Apa Itu Aluminium? Gambaran Umum Material dan Pertimbangan Desain

Aluminium , juga dikenal sebagai Aluminium , adalah logam non-ferro paling banyak digunakan karena fitur uniknya yang tidak ditemukan pada logam berbasis besi. Memahami karakteristiknya serta memilih kelas, metode pemrosesan, dan perlakuan panas yang tepat sangat penting ketika merancang produk. Mari ’kita jelajahi berbagai jenis dan sifat aluminium.

Fitur Utama Aluminium

Aluminium memiliki beberapa karakteristik unggulan, antara lain: ringan, kuat, tahan korosi, mudah dikerjakan, konduktivitas termal tinggi, konduktivitas listrik tinggi, dapat didaur ulang, non-magnetik, tahan terhadap suhu rendah, memantulkan panas dan cahaya, menarik secara visual, serta tidak beracun.

Ringan

Aluminium memiliki berat jenis (kerapatan) sekitar 2,7, kira-kira sepertiga dari baja. Ringannya bobot membuatnya sangat diinginkan dalam industri seperti transportasi (pesawat terbang, satelit, dan kereta peluru), konstruksi, serta elektronik (telepon genggam).

Kuat

Paduan aluminium murni dengan logam lain dapat meningkatkan kekuatan spesifiknya. Paduan seperti seri 7000, yang diperlakukan panas dengan tambahan seng dan magnesium, menunjukkan kekuatan yang sangat baik. A7075 (duralumin super ekstra), misalnya, banyak digunakan dalam komponen pesawat terbang.

Tahan korosi

Aluminium mudah bereaksi dengan oksigen, membentuk lapisan oksida padat pada permukaannya yang berfungsi sebagai lapisan pelindung, mencegah korosi. Ketahanan korosinya yang tinggi membuatnya ideal untuk aplikasi kelautan, pembuatan kapal, dan arsitektur. Bahkan ada laporan bahwa tidak terjadi masalah setelah 30 tahun digunakan di daerah yang terkena hembusan angin pantai.

Dapat Digunakan

Aluminium sangat ulet, sehingga cocok untuk berbagai metode pemrosesan. Titik leburnya yang rendah dan sifat alir yang baik membuatnya ideal untuk pengecoran. Aluminium dapat dengan mudah dipotong dan dilas, memungkinkan pembuatan berbagai bentuk, mulai dari bentuk berdinding tipis seperti foil aluminium hingga bentuk yang kompleks.

Konduktivitas Termal Tinggi

Aluminium ’konduktivitas termalnya sekitar tiga kali lipat besi, menjadikannya ideal untuk digunakan pada radiator mobil, penukar panas, dan radiator perangkat elektronik.

Kelistrikan Tinggi

Aluminium menghantarkan arus listrik dua kali lipat dibanding tembaga dengan berat yang sama. Sifat ini, ditambah dengan bobotnya yang ringan, menjadikannya material yang menarik untuk jalur transmisi listrik. Hal ini membantu memperlebar jarak antar menara dan mengurangi biaya.

Daur Ulang

Aluminium tidak mudah memburuk, bahkan setelah penggunaan jangka panjang, dan memiliki titik lebur yang rendah, sehingga memudahkan daur ulang dengan melelehkan produk setelah digunakan. Mendaur ulang aluminium hanya membutuhkan 3% energi yang diperlukan untuk membuat produk baru, dan kualitas aluminium daur ulang hampir setara dengan produk baru.

Tidak magnetik

Aluminium bersifat non-magnetik dan tidak terpengaruh oleh medan magnet di sekitarnya. Sifat ini membuatnya cocok digunakan dalam antena parabola, peralatan medis, kompas magnetik, dan produk terkait superkonduktivitas. Aluminium juga lebih murah dibandingkan bahan non-magnetik lainnya seperti emas, perak, dan tembaga.

Tahan terhadap Suhu Rendah

Bahkan pada suhu sangat rendah seperti nitrogen cair (-196 °F) dan oksigen cair (-183 °F), aluminium mempertahankan kekuatannya dan bahkan dapat meningkat kekuatannya. Sifat ini membuatnya cocok digunakan dalam pabrik bersuhu rendah, tangki LNG (gas alam cair), eksplorasi luar angkasa, dan bioteknologi.

Memantulkan Panas dan Cahaya

Aluminium memiliki kemampuan untuk memantulkan sinar inframerah, sinar ultraviolet, dan gelombang elektromagnetik. Peningkatan kemurniannya atau penerapan permukaan cermin dapat semakin meningkatkan daya pantulnya, menjadikannya cocok untuk digunakan dalam reflektor pemanas, pakaian luar angkasa, dan cermin poligon.

Tampilan Menarik

Aluminium memiliki keindahan alami, yang dapat ditingkatkan lagi melalui perlakuan permukaan seperti perlakuan Alumite. Aluminium juga dapat diwarnai menggunakan pewarnaan elektrolitik, sehingga cocok untuk digunakan pada eksterior bangunan dan bahan kemasan.

Tidak beracun

Aluminium tidak bereaksi dengan makanan dan bersifat non-toksik. Bahkan jika tertelan, lebih dari 99% akan diekskresikan dari tubuh, sehingga tidak membahayakan tanah. Aluminium umum digunakan dalam wadah kemasan makanan dan obat-obatan serta perangkat medis.

