Aluminium EN AW-6063: Komposisi, Properti, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Komprehensif

EN AW-6063 termasuk dalam seri 6xxx dari paduan aluminium, sebuah kelompok yang didefinisikan oleh sistem paduan Mg-Si yang memungkinkan pengerasan dengan proses presipitasi. Seri ini berada di antara paduan pengerasan kerja yang lebih lunak dari seri 1xxx/3xxx dan kelompok yang dapat perlakuan panas dengan kekuatan lebih tinggi dari seri 2xxx/7xxx, sehingga menghasilkan keseimbangan antara kemampuan ekstrusi, ketahanan korosi, dan kekuatan yang sedang.

Elemen paduan utama dalam EN AW-6063 adalah silikon dan magnesium, yang bersama-sama membentuk presipitat Mg2Si yang bertanggung jawab untuk pengerasan usia. Penambahan jejak besi, mangan, kromium, dan titanium memengaruhi struktur butir, kebersihan bahan baku, dan respons terhadap proses termal tanpa mengubah mekanisme presipitasi dasar secara signifikan.

EN AW-6063 adalah paduan yang dapat diperlakukan secara panas yang menguat melalui perlakuan larutan (solution treatment) dan penuaan buatan (pengerasan presipitasi). Sifat utama meliputi kemampuan ekstrusi dan hasil permukaan yang baik, ketahanan korosi sedang hingga tinggi di lingkungan atmosfer, kemudahan pengelasan pada sebagian besar temper, dan kemampuan pembentukan yang baik dalam keadaan yang direkristalisasi dan sebagian dikeraskan.

Industri tipikal yang menggunakan EN AW-6063 meliputi sistem arsitektur (frame jendela, kusen pintu), ekstrusi struktural, heatsink elektronik konsumen, dan komponen struktural ringan di sektor transportasi. Insinyur memilih 6063 ketika kombinasi kualitas permukaan yang baik, stabilitas dimensi dalam ekstrusi, ketahanan korosi, dan kekuatan memadai menjadi prioritas dibanding paduan alternatif lainnya.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemudahan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Istimewa	Istimewa	Kondisi fully annealed untuk kelenturan maksimum
H14	Rendah–Sedang	Sedang	Baik	Istimewa	Ringan strain hardening untuk meningkatkan luluh tanpa perlakuan panas
T5	Sedang	Moderate	Baik	Istimewa	Didinginkan dari suhu tinggi dan dilakukan penuaan buatan
T6	Sedang–Tinggi	Moderate	Cukup–Baik	Sangat Baik	Diproses perlakuan larutan dan penuaan buatan untuk kekuatan lebih tinggi
T651	Sedang–Tinggi	Moderate	Cukup–Baik	Sangat Baik	T6 dengan penghilang tegangan residual melalui peregangan

Temper mengontrol keseimbangan antara kekuatan dan kelenturan dengan mengubah distribusi presipitat dan kerapatan dislokasi. Kondisi direkristalisasi (O) digunakan untuk proses pembentukan dan bending kompleks, sementara varian T5/T6 digunakan saat stabilitas dimensi dan kapasitas beban lebih tinggi diperlukan.

Jadwal penuaan buatan dan pengerasan kerja menghasilkan profil kekuatan yang berbeda serta memengaruhi langkah pengelasan dan pembentukan berikutnya. Memilih temper merupakan kompromi antara perlakuan panas pasca fabrikasi, hasil permukaan yang dibutuhkan, dan beban mekanik saat operasional.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0.2–0.6	Elemen paduan utama; membentuk Mg2Si dengan Mg untuk pengerasan presipitasi
Fe	≤0.35	Elemen impuritas; memengaruhi kekuatan dan hasil permukaan; mendorong pembentukan intermetalik
Mn	≤0.10	Elemen minor; memperhalus struktur butir, dibatasi dalam 6063
Mg	0.45–0.9	Bergabung dengan Si membentuk presipitat penguat; mengontrol kemampuan pengerasan
Cu	≤0.10	Direndahkan untuk mempertahankan ketahanan korosi; Cu berlebih mengurangi ketahanan SCC
Zn	≤0.10	Kandungan terbatas; kadar Zn tinggi tidak diperbolehkan pada seri 6xxx
Cr	≤0.10	Penghalus butir dan pengontrol rekristalisasi di beberapa temper
Ti	≤0.10	Digunakan untuk kontrol butir, khususnya dalam produksi cetakan atau billet
Lainnya	≤0.05 masing-masing, ≤0.15 total	Termasuk elemen jejak dan mikro paduan terintent

