Aluminium EN AW-6061: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Menyeluruh

EN AW-6061 adalah anggota dari seri 6xxx paduan aluminium, kelas Al-Mg-Si yang banyak digunakan untuk aplikasi struktural. Paduan ini terutama dipadu dengan magnesium dan silikon yang membentuk presipitasi Mg2Si; tambahan kecil tembaga, kromium, dan elemen lain digunakan untuk menyempurnakan sifat. Mekanisme penguatan utamanya adalah pengerasan presipitasi yang dapat diperlakukan dengan perlakuan panas, dengan perubahan sifat yang signifikan antara kondisi solusi, penuaan alami, dan penuaan buatan. Sifat utama meliputi keseimbangan kekuatan, ketahanan korosi, kemampuan las, dan kemampuan bentuk yang baik, menjadikannya paduan serbaguna untuk berbagai keperluan.

Industri tipikal yang mengandalkan EN AW-6061 meliputi otomotif, dirgantara (struktur sekunder dan fitting), kelautan, elektronik (pendingin panas dan rumah perangkat), serta pasar fabrikasi dan ekstrusi umum. Paduan ini dipilih dibandingkan seri 1xxx dan 3xxx terutama karena kekuatan lebih tinggi dan performa mekanik yang lebih baik sambil mempertahankan ketahanan korosi dan kemampuan las yang baik. Dibandingkan dengan paduan 2xxx dan 7xxx yang berperforma tinggi, 6061 menawarkan perilaku korosi lebih unggul dan fabrikasi yang lebih mudah pada tingkat kekuatan menengah. Perancang sering memilih 6061 saat kombinasi kemudahan mesin, kemampuan las, dan kinerja temper T6 yang dapat diprediksi dibutuhkan.

EN AW-6061 juga dipilih karena ketersediaannya yang luas dalam bentuk produk kerja dan spesifikasi sifat yang konsisten antar standar, yang menyederhanakan rantai pasok dan kualifikasi untuk komponen produksi. Respons paduan terhadap perlakuan panas standar (T4/T6/T651) memungkinkan engineer untuk menyesuaikan sifat melalui jalur pemrosesan termal yang sudah mapan. Penilaian sebagai paduan struktural dengan jalur jelas menuju peningkatan perilaku mekanik melalui penuaan membuatnya menjadi bahan pilihan pertama untuk banyak komponen struktural kekuatan menengah. Keseimbangan biaya, ketersediaan, dan kompatibilitas multi-proses menjelaskan popularitasnya yang bertahan lama.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Formabilitas	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Kondisi anil penuh untuk daktilitas maksimal
H14	Rendah-Menengah	Sedang-Tinggi	Baik	Istimewa	Dikeraskan oleh regangan dan sebagian distabilkan untuk kekuatan sedang
T4	Menengah	Sedang-Tinggi	Baik	Istimewa	Diproses perlakuan panas larutan dan penuaan alami; formabilitas baik
T5	Menengah-Tinggi	Sedang	Cukup	Istimewa	Penuaan buatan setelah pendinginan dari pengerjaan panas
T6	Tinggi	Sedang	Cukup-Buruk	Baik	Diproses larutan dan penuaan buatan untuk kekuatan puncak
T651	Tinggi	Sedang	Cukup-Buruk	Baik	T6 dengan pelurusan tegangan melalui peregangan terkendali untuk mengurangi distorsi
H116 / H32	Menengah-Tinggi	Sedang	Baik	Istimewa	Temper spesifik pemasok untuk aplikasi kelautan dan pengendalian sifat