Pertimbangan Saat Menggunakan Aluminium

Meskipun aluminium memiliki banyak fitur unggulan, ada juga beberapa hal yang perlu diperhatikan:

Kekuatan lebih rendah dibandingkan baja

Meskipun aluminium memiliki kekuatan spesifik yang sangat baik, kekuatannya lebih rendah dibandingkan baja. Aluminium cocok untuk struktur yang lunak dan lentur seperti sayap pesawat terbang, tetapi mungkin tidak cocok untuk komponen yang membutuhkan kekuatan tinggi, seperti roda gigi.

Pertimbangan Korosi

Meskipun aluminium tahan karat, aluminium dapat mengalami korosi di lingkungan asin atau saat bersentuhan dengan logam yang berbeda. Untuk mencegah korosi, perlakuan alumite mungkin diperlukan.

Koefisien Ekspansi Linier Tinggi

Aluminium memiliki koefisien ekspansi linier hampir dua kali lipat bahan berbasis besi. Komponen yang mengalami tegangan termal besar dan mengalami pemanasan serta pendinginan berulang kali dapat mengalami kegagalan karena kelelahan termal.

Tidak Ada Batas Lelah

Berbeda dengan material ferrous, aluminium tidak memiliki batas lelah —batas tegangan lebih rendah di mana kelelahan logam tidak terjadi. Oleh karena itu, selama perancangan, perlu dilakukan perbandingan antara tegangan fluktuatif yang terjadi selama penggunaan dengan diagram SN untuk memastikan tidak ada masalah kekuatan meskipun retakan berkembang selama masa pakai produk yang diharapkan.

Sulit Dilas

Aluminium ’film oksida s memiliki titik leleh tinggi sekitar 3632 °F, sehingga perlu dibersihkan sebelum pengelasan. Selain itu, konduktivitas termal aluminium yang tinggi dan titik lelehnya yang rendah menyebabkan panas selama pengelasan cepat merambat ke logam dasar, yang dapat menyebabkan logam dasar jatuh. Pengelasan aluminium memerlukan pengendalian kecepatan obor pengelasan yang hati-hati. Untuk hasil terbaik, pertimbangkan menggunakan perusahaan dengan rekam jejak yang terbukti dalam pengelasan aluminium. ’s konduktivitas termal tinggi dan titik leleh rendah berarti panas selama pengelasan cepat merambat ke logam dasar, yang dapat menyebabkan logam dasar terlepas. Pengelasan aluminium memerlukan kontrol kecepatan obor pengelasan yang hati-hati. Untuk hasil terbaik, pertimbangkan menggunakan perusahaan dengan rekam jejak yang terbukti dalam pengelasan aluminium.

Jenis-Jenis Aluminium Khas

Aluminium murni memiliki kekuatan rendah, sehingga logam lain biasanya ditambahkan untuk membentuk paduan. Dengan menambahkan besi, seng, magnesium, tembaga, dll. ke aluminium, berbagai jenis paduan dapat dibuat.

Bahan aluminium industri secara umum diklasifikasikan menjadi paduan aluminium tempa dan paduan aluminium cor, tergantung pada penggunaan produk akhir ’aluminium tempa dapat diproses menggunakan deformasi plastis, sedangkan aluminium cor digunakan untuk pengecoran. Mari ’tinjau jenis-jenis paduan aluminium tempa di sini.

Paduan aluminium tempa

• paduan Aluminium 1050

paduan Aluminium 1050 (1050 AA) adalah jenis paduan aluminium murni yang khas. Meskipun kekuatannya rendah, paduan ini memiliki daya bentuk yang sangat baik dan tahan korosi, sehingga cocok untuk barang dekoratif dan saluran transmisi listrik.

• paduan Aluminium 2017

paduan Aluminium 2017 (2017 AA), juga dikenal sebagai duralumin, memiliki ketahanan korosi yang rendah namun kekuatan tinggi, sehingga cocok digunakan dalam pesawat, mobil, dan komponen mekanis.

• paduan Aluminium 2024

paduan Aluminium 2024 (2024 AA), atau super duralumin, menawarkan kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan 2017 AA.

• aluminium alloy 5052

paduan Aluminium 5052 (5052 AA) memiliki ketahanan korosi, kemudahan dalam pengerjaan, dan kemampuan las yang sangat baik, menjadikannya paduan aluminium yang paling banyak digunakan. Paduan ini digunakan untuk bahan rangka dan bagian lembaran logam .

• paduan Alumunium 6061

paduan Aluminium 6061 (6061 AA) adalah paduan aluminium dengan ketahanan korosi yang sangat baik. Perlakuan panas, seperti perlakuan T6, meningkatkan ketahanan korosinya lebih lanjut.

• paduan Aluminium 6063

paduan Aluminium 6063 (6063 AA) adalah paduan aluminium dengan ketahanan korosi dan sifat perawatan permukaan yang sangat baik, umumnya digunakan pada produk ekstrusi seperti kusen aluminium dan peralatan listrik.

• paduan aluminium 7075

paduan Aluminium 7075 (7075 AA), atau duralumin ekstra-super, memiliki kekuatan tertinggi di antara semua paduan aluminium. Banyak digunakan dalam pesawat terbang, paduan ini menjadi bagian penting dalam konstruksi pesawat, termasuk kontribusi besar terhadap kinerja pesawat selama masa perang.