Perimbangan Mg dan Si sangat penting bagi performa karena stoikiometri dan distribusi presipitat Mg2Si mengatur kekuatan yang bisa dicapai dan kinetika penuaan. Besi dan elemen jejak lain mengontrol perilaku pengecoran/ekstrusi, kualitas permukaan, serta kerentanan terhadap korosi lokal atau cacat akibat intermetalik.

Sifat Mekanik

Perilaku tarik EN AW-6063 sangat dipengaruhi temper; bahan yang direkristalisasi menunjukkan kekuatan luluh rendah dan perpanjangan cukup besar, sementara temper T6/T651 memberikan peningkatan signifikan pada kekuatan luluh dan tarik dengan pengurangan kelenturan. Paduan ini menunjukkan respon elastis yang cukup linier hingga titik luluh dan daerah pengerasan regangan yang dapat diprediksi pada temper lebih tinggi, menjadikannya cocok untuk perhitungan desain dengan faktor keamanan konservatif.

Kekuatan luluh pada profil ekstrusi sensitif terhadap tebal penampang dan laju pendinginan setelah perlakuan larutan; ekstrusi dengan penampang tipis lebih mudah mencapai properti seragam dan respon penuaan lebih baik. Kinerja kelelahan cukup khas untuk paduan Al-Mg-Si pengerasan presipitasi, dengan hasil permukaan, cacat ekstrusi, dan tegangan residual sebagai penentu utama umur lelah.

Kekerasan berbanding lurus dengan temper: kondisi O memberikan kekerasan rendah, sementara T6/T651 meningkatkan kekerasan Brinell/Vickers sesuai distribusi presipitat halus. Efek tebal penting: penampang lebih tebal mendingin lebih lambat pasca perlakuan panas sehingga presipitat lebih kasar dan kekuatan puncak sedikit lebih rendah dibanding gudang tipis yang dapat mencapai tingkat properti lebih tinggi pada proses identik.

Sifat	O/Direkristalisasi	Temper Utama (T6)	Catatan
Kekuatan Tarik	100–140 MPa	175–220 MPa	Nilai tergantung ukuran penampang dan jadwal temper spesifik
Kekuatan Luluh	40–80 MPa	120–170 MPa	Diukur pada offset 0.2%; peka terhadap penuaan dan pengerasan dingin
Elongasi	12–18%	6–12%	Lebih tinggi di penampang tipis dan kondisi annealed
Kekerasan	25–40 HB	60–85 HB	Kekerasan berkorelasi dengan pengerasan usia dan distribusi presipitat

Sifat Fisik

Sifat	Nilai	Catatan
Density	2.70 g/cm³	Tipe khas paduan aluminium tempa; digunakan untuk perhitungan massa dan kekakuan
Rentang Leleh	~605–650 °C	Rentang solidus–liquidus tergantung komposisi lokal dan impuritas
Konduktivitas Termal	~160–180 W/m·K	Konduktor termal baik dibanding baja; tergantung temper dan paduan
Konduktivitas Listrik	~30–40 % IACS	Lebih rendah dari aluminium murni tinggi karena paduan; dipengaruhi pengerasan dingin
Kalor Jenis	~900 J/kg·K	Manfaat untuk manajemen termal dan perhitungan energi perlakuan panas
Koefisien Ekspansi Termal	~23–24 µm/m·K (20–100°C)	Koefisien khas untuk desain rakitan dengan bahan berbeda

Kumpulan sifat fisik menjadikan 6063 menarik untuk komponen manajemen panas dan elemen struktural ringan. Konduktivitas termal tinggi dan densitas rendah memberikan kinerja termal spesifik dan kekakuan yang baik dibanding baja dan paduan aluminium berkekuatan lebih tinggi.

