasi
Mg	2.6 – 3.6	Elemen penguat utama melalui larutan padat; mengontrol perilaku korosi dan pengerasan kerja
Cu	≤ 0.10	Direndahkan untuk menjaga ketahanan korosi dan meminimalkan risiko SCC
Zn	≤ 0.25	Tingkat rendah untuk menghindari efek galvanik dan peningkatan kekuatan yang dapat menurunkan ketahanan korosi
Cr	≤ 0.20	Microalloying untuk mengontrol pertumbuhan butir dan meningkatkan kemampuan pengerasan deformasi serta ketahanan korosi tegangan
Ti	≤ 0.15	Penghalus butir pada produk cor dan tempa; jumlah kecil meningkatkan ketangguhan
Elemen lain (masing-masing)	≤ 0.05	Residu dan elemen asing; total elemen lain dibatasi pada maksimum yang ditentukan

Komposisi dirancang untuk memaksimalkan penguatan larutan padat dari Mg sambil membatasi unsur yang membentuk fase intermetallic merugikan atau menurunkan ketahanan korosi. Kadar magnesium mengatur kekuatan luluh dan tarik pada temper kerja, sedangkan penambahan kromium dan mangan memperhalus butir dan meningkatkan ketahanan terhadap rekristalisasi dan korosi lokal.

Impuritas jejak seperti besi dan silikon dikontrol untuk mengurangi ukuran dan distribusi partikel intermetallic yang dapat menjadi titik inisiasi pitting dan retak kelelahan. Komposisi ini menjaga kadar tembaga dan seng tetap rendah untuk mempertahankan performa korosi laut dan meminimalkan risiko SCC.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik EN AW-5454 sangat bergantung pada temper dan ketebalan; material annealed menunjukkan kekuatan luluh rendah dan elongasi tinggi, sedangkan material temper H mencapai kekuatan luluh dan tarik jauh lebih tinggi melalui pengerasan dingin. Kekuatan luluh meningkat signifikan dengan angka H, dan temper produksi umum memungkinkan perancang memilih kompromi antara kekuatan dan keuletan untuk pembentukan atau penggunaan struktural.

Elongasi pada temper O biasanya melebihi nilai yang diperlukan untuk deep drawing dan stamping kompleks; pada temper H tengah hingga tinggi, elongasi menurun dan jari-jari pembengkokan harus diperbesar. Kekerasan mengikuti tren kekuatan tarik yang sama, meningkat dengan pengerasan deformasi. Kinerja kelelahan umumnya baik untuk paduan 5xxx karena tidak adanya presipitat keras dan rapuh, namun kualitas permukaan, ketebalan, dan temper memengaruhi inisiasi retak kelelahan.

Pengaruh ketebalan penting: ketebalan tipis dapat dikeraskan lebih tinggi melalui pengerasan deformasi dibandingkan plat tebal, dan distribusi tegangan sisa dalam pembentukan multi-langkah atau pengelasan akan memengaruhi luluh lokal dan umur kelelahan. Perancang harus mempertimbangkan temper, ketebalan, dan kondisi permukaan saat menentukan komponen kritis terhadap kelelahan.

Sifat	O/Annealed	Temper Utama (misal H14/H16)	Catatan
Kekuatan Tarik	kira-kira 110–150 MPa	kira-kira 200–280 MPa	Nilai bervariasi sesuai temper dan ketebalan; temper pengerasan kerja menunjukkan peningkatan signifikan
Kekuatan Luluh	kira-kira 40–70 MPa	kira-kira 130–240 MPa	Kekuatan luluh meningkat tajam dengan angka H; pertimbangkan springback saat pembentukan
Elongasi	kira-kira 18–30%	kira-kira 6–15%	Annealed memberikan keuletan tinggi, temper H mengurangi elongasi dan meningkatkan kekakuan
Kekerasan	kira-kira 25–45 HV	kira-kira 60–95 HV	Kekerasan sejalan dengan sifat tarik; digunakan sebagai pengecekan QC cepat untuk pengerasan dingin

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Kerapatan	2.67 g/cm³	Tipikal untuk paduan Al–Mg tempa; berguna untuk perhitungan massa dan inersia
Rentang Titik Leleh	kira-kira 570–650 °C	Rentang solidus/liquidus dipengaruhi oleh unsur minor; hindari paparan suhu tinggi
Konduktivitas Termal	~120–150 W/m·K	Lebih rendah dari aluminium murni akibat paduan; masih sangat baik untuk aplikasi pembuangan panas
Konduktivitas Listrik	~30–40 %IACS	Berkurang dibandingkan aluminium murni; trade-off untuk kekuatan mekanik dan ketahanan korosi yang lebih baik
Kalor Spesifik	~0.90 J/g·K (900 J/kg·K)	Nilai tipikal paduan aluminium untuk penyimpanan panas dan pemodelan respon termal
Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K	Ekspansi isotropik tipikal untuk aluminium tempa; penting untuk perhitungan tegangan termal

EN AW-5454 mempertahankan banyak sifat fisik menguntungkan aluminium seperti kerapatan rendah dan konduktivitas termal yang baik, membuatnya menarik untuk aplikasi yang memerlukan ringan dan pembuangan panas. Konduktivitas termal dan listrik berkurang dibandingkan aluminium murni karena adanya Mg dan unsur larutan lain; perancang harus mempertimbangkan ini saat menentukan spesifikasi untuk fungsi termal atau listrik.