Pemilihan temper mengendalikan mikrostruktur dan dengan demikian pertukaran makroskopik antara kekuatan dan daktilitas. Material anil O memberikan kemampuan pembentukan dan penarikan dalam yang sangat baik tetapi memiliki kekuatan jauh lebih rendah dibandingkan T6; T4 dan T5 menawarkan pendekatan menengah dimana kemampuan bentuk atau kontrol dimensi lebih penting daripada kekuatan puncak mutlak. Temper T6/T651 banyak ditentukan saat pengerjaan mesin dan kekuatan struktural menjadi prioritas, dengan varian T651 digunakan untuk meminimalkan tegangan residual dan distorsi pada komponen presisi.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.4–0.8	Silikon bergabung dengan Mg membentuk presipitasi Mg2Si; mengontrol kekuatan dan karakteristik ekstrusi
Fe	≤0.7	Elemen impuritas; membentuk intermetalik rapuh dan mempengaruhi hasil permukaan serta perilaku korosi
Mn	≤0.15	Tambahan minor; dapat memperbaiki ukuran butir tetapi hanya ada dalam jumlah kecil pada 6061
Mg	0.8–1.2	Elemen penguat utama bersama Si; penting untuk pengerasan presipitasi
Cu	0.15–0.40	Sedikit Cu meningkatkan kekuatan tetapi dapat mengurangi ketahanan korosi dan kemampuan las jika berlebih
Zn	≤0.25	Tingkat rendah; efek minimal tetapi dikontrol untuk menghindari fase negatif
Cr	0.04–0.35	Mengontrol struktur butir dan mengurangi rekristalisasi saat pemrosesan
Ti	≤0.15	Digunakan sebagai perefinasi butir pada beberapa varian cor atau kerja
Lainnya (masing-masing)	≤0.05	Elemen jejak dan sisanya aluminium (~seimbang) menentukan ketangguhan dan perilaku manufaktur

Perimbangan Mg dan Si adalah kimia yang menentukan untuk paduan seri 6xxx karena presipitasi Mg2Si memberikan respons pengerasan utama dengan penuaan. Tembaga dan besi dikontrol untuk membatasi efek negatif pada ketahanan korosi dan kemampuan las, sementara kromium dan titanium digunakan dalam jumlah kecil untuk mengendalikan struktur butir dan rekristalisasi. Matrik aluminium sisanya dan tingkat impuritas rendah menjaga konduktivitas dan kemampuan bentuk paduan relatif terhadap baja struktural dengan paduan lebih tinggi.

Sifat Mekanik

EN AW-6061 menunjukkan rentang sifat tarik dan luluh yang jelas tergantung pada temper, ketebalan, dan riwayat pemrosesan. Dalam kondisi T6 puncak usia, paduan menunjukkan kekuatan tarik dan luluh yang kuat cocok untuk komponen struktural sambil mempertahankan daktilitas sedang; perilaku kelelahan cukup baik tetapi sangat bergantung pada hasil permukaan dan konsentrasi tegangan. Dalam kondisi anil dan T4, kekuatan tarik lebih rendah dan elongasi lebih tinggi, yang menguntungkan operasi pembentukan dan meminimalkan risiko retak selama pengerjaan dingin.

Rasio luluh terhadap tarik untuk 6061 biasanya berada di kisaran 0.7–0.85 dalam temper T6, menunjukkan retensi luluh relatif tinggi dibandingkan beberapa paduan aluminium yang dapat diperlakukan dengan panas lainnya. Kekerasan mengikuti penuaan dan temper dengan dekat; nilai kekerasan Brinell puncak T6 biasanya ditentukan untuk desain dan pertimbangan keausan. Ketahanan kelelahan sensitif terhadap fitur mikrostruktur dan daerah terpengaruh panas (HAZ) pada struktur pengelasan; perlakuan permukaan yang sesuai dan pelurusan tegangan dapat secara signifikan meningkatkan daya tahan.