Sifat termal juga memengaruhi perilaku perlakuan panas: konduktivitas termal menentukan keseragaman quenching di penampang tebal dan dapat menghasilkan gradien jika ada penjepit atau isolasi. Konduktivitas listrik cukup untuk beberapa aplikasi konduktor namun biasanya dipertimbangkan komprominya dengan kebutuhan sifat mekanik.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Lembaran	0.5–6 mm	Sifat seragam pada ketebalan tipis	O, H14, T5	Digunakan untuk panel arsitektur, pelindung
Plat	>6 mm	Kekuatan puncak lebih rendah akibat pendinginan yang lebih lambat	O, T6 (terbatas)	Penampang berat kurang umum untuk 6063; plat 6xxx digunakan jika ekstrusi tidak dibutuhkan
Ekstrusi	Ketebalan dinding 1–20 mm; profil kompleks	Hasil permukaan istimewa; sifat arah	O, T5, T6, T651	Produk utama 6063; toleransi ketat dan kompatibel untuk anodizing
Tabung	Dinding tipis hingga tebal	Kekuatan bervariasi dengan tebal dinding dan pengerasan dingin	O, T6	Umum untuk rangka, rel, dan tubing arsitektural
Batang/Rod	Diameter hingga 50 mm	Kekuatan puncak lebih rendah untuk diameter besar	O, H14	Batang ditarik dingin untuk keperluan machining atau pembentukan

Ketersediaan komersial ekstrusi mendefinisikan penggunaan utama 6063; profil penampang kompleks dengan dinding tipis dapat diproduksi secara ekonomis dengan menjaga hasil permukaan yang baik untuk anodizing. Plat dan penampang berat kurang umum dan sering digantikan oleh paduan 6xxx atau 7xxx lainnya bila kekuatan lebih tinggi pada penampang tebal diperlukan.

Perbedaan proses sangat penting: profil ekstrusi sering mengalami aging selama proses atau setelah pelurusan, sedangkan produksi plat dan pipa melibatkan proses rolling dan drawing yang berbeda yang memengaruhi struktur butir dan anisotropi mekanik. Desain untuk manufaktur harus mempertimbangkan radius tekuk minimum dan perilaku luluh anisotropik dari ekstrusi.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6063	USA	Penamaan umum di Amerika Utara untuk paduan tempa
EN AW	6063	Eropa	EN AW-6063 sesuai dengan sistem Mg-Si yang sama dengan spesifikasi pemrosesan Eropa
JIS	A6063	Jepang	Setara Jepang yang umum dipakai dalam industri ekstrusi
GB/T	6063	China	Penanda standar China dengan komposisi serupa

Grade setara di berbagai wilayah memiliki kimia pengerasan Mg–Si yang sama, tetapi terdapat perbedaan halus dalam batas impuritas yang diperbolehkan dan praktik manufaktur yang memengaruhi hasil permukaan dan kemampuan ekstrusi. Spesifikasi seperti penamaan temper, metode pengujian, dan kriteria penerimaan (misalnya porositas yang diperbolehkan, ukuran butir, atau kualitas permukaan) dapat bervariasi menurut standar dan produsen.

Ketika melakukan substitusi antar standar, verifikasi penamaan temper dan tabel sifat mekanik karena T6 pada satu standar dapat memiliki nilai minimum luluh atau tarik yang berbeda. Hasil permukaan dan perilaku anodizing juga dipengaruhi oleh pemrosesan billet dan kandungan impuritas, sehingga kontrol sumber bahan penting untuk aplikasi arsitektural.