Rentang titik leleh/solidus dan data ekspansi termal memengaruhi batasan proses: prosedur pengelasan dan brazing harus dikontrol agar tidak mengalami overheating, dan ekspansi termal harus diperhatikan dalam perakitan dengan material berbeda untuk menghindari distorsi atau konsentrasi tegangan.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Plat Tipis (Sheet)	0,3 – 6 mm	Merespon baik terhadap proses cold rolling; tersedia dalam banyak temper H	O, H111, H14, H16	Bentuk paling umum untuk panel bodi dan pelat kapal
Plat Tebal (Plate)	6 – 200+ mm	Tingkat pengerasan kerja (work-hardening) lebih rendah pada bagian tebal; plat tebal umumnya disuplai dalam kondisi lebih lunak	O, H32, H111	Digunakan dalam konstruksi lambung kapal dan komponen struktural
Ekstrusi	Tergantung penampang	Regangan ekstrusi dan pengerasan kerja berikutnya menentukan sifat akhir	O, H111	Profil untuk rangka struktural dan penguat
Tabung (Tube)	Variabel	Tabung yang ditarik dingin atau dilas menunjukkan kekuatan tergantung temper yang serupa	O, H14	Digunakan pada pipa, rangka chassis, dan struktur ringan
Batang/Bilah (Bar/Rod)	Ø beberapa mm – 100+ mm	Ukuran komersial terbatas, perilaku dapat diprediksi saat cold work	O, H11	Digunakan untuk komponen mesin dan fitting

Perbedaan pemrosesan antar bentuk timbul dari sejarah termomekanik material. Plat tipis dan produk dengan ketebalan kecil mudah dibentuk dingin dan dapat mencapai kekuatan pengerasan regangan yang lebih tinggi. Plat tebal dan bagian berat lebih sulit dibentuk dingin dan sering disuplai dalam temper yang lebih lunak atau memerlukan perlakuan pasca bentuk agar memenuhi target sifat mekanik.

Proses ekstrusi dan pembuatan tabung menghasilkan struktur butir yang sejajar dan anisotropi arah, yang harus diperhitungkan oleh engineer untuk beban kelelahan dan pembentukan arah tertentu. Finishing permukaan dan proses di pabrik juga mempengaruhi inisiasi korosi dan performa kelelahan dalam aplikasi akhir.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	5454	USA	Penamaan umum singkat dalam daftar ASTM/AMS untuk paduan Al–Mg
EN AW	5454	Eropa	Penamaan standar industri di bawah sistem angka EN
JIS	Keluarga A5049 / A5052	Jepang	Grade setara JIS terdekat adalah seri Al–Mg; pencocokan langsung memerlukan referensi silang
GB/T	5A05 / 5454	China	Standar lokal menggunakan penamaan Al–Mg serupa; toleransi kimia dan temper mungkin berbeda

Standar di berbagai wilayah menggunakan sistem penamaan dan toleransi berbeda; EN AW-5454 adalah penamaan Eropa dan sering direferensikan pada AA 5454 dalam spesifikasi internasional. Sistem JIS dan GB/T memiliki grade terkait Al–Mg, tetapi substitusi tepat memerlukan peninjauan batas komposisi yang diizinkan, tabel sifat mekanik, dan penunjukan temper yang spesifik untuk masing-masing standar.

Saat pengadaan material secara global, tentukan standar dan temper secara tepat, serta minta sertifikat pabrik dan laporan uji mekanik untuk memverifikasi kesesuaian, terutama untuk aplikasi kritis di bidang kelautan atau bejana tekan.

Ketahanan Korosi

EN AW-5454 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer yang sangat baik, terutama di lingkungan kelautan dan industri, karena kandungan Mg sedang dan kadar tembaga/ seng yang rendah. Paduan ini membentuk lapisan oksida pelindung dan relatif tahan terhadap korosi lubang dan korosi umum jika finishing dan perawatannya baik.

Dalam aplikasi kelautan, 5454 berperilaku baik untuk lambung, superstruktur, dan fitting yang terekspos, tetapi kerentanan terhadap retakan korosi tegangan (SCC) meningkat dengan bertambahnya kandungan Mg dan pada lingkungan klorida suhu tinggi. Paduan dengan Mg > 3,5–4% menunjukkan sensitivitas SCC lebih tinggi; rentang Mg pada 5454 menempatkannya dalam kategori risiko SCC sedang pada kondisi layanan berat.

