Aluminium adalah logam yang paling melimpah di dunia dan merupakan unsur ketiga yang paling umum, terdiri dari 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 mencapai sekitar 29 juta ton per tahun. Sekitar 22 juta ton adalah aluminium baru dan 7 juta ton adalah aluminium bekas daur ulang. Penggunaan aluminium daur ulang sangat menguntungkan secara ekonomi dan lingkungan. Dibutuhkan 14.000 kWh untuk menghasilkan 1 ton aluminium baru. Sebaliknya, hanya dibutuhkan 5% dari jumlah tersebut untuk melebur dan mendaur ulang satu ton aluminium. Tidak ada perbedaan kualitas antara paduan aluminium baru dan aluminium daur ulang.

Aplikasi Aluminium

MurnialuminiumAluminium bersifat lunak, ulet, tahan korosi, dan memiliki konduktivitas listrik yang tinggi. Logam ini banyak digunakan untuk foil dan kabel konduktor, tetapi diperlukan paduan dengan unsur lain untuk memberikan kekuatan yang lebih tinggi yang dibutuhkan untuk aplikasi lain. Aluminium adalah salah satu logam teknik teringan, dengan rasio kekuatan terhadap berat yang lebih unggul daripada baja.

Dengan memanfaatkan berbagai kombinasi sifat-sifat menguntungkannya seperti kekuatan, ringan, ketahanan terhadap korosi, kemampuan daur ulang, dan kemampuan dibentuk, aluminium digunakan dalam semakin banyak aplikasi. Rangkaian produk ini berkisar dari material struktural hingga foil kemasan tipis.

Penamaan Paduan

Aluminium paling umum dipadukan dengan tembaga, seng, magnesium, silikon, mangan, dan litium. Penambahan kecil kromium, titanium, zirkonium, timbal, bismut, dan nikel juga dilakukan, dan besi selalu hadir dalam jumlah kecil.

Terdapat lebih dari 300 paduan tempa dengan 50 di antaranya umum digunakan. Paduan ini biasanya diidentifikasi dengan sistem empat angka yang berasal dari Amerika Serikat dan sekarang diterima secara universal. Tabel 1 menjelaskan sistem untuk paduan tempa. Paduan cor memiliki penamaan serupa dan menggunakan sistem lima angka.

Tabel 1.Penamaan untuk paduan aluminium tempa.

Untuk paduan aluminium tempa murni yang diberi kode 1XXX, dua digit terakhir mewakili kemurnian logam. Angka tersebut setara dengan dua digit terakhir setelah titik desimal ketika kemurnian aluminium dinyatakan hingga 0,01 persen terdekat. Digit kedua menunjukkan modifikasi batas pengotor. Jika digit kedua adalah nol, itu menunjukkan aluminium murni dengan batas pengotor alami, dan angka 1 hingga 9 menunjukkan pengotor individual atau unsur paduan.

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

Sifat Fisik Aluminium

Kepadatan Aluminium

Aluminium memiliki kepadatan sekitar sepertiga dari baja atau tembaga, menjadikannya salah satu logam teringan yang tersedia secara komersial. Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi ini menjadikannya material 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 dingin. Keunggulannya dibandingkan baja adalah kekuatan tariknya meningkat seiring penurunan suhu sambil tetap mempertahankan ketangguhannya. Sebaliknya, baja menjadi rapuh pada suhu rendah.

Ketahanan Korosi Aluminium

Saat terpapar udara, lapisan aluminium oksida terbentuk hampir seketika di permukaan aluminium. Lapisan ini memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap korosi. Lapisan ini cukup tahan terhadap sebagian besar asam tetapi kurang tahan terhadap alkali.

Konduktivitas Termal Aluminium

Konduktivitas termal aluminium sekitar tiga kali lebih besar daripada baja. Hal ini menjadikan aluminium sebagai material penting untuk aplikasi pendinginan dan pemanasan, seperti penukar panas. Ditambah dengan sifatnya yang tidak beracun, aluminium banyak digunakan dalam peralatan masak dan perlengkapan dapur.

Konduktivitas Listrik Aluminium

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

Reflektivitas Aluminium

Dari sinar UV hingga infra-merah, aluminium merupakan pemantul energi radiasi yang sangat baik. Reflektivitas cahaya tampak sekitar 80% berarti aluminium banyak digunakan dalam perlengkapan penerangan. Sifat reflektivitas yang sama juga membuat aluminium banyak digunakan dalam penerangan.aluminiumIdeal sebagai bahan isolasi untuk melindungi dari sinar matahari di musim panas, sekaligus mencegah kehilangan panas di musim dingin.

Tabel 2.Sifat-sifat aluminium.

Sifat Mekanik Aluminium

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

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

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

Standar Aluminium

Standar BS1470 lama telah digantikan oleh sembilan standar EN. Standar EN tersebut tercantum dalam tabel 4.

Tabel 4.Standar EN untuk aluminium

Standar EN berbeda dari standar lama, BS1470, dalam hal-hal berikut:

• Komposisi kimia – tidak berubah.
• Sistem penomoran paduan – tidak berubah.
• Penamaan perlakuan panas untuk paduan yang dapat diolah panas kini mencakup berbagai macam perlakuan panas khusus. Hingga empat digit setelah huruf T telah diperkenalkan untuk aplikasi non-standar (misalnya T6151).
• Penamaan temper untuk paduan yang tidak dapat diolah panas – temper yang ada tidak berubah, tetapi temper sekarang didefinisikan lebih komprehensif dalam hal bagaimana temper tersebut dibuat. Temper lunak (O) sekarang adalah H111 dan temper menengah H112 telah diperkenalkan. Untuk paduan 5251, temper sekarang ditunjukkan sebagai H32/H34/H36/H38 (setara dengan H22/H24, dll.). H19/H22 & H24 sekarang ditunjukkan secara terpisah.
• Sifat mekanis – tetap serupa dengan angka sebelumnya. Tegangan bukti 0,2% sekarang harus dicantumkan pada sertifikat pengujian.
• Toleransi telah diperketat hingga berbagai tingkat.
  

  Perlakuan Panas pada Aluminium

  Berbagai macam perlakuan panas dapat diterapkan pada paduan aluminium:

  • Homogenisasi – penghilangan segregasi dengan pemanasan setelah pengecoran.
  • Annealing – digunakan setelah pengerjaan dingin untuk melunakkan paduan pengerasan kerja (1XXX, 3XXX dan 5XXX).
  • Pengerasan presipitasi atau penuaan (paduan 2XXX, 6XXX dan 7XXX).
  • Perlakuan panas larutan sebelum penuaan paduan pengerasan presipitasi.
  • Pemanasan dengan oven untuk pengeringan lapisan cat.
  • Setelah perlakuan panas, sebuah sufiks ditambahkan ke nomor penunjukannya.
  • Akhiran F berarti “seperti yang dibuat”.
  • O berarti “produk tempa yang dianil”.
  • T berarti bahwa produk tersebut telah "diproses dengan perlakuan panas".
  • W berarti material tersebut telah melalui perlakuan panas larutan.
  • H mengacu pada paduan yang tidak dapat diolah panas yang "dikerjakan dingin" atau "dikeraskan dengan regangan".
  • Paduan yang tidak dapat diolah panas adalah paduan dalam kelompok 3XXX, 4XXX, dan 5XXX.