Ketahanan Korosi

EN AW-6063 menunjukkan ketahanan korosi atmosfer umum yang baik karena kandungan tembaga yang rendah dan sifat pelindung lapisan oksida aluminium. Material ini mudah dianodik dan menghasilkan permukaan yang konsisten dan menarik, meningkatkan estetika serta ketahanan terhadap serangan lokal, itulah sebabnya populer untuk ekstrusi arsitektural.

Dalam lingkungan laut atau yang mengandung klorida, 6063 tahan sedang terhadap korosi pitting dan crevice, tetapi tidak sekuat paduan 5xxx dengan kandungan magnesium tinggi atau baja tahan karat berlapis khusus. Serangan lokal meningkat pada air laut yang stagnan atau di bawah endapan, sehingga pelapisan pelindung, anodizing, atau strategi desain korosi pengorban (sacrificial) umum digunakan di lingkungan laut.

Kerentanan terhadap stress corrosion cracking (SCC) pada paduan 6xxx biasanya rendah sampai sedang jika dibandingkan dengan paduan heat-treatable berkandungan tinggi, tetapi tegangan tarik residual yang digabungkan dengan lingkungan korosif dan suhu tinggi dapat memicu SCC dalam kondisi rentan. Interaksi galvanik harus diperhitungkan: ketika dipasangkan dengan logam yang lebih mulia, aluminium akan korosi kecuali diisolasi secara listrik atau dilindungi katodik.

Dibandingkan seri 1xxx dan 3xxx, 6063 sedikit mengorbankan ketahanan korosi intrinsik demi kekuatan yang lebih tinggi dan kemampuan ekstrusi yang lebih baik. Dibandingkan paduan seri 5xxx, 6063 menawarkan anodizing dan hasil permukaan yang lebih baik tetapi umumnya ketahanan lebih rendah terhadap pencelupan jangka panjang di air laut.

Properti Fabrikasi

EN AW-6063 mudah difabrikasi dengan proses bengkel standar; kombinasi formabilitas, kemampuan las, dan kekuatan setelah perlakuan panas membuatnya serbaguna untuk komponen berbasis ekstrusi dan operasi sekunder. Kontrol tegangan residual dan input panas selama penggabungan dan pelurusan penting untuk menjaga toleransi dimensi dan menghindari overaging.

Kemampuan Las

Kemampuan las 6063 sangat baik dengan proses fusi umum seperti TIG dan MIG. Paduan pengisi yang direkomendasikan meliputi ER4043 (Al-Si) dan ER5356 (Al-Mg) sesuai dengan kekuatan pasca-las dan kinerja korosi yang diinginkan; ER4043 dipilih untuk memperbaiki aliran las dan mengurangi kecenderungan hot-cracking pada logam dasar yang mengandung Si.

Lunak di zona terpengaruh panas (HAZ) dapat terjadi di sekitar las pada material T6 atau T651 karena presipitat melarut dan membesar, menurunkan kekuatan lokal; perlakuan panas pasca-las atau pelepasan tegangan lokal dapat mengembalikan sebagian properti. Risiko retak panas rendah dibandingkan dengan beberapa paduan kekuatan tinggi, tetapi desain sambungan yang baik, permukaan bersih, dan pemilihan pengisi yang tepat mengurangi risiko retak residual.

Kelabilan Mesin (Machinability)

Kelabilan mesin termasuk moderat jika dibandingkan dengan paduan aluminium free-cutting; 6063 dapat dimesin dengan baik menggunakan alat carbide pada kecepatan sedang dan dengan pengendalian serpihan yang sesuai. Penggunaan alat tajam dengan sudut rake positif serta pendingin atau semburan udara yang cukup mengurangi pembentukan tepi pahat dan menghasilkan hasil akhir permukaan yang baik untuk anodizing atau pelapisan.