Interaksi galvanik umum terjadi pada paduan aluminium: 5454 yang bersentuhan dengan logam lebih mulia (misalnya tembaga, baja tahan karat) memerlukan isolasi atau perlindungan untuk mencegah serangan galvanik. Dibandingkan seri 6xxx, 5454 umumnya menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik di lingkungan klorida tetapi tidak mencapai kekuatan yang lebih tinggi dari keluarga yang dapat perlakuan panas.

Sifat Fabrikasi

Kemudahan Pengelasan

EN AW-5454 mudah dilas dengan metode fusion umum (MIG/GMAW, TIG/GTAW, dan pengelasan resistansi) dengan risiko retak panas rendah selama praktik yang baik diterapkan. Logam pengisi yang direkomendasikan untuk kesesuaian ketahanan korosi dan kelenturan pada sambungan seri 5xxx adalah filler Al‑Mg seperti 5356 atau 5183, dipilih untuk mencocokkan kandungan magnesium bahan dasar dan memastikan perilaku mekanik/ elektrokimia yang sepadan.

Zona terpengaruh panas (HAZ) pengelasan dapat mengalami pelunakan relatif terhadap logam induk yang dipengeraskan regangan karena proses annealing lokal; perancang harus mempertimbangkan pengurangan kekuatan luluh di HAZ dalam perhitungan struktural. Pembersihan pra dan pasca las, pengendalian penyumbatan panas, dan desain sambungan yang tepat mengurangi porositas dan menjaga ketahanan korosi.

Kemudahan Mesin

Kemudahan mesin EN AW-5454 sedang—lebih baik daripada banyak paduan aluminium kekuatan tinggi namun kurang dari aluminium murni. Paduan cenderung menghasilkan serpihan kontinu dan bisa agak lengket; alat potong carbide dengan sudut rake positif direkomendasikan untuk pemotongan stabil. Praktik umum menggunakan kecepatan spindle lebih tinggi dan kecepatan makan sedang agar hasil permukaan dan umur alat optimal, serta disarankan penggunaan pelumas/pendingin saat menghasilkan serpihan panjang atau pemotongan dalam.

Operasi frais dan bubut CNC cukup mudah untuk temper O dan temper H rendah, sementara temper pengerasan regangan berat memerlukan gaya lebih besar dan dapat mempercepat aus alat. Cadangan pemesinan harus direncanakan dengan mempertimbangkan kemungkinan pengerasan kerja pada lapisan permukaan luar.

Kemudahan Pembentukan

Kemudahan pembentukan sangat baik pada temper O dan tetap baik pada temper H111/H11 untuk operasi penekanan (stamping) dan bending standar. Radius tekuk minimum bergantung pada temper dan ketebalan; sebagai aturan, temper O dapat dibentuk dengan radius yang lebih kecil (misalnya 1–2× ketebalan untuk banyak geometri) sedangkan H14/H16 mungkin memerlukan radius 2,5–4× ketebalan untuk menghindari retak.

Respons pengerasan kerja dapat diprediksi: material pengerasan kerja secara bertahap, memungkinkan perancang menggunakan strategi pembentukan antara + pelunakan stres untuk mencapai geometri akhir tanpa retak. Untuk pembentukan kompleks atau berat, lakukan anneal ke temper O dan lakukan pengerjaan ulang untuk mengontrol springback dan membatasi inisiasi retak.

Perilaku Perlakuan Panas

EN AW-5454 adalah paduan yang tidak dapat perlakuan panas sehingga tidak merespon perlakuan larutan dan penuaan presipitasi buatan untuk meningkatkan kekuatan. Percobaan perlakuan panas tipe T yang umum pada seri 6xxx tidak akan menghasilkan pengerasan presipitasi yang signifikan pada paduan ini.

Penyesuaian kekuatan dilakukan melalui deformasi mekanik (cold work) dan annealing. Anneal penuh (O) dicapai dengan pemanasan pada suhu anneal yang ditentukan untuk mengembalikan kelenturan, sedangkan temper menengah (angka H) diperoleh dengan pengerjaan dingin terkontrol dan bila perlu anneal parsial untuk menetapkan kombinasi kekuatan dan kelenturan yang diinginkan.

Paparan termal selama pengelasan dapat mengakibatkan annealing lokal pada daerah pengerasan regangan, sehingga perancang harus mempertimbangkan dampak pelunakan HAZ pada anggota struktur dan mungkin memerlukan pemrosesan mekanik pasca las atau toleransi desain untuk menjaga performa struktural.

