Aluminium adalah logam paling melimpah di dunia dan merupakan unsur ketiga terbanyak, meliputi 8% kerak bumi. Keserbagunaan aluminium menjadikannya logam yang paling banyak digunakan setelah baja.

Produksi Aluminium

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

Permintaan Tahunan Aluminium

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

Aplikasi Aluminium

MurnialuminiumAluminium bersifat lunak, ulet, tahan korosi, dan memiliki konduktivitas listrik yang tinggi. Aluminium banyak digunakan untuk kabel foil dan konduktor, tetapi paduan dengan elemen lain diperlukan untuk menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi yang dibutuhkan untuk aplikasi lain. Aluminium adalah salah satu logam rekayasa paling ringan, dengan rasio kekuatan terhadap berat yang lebih unggul daripada baja.

Dengan memanfaatkan berbagai kombinasi sifat-sifat menguntungkannya seperti kekuatan, ringan, ketahanan korosi, daur ulang, dan kemampuan bentuk, aluminium digunakan dalam berbagai aplikasi yang terus bertambah. Rangkaian produk ini mencakup berbagai macam, mulai dari material struktural hingga foil kemasan tipis.

Penunjukan Paduan

Aluminium umumnya dipadukan dengan tembaga, seng, magnesium, silikon, mangan, dan litium. Kromium, titanium, zirkonium, timbal, bismut, dan nikel juga ditambahkan dalam jumlah kecil, sementara besi selalu tersedia dalam jumlah kecil.

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

Tabel 1.Sebutan untuk paduan aluminium tempa.

Untuk paduan aluminium tempa tanpa paduan yang diberi kode 1XXX, dua digit terakhir menunjukkan kemurnian logam. Angka tersebut setara dengan dua digit terakhir setelah koma desimal jika kemurnian aluminium dinyatakan dalam 0,01 persen terdekat. Digit kedua menunjukkan perubahan batas pengotor. Jika digit kedua nol, berarti aluminium tanpa paduan memiliki batas pengotor alami, dan angka 1 hingga 9 menunjukkan pengotor individual atau unsur paduan.

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

Sifat Fisik Aluminium

Kepadatan Aluminium

Aluminium memiliki kepadatan sekitar sepertiga kepadatan baja atau tembaga, menjadikannya salah satu logam paling ringan yang tersedia secara komersial. Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi menjadikannya material struktural penting yang memungkinkan peningkatan muatan atau penghematan bahan bakar, khususnya bagi 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 untuk aplikasi tertentu.

AluminiumSangat cocok untuk lingkungan dingin. Keunggulannya dibandingkan baja adalah kekuatan tariknya meningkat seiring penurunan suhu, namun tetap mempertahankan ketangguhannya. Baja, di sisi lain, menjadi getas pada suhu rendah.

Ketahanan Korosi Aluminium

Ketika 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 material penting untuk aplikasi pendinginan dan pemanasan seperti penukar panas. Selain sifatnya yang tidak beracun, aluminium juga banyak digunakan dalam peralatan masak dan peralatan dapur.

Konduktivitas Listrik Aluminium

Bersama 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 anil, beratnya hanya sepertiga beratnya dan oleh karena itu dapat menghantarkan listrik dua kali lebih banyak dibandingkan tembaga dengan berat yang sama.

Reflektifitas Aluminium

Dari UV hingga inframerah, aluminium merupakan reflektor energi radiasi yang sangat baik. Reflektivitas cahaya tampak sekitar 80% membuatnya banyak digunakan dalam perlengkapan lampu. Sifat reflektivitas yang sama menjadikanaluminiumideal sebagai bahan isolasi untuk melindungi terhadap sinar matahari di musim panas, sekaligus melindungi terhadap kehilangan panas di musim dingin.

Tabel 2.Properti untuk aluminium.

Sifat Mekanik Aluminium

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

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

Kekuatan tarik aluminium murni 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-standar EN tersebut tercantum dalam Tabel 4.

Tabel 4.Standar EN untuk aluminium

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

• Komposisi kimia – tidak berubah.
• Sistem penomoran paduan – tidak berubah.
• Penunjukan temper untuk paduan yang dapat diolah dengan panas kini mencakup rentang temper khusus yang lebih luas. Hingga empat digit setelah huruf T telah diperkenalkan untuk aplikasi non-standar (misalnya T6151).
• Sebutan temper untuk paduan yang tidak dapat dipanaskan – temper yang ada tidak berubah, tetapi temper sekarang didefinisikan lebih komprehensif dalam hal cara pembuatannya. Temper lunak (O) sekarang adalah H111 dan temper menengah H112 telah diperkenalkan. Untuk paduan 5251, temper sekarang ditampilkan sebagai H32/H34/H36/H38 (setara dengan H22/H24, dst.). H19/H22 & H24 sekarang ditampilkan secara terpisah.
• Sifat mekanis – tetap sama dengan angka sebelumnya. 0,2% Tegangan Bukti kini harus dicantumkan dalam sertifikat uji.
• Toleransi telah diperketat hingga berbagai tingkatan.
  

  Perlakuan Panas Aluminium

  Berbagai macam perlakuan panas dapat diterapkan pada paduan aluminium:

  • Homogenisasi – penghilangan segregasi melalui pemanasan setelah pengecoran.
  • Anil – digunakan setelah pengerjaan dingin untuk melunakkan paduan pengerasan kerja (1XXX, 3XXX dan 5XXX).
  • Pengerasan presipitasi atau usia (paduan 2XXX, 6XXX dan 7XXX).
  • Perlakuan panas larutan sebelum penuaan paduan pengerasan presipitasi.
  • Stoving untuk penyembuhan pelapis
  • Setelah perlakuan panas, sufiks ditambahkan ke nomor penunjukan.
  • Akhiran F berarti “seperti yang dibuat”.
  • O berarti “produk tempa anil”.
  • T berarti telah “diperlakukan panas”.
  • W berarti material telah diberi perlakuan panas larutan.
  • H merujuk pada paduan logam yang tidak dapat diolah dengan panas, tetapi “dikerjakan secara dingin” atau “dikeraskan dengan regangan”.
  • Paduan yang tidak dapat diberi perlakuan panas adalah paduan dalam kelompok 3XXX, 4XXX dan 5XXX.