Sifat	O/Anil	Temper Utama (T6)	Catatan
Kekuatan Tarik	110–180 MPa	~290 MPa	Kekuatan tarik puncak usia T6 sekitar 260–310 MPa tergantung temper dan ketebalan
Kekuatan Luluh	35–110 MPa	~240 MPa	Kekuatan luluh sangat bervariasi dengan temper; T6 biasanya 240–260 MPa pada bentuk produk standar
Elongasi	15–25%	8–12%	Elongasi menurun dengan kenaikan kekuatan dan ketebalan; bagian lebih tebal cenderung memiliki daktilitas lebih rendah
Kekerasan	40–70 HB	90–110 HB	Kekerasan Brinell menggambarkan temper; kekerasan berkorelasi dengan penuaan dan mikrostruktur

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2.70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium kerja; memungkinkan kekuatan spesifik tinggi
Rentang Leleh	~582–652 °C	Rentang leleh paduan lebih rendah dari titik awal aluminium murni; solidus dan likuidus bervariasi dengan komposisi
Konduktivitas Termal	~150 W/m·K	Konduksi termal baik dibandingkan baja; berguna untuk desain pendingin panas dan penyebar panas
Konduktivitas Listrik	~30–45% IACS	Lebih rendah dari aluminium murni akibat paduan; cukup untuk banyak rumah dan konduktor listrik
Kalor Jenis	~0.90 J/g·K	Kalor jenis tinggi dibanding logam seperti baja; menguntungkan untuk penyangga termal
Ekspansi Termal	~23.5 ×10^-6 /K	Koefisien ekspansi termal khas paduan aluminium dan penting untuk desain toleransi dan siklus termal

Kombinasi densitas rendah, konduktivitas termal baik dan konduktivitas listrik sedang membuat EN AW-6061 sangat sesuai untuk komponen manajemen termal ringan dan houseing. Ekspansi termal dan kalor jenis relatif tinggi harus diperhitungkan saat toleransi dimensi ketat dan siklus termal terjadi, terutama dalam perakitan yang menggabungkan material tidak serupa. Perancang harus mempertimbangkan pengurangan konduktivitas saat memilih 6061 untuk aplikasi listrik dibandingkan dengan grade aluminium kemurnian tinggi.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (Lembaran)	0.2–6 mm	Konstan di seluruh ketebalan; ukuran lebih tipis lebih rentan terhadap pengerjaan dingin	O, H14, T4, T6	Sering digunakan untuk panel dan housing
Plate (Pelat)	6–200 mm	Dapat menunjukkan kekuatan berkurang pada bagian tebal akibat pendinginan yang lebih lambat	T6, T651	Anggota struktural dan bagian yang digarap memerlukan perlakuan panas yang cermat
Extrusion (Ekstrusi)	Penampang kompleks, hingga beberapa meter	Kekuatan dikendalikan oleh temper setelah ekstrusi	T5, T6, T651	Sangat baik untuk rangka, rel, dan profil arsitektural
Tube (Pipa)	Diameter dari <10 mm sampai >300 mm	Ketebalan dinding mempengaruhi respons temper	T6, T4	Digunakan untuk pipa struktural, hidrolik, dan kelautan
Bar/Rod (Batang)	Diameter/lebar bervariasi	Sering disuplai dalam kondisi T6 untuk pemesinan	T6, T651	Persediaan awal umum untuk fastener, poros, dan komponen bubut

Sheet dan plate diproses dengan rolling dan sering mengalami perlakuan panas setelah pembentukan untuk mencapai temper yang ditargetkan; ekstrusi biasanya menjalani solution treatment atau artificial aging setelah pembentukan profil. Plate dan bagian tebal memerlukan perhatian khusus pada solution treatment dan laju quenching untuk mendapatkan sifat yang merata di seluruh penampang. Batang dan batang stok umumnya disuplai dalam kondisi T6 atau T651 agar dapat langsung dikerjakan dengan mesin CNC hingga dimensi akhir dengan tegangan sisa yang diketahui dan distorsi minimal.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6061	USA	Penamaan oleh Aluminum Association yang umum digunakan di Amerika Utara
EN AW	6061	Europe	Referensi EN AW-6061 sesuai standar EN; secara nominal memiliki kimia dan temper yang sama
JIS	A6061	Japan	JIS menggunakan A6061 sebagai penamaan umum untuk paduan tempa yang setara
GB/T	6061	China	Standar Cina merujuk pada paduan berbasis 6061 dengan kimia dan temper serupa