Performa Suhu Tinggi

EN AW-5454 mengalami penurunan kekuatan progresif dengan kenaikan suhu dan tidak cocok untuk layanan struktural suhu tinggi berkelanjutan di atas kira-kira 100–150 °C. Paduan ini mempertahankan sifat mekanik yang wajar pada suhu sedang tinggi, tetapi creep dan degradasi kekuatan dipercepat oleh waktu dan tegangan pada suhu layanan lebih tinggi.

Oksidasi paduan aluminium minimal karena lapisan oksida stabil, namun pada suhu tinggi lapisan pelindung dapat tumbuh dan terkelupas akibat siklus termal. Sambungan las yang terekspos suhu tinggi akan mengalami perluasan zona HAZ dan penurunan lebih lanjut kekuatan luluh lokal, sehingga memerlukan desain konservatif untuk aplikasi suhu tinggi.

Untuk paparan jangka pendek atau intermiten hingga beberapa ratus derajat Celsius saat pembentukan atau brazing, pengendalian input panas dan kecepatan pendinginan mencegah pertumbuhan butir berlebihan dan kehilangan integritas mekanik.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Pemakaian EN AW-5454
Otomotif / Transportasi	Bodi trailer, tanker, panel struktural	Kekuatan-berat baik, ketahanan korosi, dan kemudahan pembentukan untuk komponen stamping
Kelautan / Pembuatan Kapal	Panel lambung, pelat superstruktur	Ketahanan korosi air laut unggul dan kemudahan las untuk perakitan lambung
Aerospace (struktur sekunder)	Fitting, fairing, panel interior	Kekuatan-berat dan ketahanan kelelahan yang baik untuk struktur non-primer
Energi / Bejana tekan	Tangki bahan bakar, bejana penyimpanan	Ketahanan korosi dan kemudahan las untuk penampungan fluida
Elektronika / Perpindahan panas	Heat spreader, casing	Kedalaman rendah dan konduktivitas termal baik untuk kebutuhan pengelolaan panas sedang

EN AW-5454 dipilih ketika diperlukan kombinasi ketahanan korosi, kemudahan pengelasan, dan kekuatan sedang dalam bentuk ringan. Ragam bentuk produk dan tempernya membuatnya serbaguna di berbagai industri yang mengimbangi kemudahan fabrikasi dengan daya tahan lingkungan jangka panjang.

Wawasan Pemilihan

EN AW-5454 adalah pilihan utama ketika seorang engineer membutuhkan kekuatan mekanik yang lebih baik dibandingkan aluminium murni komersial (misalnya, 1100) sambil mempertahankan sebagian besar keuletan dan kemampuan pembentukan yang diperlukan untuk operasi pembentukan lembaran. Dibandingkan dengan 1100, 5454 menukar sebagian konduktivitas listrik dan termal dengan kekuatan luluh dan tarik yang secara signifikan lebih tinggi, sehingga menjadikannya material struktural yang lebih baik.

Dibandingkan dengan paduan umum yang dikeraskan secara kerja seperti 3003 dan 5052, EN AW-5454 umumnya menawarkan kekuatan lebih tinggi dengan kemampuan bentuk yang serupa atau sedikit berkurang; sering kali memberikan ketahanan korosi yang setara atau lebih baik di lingkungan laut dibandingkan 5052, tergantung pada kandungan Mg dan temper yang tepat. Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas seperti 6061/6063, 5454 tidak mencapai kekuatan puncak yang sama namun lebih disukai ketika kemampuan las yang unggul, kerentanan yang lebih rendah terhadap variabilitas perlakuan panas, dan performa korosi yang lebih baik lebih penting daripada nilai tarik maksimum.

Pilih EN AW-5454 ketika prioritas desain adalah kemampuan las, ketahanan korosi kelas laut, dan kisaran kekuatan yang dapat diprediksi serta dikeraskan secara tegangan. Jika kekuatan puncak hasil perlakuan panas diperlukan dan sifat mekanik pasca-las kurang kritis, pertimbangkan paduan 6xxx; jika konduktivitas listrik maksimum atau kemampuan bentuk ekstrem dibutuhkan, pertimbangkan paduan 1xxx atau paduan 3xxx yang lebih lunak.

Ringkasan Penutup

EN AW-5454 tetap menjadi paduan aluminium tempa yang sangat relevan untuk rekayasa modern karena menyediakan keseimbangan praktis antara kekuatan larutan padat, ketahanan korosi yang luar biasa—terutama di atmosfer laut—kemampuan las yang baik, dan kemampuan bentuk yang berguna pada berbagai bentuk produk. Perilakunya yang dapat diprediksi di bawah pengerjaan dingin dan komposisi stabil menjadikannya pilihan yang andal untuk aplikasi struktural, transportasi, dan kelautan di mana daya tahan jangka panjang dan fleksibilitas fabrikasi diperlukan.