Kecepatan makan dan putaran harus mempertimbangkan batasan penampang; ekstrusi dinding tipis dapat bergetar dan berderak jika tidak didukung selama pemesinan. Operasi pengeboran, milling, dan finishing umumnya meninggalkan permukaan yang mudah dianodik setelah pembersihan dan etsa yang tepat.

Formabilitas

Formabilitas pada temper O dan H14 sangat baik dan mendukung proses bending, roll forming, dan deep drawing pada berbagai geometri. Radius tekuk minimum dipengaruhi oleh temper dan ketebalan, dengan panduan desain tipikal memerlukan radius dalam 1–3× ketebalan pada material annealed dan radius lebih besar pada T6.

Pengerjaan dingin (temper H) meningkatkan kekuatan luluh dengan mengorbankan keuletan, sehingga proses multi-tahap sering menggunakan urutan anneal–form–age atau form dalam kondisi O lalu aging ke T5/T6 untuk mencapai sifat akhir. Untuk tekukan ketat atau stretch forming berat, proses form dilakukan pada kondisi O atau temper dengan pengerasan rendah dan aging buatan dilakukan setelah bentuk final tercapai.

Perilaku Perlakuan Panas

EN AW-6063 adalah paduan Al-Mg-Si yang dapat diperlakukan panas dan merespons secara terprediksi terhadap proses solution treatment, quenching, dan artificial aging. Solution treatment biasanya dilakukan pada kisaran 520–540 °C untuk melarutkan Mg2Si ke dalam larutan padat jenuh, diikuti quench cepat untuk mempertahankan solut dalam larutan padat.

Artificial aging (presipitasi) umumnya dilakukan pada 160–185 °C selama waktu yang bervariasi sesuai ketebalan penampang dan temper yang diinginkan; T5 menunjukkan kondisi langsung setelah pendinginan kemudian aging, sedangkan T6 merujuk pada kondisi solution treated, quenched, dan aging sampai stabil. Overaging menurunkan kekuatan puncak tetapi meningkatkan stabilitas termal dan ketangguhan; underaging terkontrol dapat digunakan untuk menyesuaikan formabilitas dan peningkatan kekuatan selanjutnya.

Transisi temper dikendalikan oleh kombinasi deformasi mekanik dan siklus termal: varian temper H memanfaatkan pengerasan kerja, sementara varian temper T menggunakan presipitasi terkendali. Tegangan residual dapat dilepaskan dengan penarikan (T651) atau siklus pelepasan tegangan suhu rendah, tetapi perubahan signifikan pada sifat mekanik memerlukan solution treatment dan aging ulang.

Performa Suhu Tinggi

Kekuatan EN AW-6063 menurun secara bertahap dengan peningkatan suhu akibat pembesaran presipitat dan pengurangan penguatan matriks; penurunan signifikan pada kekuatan luluh biasanya muncul di atas ~150 °C. Untuk aplikasi struktural berkelanjutan, menjaga suhu operasi di bawah ~120–150 °C dianjurkan agar terhindar dari creeping atau pelunakan permanen seiring waktu.

Oksidasi pada suhu tinggi terbatas karena aluminium membentuk oksida stabil, tetapi skala permukaan dan perubahan lapisan anodizing dapat terjadi pada suhu tinggi terus-menerus. Wilayah HAZ di sekitar las dapat mengalami pelunakan cepat jika terekspos suhu tinggi, menurunkan kemampuan beban lokal dan umur lelah.

Untuk lonjakan suhu tinggi jangka pendek, 6063 mempertahankan integritas mekanik yang berguna, tetapi perancang harus mempertimbangkan paduan alternatif (misalnya seri 2xxx atau 7xxx) atau penyesuaian desain mekanis untuk aplikasi beban suhu tinggi. Ketahanan terhadap creep terbatas dan bukan fitur utama paduan ini.