Standar di berbagai wilayah menetapkan kimia dan definisi temper yang serupa, namun perbedaan kecil dalam manufaktur dan pengujian dapat menciptakan perbedaan dalam sifat mekanik yang dijamin dan tingkat kemurnian yang diizinkan. Menyebutkan standar dan temper (misalnya EN AW-6061 T6 vs. ASTM B209 6061-T6) dalam dokumen pengadaan memastikan kriteria penerimaan yang konsisten untuk uji mekanik, riwayat perlakuan panas, dan toleransi dimensi. Jika kritis, mintalah sertifikat pabrik dan catatan proses untuk memverifikasi kepatuhan tepat dengan standar target.

Ketahanan Korosi

EN AW-6061 menawarkan ketahanan korosi atmosfer yang baik di sebagian besar lingkungan, membentuk lapisan oksida pelindung yang memperlambat korosi umum. Material ini bekerja baik di lingkungan korosif ringan dan memiliki ketahanan yang cukup untuk banyak aplikasi luar ruangan tanpa pelapisan khusus. Dalam lingkungan kelautan dan yang mengandung klorida, ketahanannya masuk akal tetapi lebih rendah dibanding beberapa paduan seri 5xxx (misalnya 5083/5052) yang secara intrinsik lebih tahan terhadap pitting dan exfoliation di air laut.

Kerentanan terhadap stress corrosion cracking (SCC) sedang untuk 6061; komponen yang berada di bawah tegangan tarik pada lingkungan klorida agresif dapat berisiko, terutama jika telah diperlakukan panas dan tidak dilakukan stress relief dengan benar. Interaksi galvanik dengan material lebih mulia (baja tahan karat, tembaga) dapat mempercepat korosi lokal; penggunaan bahan isolator dan pemilihan fastener yang tepat membantu mengurangi pasangan galvanik. Dibandingkan dengan paduan Al-Cu berdaya tahan tinggi (seri 2xxx), 6061 memberikan perilaku korosi lebih baik tapi dengan kekuatan puncak lebih rendah, sementara dibandingkan seri 3xxx, 6061 menukar sebagian kemudahan bentuk dan konduktivitas untuk kemampuan struktural lebih tinggi.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

EN AW-6061 mudah dilas dengan metode fusi umum seperti TIG dan MIG, dan merespon baik terhadap paduan pengisi seperti ER4043 (Al-Si) dan ER5356 (Al-Mg) tergantung pada sifat yang diinginkan. Pengelasan fusi akan menghasilkan zona terpengaruh panas (HAZ) yang lebih lunak dibandingkan logam induk T6 karena unsur penguat presipitasi larut dan zona terpengaruh panas menua secara berbeda, sehingga perlakuan panas pasca las atau penggunaan kontrol T4/T5 mungkin diperlukan. Risiko hot-cracking rendah dibandingkan beberapa paduan Al-Mg dan Al-Cu, tetapi desain sambungan dan pemasangan yang tepat penting untuk meminimalisasi distorsi dan porositas. Untuk aplikasi kritis, pemilihan kawat las, pra-pemanasan, dan pendinginan terkontrol harus ditetapkan untuk menyeimbangkan kebutuhan korosi dan kekuatan.

