Aluminium adalah logam yang paling melimpah di dunia dan merupakan unsur paling umum ketiga yang mencakup 8% kerak bumi. Fleksibilitas aluminium menjadikannya logam yang paling banyak digunakan setelah baja.

Produksi Aluminium

Aluminium berasal dari mineral bauksit. Bauksit diubah menjadi aluminium oksida (alumina) melalui Proses Bayer. Alumina kemudian diubah menjadi logam aluminium menggunakan sel elektrolitik dan Proses Hall-Heroult.

Permintaan Aluminium Tahunan

Permintaan aluminium di seluruh dunia sekitar 29 juta ton per tahun. Sekitar 22 juta ton merupakan aluminium baru dan 7 juta ton merupakan aluminium bekas daur ulang. Penggunaan aluminium daur ulang bermanfaat secara ekonomi dan lingkungan. Dibutuhkan 14.000 kWh untuk menghasilkan 1 ton aluminium baru. Sebaliknya, hanya dibutuhkan 5% dari jumlah tersebut untuk melebur kembali dan mendaur ulang satu ton aluminium. Tidak ada perbedaan kualitas antara paduan aluminium murni dan paduan aluminium daur ulang.

Aplikasi Aluminium

Murnialuminiumlembut, ulet, tahan korosi dan memiliki konduktivitas listrik yang tinggi. Ini banyak digunakan untuk kabel foil dan konduktor, namun paduan dengan elemen lain diperlukan untuk memberikan kekuatan lebih tinggi yang dibutuhkan untuk aplikasi lain. Aluminium adalah salah satu logam rekayasa paling ringan, memiliki rasio kekuatan terhadap berat yang lebih unggul dari baja.

Dengan memanfaatkan berbagai kombinasi sifat menguntungkannya seperti kekuatan, ringan, ketahanan terhadap korosi, kemampuan daur ulang, dan sifat mampu bentuk, aluminium digunakan dalam jumlah aplikasi yang terus meningkat. Rangkaian produk ini berkisar dari bahan struktural hingga foil kemasan tipis.

Penunjukan Paduan

Aluminium paling sering dicampur dengan tembaga, seng, magnesium, silikon, mangan, dan litium. Penambahan kecil kromium, titanium, zirkonium, timbal, bismut dan nikel juga dibuat dan besi selalu ada dalam jumlah kecil.

Ada lebih dari 300 paduan tempa dengan 50 yang umum digunakan. Mereka biasanya diidentifikasi dengan sistem empat angka yang berasal dari Amerika dan sekarang diterima secara universal. Tabel 1 menjelaskan sistem untuk paduan tempa. Paduan cor memiliki sebutan serupa dan menggunakan sistem lima digit.

Tabel 1.Sebutan untuk paduan aluminium tempa.

Untuk paduan aluminium tempa murni yang diberi tanda 1XXX, dua digit terakhir mewakili kemurnian logam. Nilai tersebut setara dengan dua digit terakhir setelah titik desimal ketika kemurnian aluminium dinyatakan dalam ketelitian 0,01 persen. Digit kedua menunjukkan perubahan batas pengotor. Jika digit kedua adalah nol, ini menunjukkan aluminium murni yang memiliki batas pengotor alami dan 1 hingga 9, menunjukkan pengotor individu atau elemen paduan.

Untuk kelompok 2XXX hingga 8XXX, dua digit terakhir mengidentifikasi paduan aluminium yang berbeda dalam kelompok tersebut. Digit kedua menunjukkan modifikasi paduan. Digit kedua dari nol menunjukkan paduan asli dan bilangan bulat 1 hingga 9 menunjukkan modifikasi paduan berturut-turut.

Sifat Fisik Aluminium

Kepadatan Aluminium

Aluminium memiliki kepadatan sekitar sepertiga dari baja atau tembaga sehingga menjadikannya salah satu logam paling ringan yang tersedia secara komersial. Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi menjadikannya bahan struktural penting yang memungkinkan peningkatan muatan atau penghematan bahan bakar khususnya untuk industri transportasi.

Kekuatan Aluminium

Aluminium murni tidak memiliki kekuatan tarik yang tinggi. Namun penambahan unsur paduan seperti mangan, silikon, tembaga dan magnesium dapat meningkatkan sifat kekuatan aluminium dan menghasilkan paduan dengan sifat yang disesuaikan dengan aplikasi tertentu.

Aluminiumsangat cocok untuk lingkungan yang dingin. Keunggulannya dibandingkan baja adalah kekuatan tariknya meningkat seiring dengan penurunan suhu dan tetap mempertahankan ketangguhannya. Sebaliknya baja menjadi rapuh pada suhu rendah.

Ketahanan Korosi Aluminium

Ketika terkena udara, lapisan aluminium oksida terbentuk hampir seketika di permukaan aluminium. Lapisan ini mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap korosi. Ini cukup tahan terhadap sebagian besar asam tetapi kurang tahan terhadap basa.