Aplikasi

Industri	Contoh Komponen	Mengapa EN AW-6063 Digunakan
Arsitektural	Rangka jendela dan pintu	Ekstrudabilitas sangat baik, hasil anodizing, dan ketahanan korosi
Kelautan	Trim dek dan ekstrusi struktural	Ketahanan korosi atmosfer yang baik dan ringan
Aerospace/Transportasi	Perlengkapan interior dan bagian struktural non-kritis	Rasio kekuatan-terhadap-berat yang baik dan kualitas permukaan tinggi
Elektronika	Heat sink dan enclosure	Konduktivitas termal tinggi dan kelabilan mesin baik
Otomotif	Trim, struktur kabin, dan rel	Ekstrusi yang hemat biaya dengan kekuatan dan hasil akhir yang memadai

EN AW-6063 sangat dominan di pasar ekstrusi arsitektural karena kombinasi hasil permukaan, kompatibilitas anodizing, dan stabilitas dimensi selama ekstrusi sesuai dengan kebutuhan sistem façade dan framing. Paduan ini memberikan kompromi praktis antara kemampuan manufaktur, biaya, dan performa saat pakai untuk berbagai komponen struktural ringan.

Wawasan Pemilihan

Gunakan EN AW-6063 ketika desain memerlukan profil ekstrusi berkualitas tinggi dengan permukaan anodized yang baik, kekuatan mekanik sedang, dan ekstrudabilitas yang sangat baik. Pilih temper annealed atau pengerasan rendah saat proses utama adalah pembentukan atau pembengkokan, dan pilih T5/T6/T651 untuk komponen yang membutuhkan stabilitas dimensi dan kapasitas beban lebih tinggi.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 6063 menawarkan kekuatan yang jauh lebih tinggi dengan pengorbanan konduktivitas listrik dan termal yang sedikit berkurang; pilih 1100 jika konduktivitas atau kemampuan bentuk adalah prioritas utama. Dibandingkan dengan paduan yang telah dikeraskan mekanis seperti 3003 atau 5052, 6063 memberikan kekuatan presipitasi yang lebih tinggi dan perilaku anodisasi yang lebih baik, sementara 3003/5052 mungkin menawarkan performa kelautan yang superior dan kemampuan pembentukan dingin di mana pengelasan atau penuaan tidak diinginkan.

Dibandingkan dengan 6061, 6063 memiliki kemampuan ekstrusi dan hasil permukaan yang lebih baik untuk profil kompleks tetapi biasanya dengan kekuatan maksimum yang lebih rendah; pilih 6063 untuk ekstrusi arsitektur dan di mana estetika permukaan serta kekuatan ringan hingga sedang adalah utama, dan preferensi 6061 jika diperlukan kekuatan struktural yang lebih tinggi pada penampang yang lebih besar.

• Pertimbangkan biaya dan ketersediaan profil ekstrusi: 6063 secara luas tersedia untuk bagian kompleks dan seringkali lebih ekonomis dibandingkan pemesinan komponen 6061 berukuran besar.
• Untuk perakitan yang menggabungkan logam berbeda, perhatikan kopling galvanik dan gunakan pelapis, segel, atau isolator untuk melindungi permukaan aluminium.
• Ketika umur lelah menjadi kritis, prioritaskan hasil permukaan, hilangkan cacat ekstrusi, dan pertimbangkan shot peening atau finishing mekanis untuk meningkatkan performa.

Ringkasan Penutup

EN AW-6063 tetap menjadi paduan utama di mana kualitas ekstrusi, hasil permukaan, dan sifat mekanik yang seimbang dibutuhkan dalam paket yang hemat biaya. Penguatan berbasis presipitat memungkinkan engineer menyesuaikan sifat melalui pemilihan temper dan perlakuan panas, sementara kinerja fabrikasi dan ketahanan korosi memenuhi tuntutan aplikasi arsitektur, transportasi, dan manajemen termal.