Kemampuan Mesin (Machinability)

6061 dianggap sebagai paduan dengan machinability baik di antara aluminium non-free-machining; dapat dikerjakan dengan bersih menggunakan alat karbida dan HSS konvensional serta menghasilkan serpihan panjang dan kontinu jika tidak terputus. Kecepatan potong dan laju umpan yang direkomendasikan relatif tinggi dibanding baja karena konduktivitas termal aluminium dan kekuatan rendah; alat karbida dengan lapisan TiN/TiAlN memperpanjang umur alat pada operasi kecepatan tinggi. Hasil permukaan dan stabilitas dimensi setelah pemesinan diuntungkan dengan starting temper T6/T651, tetapi perlu diperhatikan tegangan sisa dapat menyebabkan springback jika tidak dilalukan stress relief.

Kemudahan Bentuk (Formability)

Performa pembentukan sangat tergantung pada temper: temper O dan T4 memungkinkan deep drawing dan bending radius kecil jauh lebih baik dibanding T6. Radius tekuk dalam minimum tipikal untuk 6061-O bisa serendah 0.5–1× ketebalan material untuk gauge tipis, sedangkan T6 sering membutuhkan 1–3× ketebalan tergantung metode dan alat bending. Pengerjaan dingin meningkatkan kekuatan tetapi mengurangi keuletan; perancang harus memilih temper yang lebih lunak atau merencanakan solution treatment dan re-aging bila pembentukan kompleks diperlukan. Untuk ekstrusi dan pembentukan profil, kontrol temper dan perlakuan panas pasca pembentukan sangat penting untuk menjaga toleransi dimensi.

Perilaku Perlakuan Panas

EN AW-6061 adalah paduan yang dapat diperlakukan panas dengan sifat mekanik yang terutama dikendalikan oleh presipitasi partikel Mg2Si. Solution treatment biasanya dilakukan pada suhu sekitar 520–550 °C untuk melarutkan unsur pembentuk presipitasi ke dalam larutan padat jenuh, diikuti dengan quenching cepat untuk mempertahankan unsur tersebut. Aging buatan selanjutnya pada suhu sekitar 160–190 °C selama beberapa jam sampai satu hari menghasilkan dispersi Mg2Si halus yang menguatkan matriks hingga kondisi T6.

Jalur temper berbeda menghasilkan set sifat berbeda: T4 (solution treated dan natural aged) meningkatkan kemudahan bentuk dan mengurangi retak pada operasi berikutnya, sedangkan T5 (pendinginan dari pengerjaan panas dan aging buatan) cocok untuk ekstrusi yang memerlukan kekuatan segera. Penamaan T651 menunjukkan jadwal T6 dengan operasi peregangan terkontrol (strain relief) untuk mengurangi tegangan sisa; ini penting untuk komponen yang dikerjakan dengan mesin atau presisi. Overaging atau siklus aging yang tidak tepat dapat mengurangi kekuatan puncak dan mengubah ketangguhan, sehingga siklus perlakuan panas harus disesuaikan dengan ketebalan penampang dan respons aging yang diinginkan.

Performa Temperatur Tinggi

EN AW-6061 mempertahankan sifat mekanik yang dapat digunakan hingga kurang lebih 120–150 °C, namun terjadi penurunan kekuatan signifikan jika terpapar suhu tersebut secara berkepanjangan akibat coarsening presipitasi penguat. Untuk layanan kontinu pada suhu tinggi, perancang harus mengasumsikan berkurangnya kekuatan luluh dan tarik serta mempertimbangkan perilaku creep yang mulai signifikan di atas ~150–200 °C. Oksidasi minimal dibandingkan paduan ferrous, namun paparan panas dapat mengubah hasil akhir permukaan dan stabilitas dimensi.

