Aluminium dan Aluminium Alloy Pengantar dan Klasifikasinya

Aluminium murni adalah logam yang relatif lemah, sangat fleksibel, dan hampir tidak memiliki aplikasi struktural. Namun, ketika di padukan dengan logam lain, sifatnya meningkat secara signifikan. Tiga kelompok paduan aluminium telah digunakan dalam industri pesawat selama bertahun-tahun dan masih memainkan peran utama dalam konstruksi pesawat. Dalam kelompok pertama ini, aluminium dicampur dengan tembaga, magnesium, mangan, silikon, dan besi, dan memiliki komposisi tipikal 4% tembaga, 0,5% magnesium, 0,5% mangan, 0,3% silikon, dan 0,2% besi dengan sisa berupa aluminium. Dalam kondisi yang ditempa panas dan penuaan alami, paduan ini memiliki kekuatan sebesar 0,1% tidak kurang dari 230 N/mm2, kekuatan tarik tidak kurang dari 390 N/mm2, dan elongasi pada patah sebesar 15%. Titik leleh pada suhu yang lebih tinggi, misalnya 170°C, meningkatkan kekuatan nyata menjadi  370 N/mm2 dan kekuatan tarik mampu meningkat menjadi  460 N/mm2 dengan elongasi sebesar 8%.

Kelompok kedua dari kandungan aluminium paduan, selain dari yang disebutkan di atas, 1-2% nikel, kandungan magnesium yang lebih tinggi, dan variasi mungkin dalam jumlah tembaga, silikon, dan besi. Sifat paling penting dari paduan ini adalah kemampuannya untuk mempertahankan kekuatan pada suhu tinggi, yang membuatnya sangat cocok untuk pembuatan mesin pesawat udara. Pengembangan dari paduan ini oleh Rolls-Royce dan High Duty Alloys Ltd menggantikan sebagian nikel dengan besi dan mengurangi kandungan tembaga; paduan RR ini, seperti yang disebut, digunakan untuk pengecoran dan ekstrusi dalam mesin pesawat udara dan rangka pesawat.

Kelompok ketiga aluminium paduan bergantung pada inklusi seng dan magnesium untuk kekuatan tinggi mereka, dan memiliki komposisi khas 2,5% tembaga, 5% seng, 3% magnesium, dan hingga 1% nikel dengan sifat mekanik berupa tegangan nyata 0,1% sebesar 510 N/mm2, kekuatan tarik 585 N/mm2, dan elongasi sebesar 8%. Dalam pengembangan modern dari paduan ini, nikel telah dihilangkan dan disediakan penambahan kromium serta jumlah tambahan mangan.

Paduan dari setiap kelompok di atas telah digunakan secara luas untuk rangka pesawat, skin pesawat, dan komponen-komponen yang tahan tekanan lainnya. Pilihan paduan dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti kekuatan (tekanan awal dan tekanan maksimum), kelenturan, kemudahan pembuatan (misalnya, dalam ekstrusi dan pengecoran), ketahanan terhadap korosi, kemungkinan untuk perlakuan proteksi, kekuatan kelelahan, kebebasan dari risiko retak tiba-tiba akibat tekanan internal, dan ketahanan terhadap propagasi retak cepat di bawah beban. Jelas, berbagai jenis pesawat memiliki persyaratan yang berbeda. Sebagai contoh, pesawat militer, yang umurnya relatif pendek diukur dalam ratusan jam, tidak memerlukan tingkat ketahanan kelelahan dan korosi yang sama dengan pesawat sipil yang memiliki umur yang diperlukan sekitar 30.000 jam atau lebih.

A. Sifat Alumunium

Alumunium adalah suatu logam yang mempunyai berat jenis 2,7 gr / cm³ dan titik cair sebesar 660° C. Alumunium memiliki sifat konduktivitas panas dan listrik yang baik, oleh karena itu banyak juga dipakai dalam bidang elektrik. Ketahanan korosi alumunium pada lingkunngan atmosfer sangat baikk karena pada permukaan alumunium akan terbentuk lapisan pelindung ( Alclad), jika lapisan tergores yang mengakibatkan lapisan jadi rusak maka akan segera terbentuk suatu lapisan oksida baru lagi, lapisan ini dapat dipertebal dengan proses Anodizing. 