Konduktivitas Termal Aluminium

Konduktivitas termal aluminium sekitar tiga kali lebih besar dibandingkan baja. Hal ini menjadikan aluminium sebagai material penting untuk aplikasi pendinginan dan pemanasan seperti penukar panas. Dikombinasikan dengan sifatnya yang tidak beracun, sifat ini berarti aluminium digunakan secara luas dalam peralatan memasak dan peralatan dapur.

Konduktivitas Listrik Aluminium

Selain tembaga, aluminium memiliki konduktivitas listrik yang cukup tinggi untuk digunakan sebagai konduktor listrik. Meskipun konduktivitas paduan penghantar yang umum digunakan (1350) hanya sekitar 62% dari tembaga anil, beratnya hanya sepertiga dan oleh karena itu dapat menghantarkan listrik dua kali lebih banyak jika dibandingkan dengan tembaga dengan berat yang sama.

Reflektivitas Aluminium

Dari UV hingga infra-merah, aluminium merupakan reflektor energi radiasi yang sangat baik. Reflektivitas cahaya tampak sekitar 80% berarti ini banyak digunakan dalam perlengkapan lampu. Sifat reflektifitas yang sama menjadikannyaaluminiumideal sebagai bahan isolasi untuk melindungi dari sinar matahari di musim panas, sekaligus sebagai isolasi terhadap kehilangan panas di musim dingin.

Tabel 2.Properti untuk aluminium.

Sifat Mekanik Aluminium

Aluminium dapat mengalami deformasi parah tanpa kegagalan. Hal ini memungkinkan aluminium dibentuk melalui proses penggulungan, ekstrusi, penarikan, pemesinan, dan proses mekanis lainnya. Bisa juga diberikan dengan toleransi yang tinggi.

Paduan, pengerjaan dingin, dan perlakuan panas semuanya dapat dimanfaatkan untuk menyesuaikan sifat-sifat aluminium.

Kekuatan tarik aluminium murni adalah sekitar 90 MPa tetapi ini dapat ditingkatkan hingga lebih dari 690 MPa untuk beberapa paduan yang dapat diberi perlakuan panas.

Standar Aluminium

Standar BS1470 yang lama telah digantikan oleh sembilan standar EN. Standar EN diberikan pada tabel 4.

Tabel 4.Standar EN untuk aluminium

Standar EN berbeda dari standar lama, BS1470 dalam bidang berikut:

• Komposisi kimia – tidak berubah.
• Sistem penomoran paduan – tidak berubah.
• Penunjukan temper untuk paduan yang dapat diberi perlakuan panas sekarang mencakup lebih banyak jenis temper khusus. Hingga empat digit setelah T telah diperkenalkan untuk aplikasi non-standar (misalnya T6151).
• Penunjukan temper untuk paduan yang tidak dapat diolah dengan panas – temper yang ada tidak berubah tetapi temper sekarang didefinisikan secara lebih komprehensif dalam hal cara pembuatannya. Temperatur lunak (O) sekarang menjadi H111 dan temper sedang H112 telah diperkenalkan. Untuk temper paduan 5251 sekarang ditampilkan sebagai H32/H34/H36/H38 (setara dengan H22/H24, dll). H19/H22 & H24 kini ditampilkan secara terpisah.
• Sifat mekanik – tetap sama dengan gambar sebelumnya. 0,2% Bukti Stres sekarang harus dikutip pada sertifikat ujian.
• Toleransi telah diperketat dalam berbagai tingkat.
  

  Perlakuan Panas Aluminium

  Berbagai perlakuan panas dapat diterapkan pada paduan aluminium:

  • Homogenisasi – penghapusan segregasi dengan pemanasan setelah pengecoran.
  • Annealing – digunakan setelah pengerjaan dingin untuk melunakkan paduan pengerasan kerja (1XXX, 3XXX dan 5XXX).
  • Pengerasan curah hujan atau umur (paduan 2XXX, 6XXX dan 7XXX).
  • Solusi perlakuan panas sebelum penuaan paduan pengerasan presipitasi.
  • Kompor untuk pengawetan lapisan
  • Setelah perlakuan panas, sufiks ditambahkan ke nomor penunjukan.
  • Akhiran F berarti “dibuat-buat”.
  • O berarti “produk tempa yang dianil”.
  • T berarti telah “diperlakukan panas”.
  • W berarti bahan tersebut telah diberi perlakuan panas larutan.
  • H mengacu pada paduan yang tidak dapat diolah dengan panas yang “pengerjaan dingin” atau “pengerasan regangan”.
  • Paduan yang tidak dapat diolah dengan panas adalah paduan yang termasuk dalam kelompok 3XXX, 4XXX, dan 5XXX.