Rangkaian las dan zona terpengaruh panas sangat sensitif terhadap suhu tinggi karena distribusi presipitasi penguat yang menyediakan kekuatan dapat berubah lokal, menyebabkan zona lunak. Untuk aplikasi struktural suhu tinggi, 6061 harus dibatasi pada paparan termal intermittent atau dikombinasikan dengan pelapisan pelindung dan desain termal untuk menghindari pelemahan dini. Jika harus beroperasi pada suhu tinggi jangka panjang, pilih paduan yang direkayasa untuk stabilitas suhu tinggi atau gunakan faktor keamanan lebih besar.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Alasan Penggunaan EN AW-6061
Otomotif	Komponen suspensi, bracket	Kekuatan-terhadap-berat yang baik, machinability dan kemampuan las
Kelautan	Rangka struktural, pegangan	Ketahanan korosi memadai dan kemudahan fabrikasi
Aeronautika	Fitting, substruktur, komponen interior	Keseimbangan kekuatan, penghematan berat, dan respons perlakuan panas yang dapat diprediksi
Elektronik	Heat sink, enclosure	Konduktivitas termal tinggi dan kemudahan bentuk untuk ekstrusi
Manufaktur Umum	Profil ekstrusi, bagian mesin	Ketersediaan luas dalam berbagai temper dan bentuk produk

EN AW-6061 digunakan di berbagai sektor di mana kombinasi kekuatan sedang hingga tinggi, ketahanan korosi, dan kemudahan fabrikasi diperlukan. Adaptabilitasnya pada ekstrusi, lembaran, pelat, dan batang menjadikannya paduan andalan untuk bagian yang memerlukan proses lanjutan seperti pemesinan atau pengelasan. Ketersediaan konsisten temper T6 dan T651 memungkinkan perancang menentukan material dengan performa yang dapat diprediksi untuk bagian produksi.

Wawasan Pemilihan

Pilih EN AW-6061 ketika Anda membutuhkan pilihan tengah antara paduan aluminium yang dapat diperkuat dengan perlakuan panas dengan kekuatan tinggi dan aluminium kemurnian komersial yang sangat mudah dibentuk. Material ini mengorbankan sedikit konduktivitas listrik dan termal serta kemampuan pembentukan dibandingkan dengan 1100 yang murni secara komersial, tetapi menawarkan kekuatan tarik dan kekuatan luluh yang jauh lebih tinggi sambil mempertahankan ketahanan korosi dan kemampuan mesin yang wajar. Dibandingkan dengan paduan yang dikeraskan secara kerja seperti 3003 atau 5052, 6061 memberikan kekuatan lebih tinggi dengan mengorbankan sedikit kemampuan pembentukan dan mungkin memerlukan pengelolaan perlakuan panas untuk hasil yang optimal.

Dibandingkan dengan 6063, yang dioptimalkan untuk hasil permukaan dan kemampuan ekstrusi, 6061 lebih disukai ketika kekuatan struktural dan kemampuan mesin yang lebih besar dibutuhkan meskipun memiliki kemampuan ekstrusi dan hasil permukaan yang sedikit lebih rendah. Ketika ketahanan korosi di lingkungan laut yang agresif adalah hal yang utama, pertimbangkan paduan seri 5xxx, tetapi pilih 6061 ketika kemampuan mesin, ketersediaan temper T6, dan respons penuaan yang dapat diprediksi adalah faktor utama. Dalam pengadaan, tentukan temper, ketebalan, dan standar yang berlaku secara tepat untuk memastikan material memenuhi tujuan desain dengan batasan fabrikasi yang diketahui.

Ringkasan Penutup

EN AW-6061 tetap menjadi paduan utama dalam rekayasa modern karena kombinasi serbaguna dari kekuatan yang dapat diperkuat dengan perlakuan panas, ketahanan korosi yang baik, dan kemampuan fabrikasi yang luas pada bentuk lembaran, plat, ekstrusi, dan batang. Responsnya yang dapat diprediksi terhadap siklus perlakuan panas standar, kemampuan pengelasan yang wajar, dan kemampuan mesin yang kuat membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi struktural dan manajemen termal. Bagi banyak perancang dan produsen, paduan ini mewakili pilihan pragmatis di mana kinerja seimbang, biaya, dan keandalan rantai pasok diperlukan.