Alumunium murni mempunyai plastisitas yang tinggi dengan kekuatan yang rendah. Alumunium dapat dipadukan dengan elemen paduan lain seperti tembaga (Cu), Zinc (Zn), Magnesium (Mg) dan lain-lain dengan tujuan untuk menambah kekuatan.

B. Manfaat Alumunium

• Lebih Ekonomis
• Mudah dikerjakan
• Ringan
• Tahan Korosi
• Konduktor Listrik
• Penghantar Panas
• Inert ( tidak beracun dan tidak berbau)
• Sisa produk ( Waste ) harganya tinggi

C. Tingkat Kemurnian

Dilihat dari tingkat kemurniannya, alumunium dibagi dalam tiga kelompok yaitu:

1. Super Purity (sangat murni), kandungan alumunium 99,99 %. Digunakan untuk keperluan laboratorium dan keperluan lain.
2. Commercial Purity, kandungan alumunium 99,5 % - 99,7 %. Digunakan untuk keperluan perdagangan, sebagai bahan dasar untuk pembuatan paduan alumunium (ingot).
3. Alluminium Alloy ( paduan alumunium), kandungan alumunium tergantung kepada prosentase paduan yang dikandungnya. Kelompok inilah yang kita gunakan dalam industri untuk kepentingan (pemakaian) sehari-hari. Mulai dari pembuatan sendok, panci sampai pembuatan rangka pesawat terbang.Perubahan atau penambahan elemen paduan akan sangat berpengaruh terhadap karakteristik dari paduan tersebut.

D. Klasifikasi Allumunium Alloy

Menurut SII, paduan alumunium diklasifikasikan dalam tujuh jenis berdasarkan komposisi kimianya, yaitu menurut kandungan unsur paduan utamanya dengan mempergunakan simbol paduan empat digit.

JENIS PADUAN	UNSUR PADUAN	SIMBOL PADUAN
Alumunium ( 99 %)	-	1 XXX
	Tembaga (Cu)	2 XXX
	Mangan (Mn)	3 XXX
	Silikon (Si)	4 XXX
	Magnesium (Mg)	5 XXX
	Magnesium Silikon (MgSi)	6 XXX
	Seng (Zn)	7 XXX

Kemudian selain unsur diatas juga ada tambahan klasifikasi menurut Alumunium Association (AA) yaitu ada 2 klasifikasi lain diantaranya:

- Other element ( 8 XXX )

- Unused series ( 9 XXX )

Berdasarkan proses pengerjaannya paduan alumunium dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu:

1. Paduan Cor / Tuang ( Cast Alloy )

2. Paduan Tempa ( Wrought Alloy )

Perlu dijelaskan bahwa paduan tempa dapat diproses tidak hanya dengan tempa ( forging ) saja, melainkan juga oleh proses pembentukkan lainnya seperti : rolling, extrusion, wire drawing, dan sheet metal forming.

Paduan seris 2 XXX, 6 XXX, dan 7 XXX dapat dikeraskan dengan proses perlakuan panas atau secara ringkas disebut Het Treatable Alloy, dimana proses pengerasannya adalah dengan metode Precipitation Hardening atau Aging. Paduan lainnya seperti seris 1 XXX, 3 XXX, 4 XXX, dan 5 XXX disebut Non Heat Treatable Alloys. Bila diinginkan pengerasan maka yang dipakai adalah proses pengerasan regangan ( Strain Hardening ), yaitu dengan memberikan deformasi pada temperatur kamar ( Cold Working ). 

Berbeda dengan paduan tuangan ( Cor) , alumunium ini lunak serta plastis, dimana alumunium ini mudah dibentuk, baik di roll, tempa, tarik, extrusi dan sebagainya. Dengan adanya elemen paduan, mengakibatkan bertambahnya kekuatan dan kekerasan, tapi pada sisi lain mengurangi plastisitasnya. Dengan kekuatan dan kekerasan yang tinggi, maka diperlukan daya yang besar untuk membuatnya, tapi dengan menurunnya plastisitas maka kecenderungannya alumunium tersebut mudah retak atau sobek saat pengerjaan.

Demikian postingan perdana mengenai Alumunium, material ini merupakan jenis material paling banyak dipakai dari mulai awal-awal wide body pesawat terbang di produksi. Jangan lupa pantengin terus blog ini nanti kita akan bahas kelanjutan dari material alumunium ini.

Lokasi:

Berbagi :