Paduan Aluminium (atau paduan aluminium; lihat perbedaan ejaan) adalah paduan di mana aluminium (Al) adalah logam dominan. Elemen paduan yang khas adalah tembaga, magnesium, mangan, silikon, timah dan seng. Ada dua klasifikasi utama, yaitu paduan pengecoran dan paduan tempa, yang keduanya dibagi lagi ke dalam kategori yang dapat diobati dengan panas dan tidak dapat diobati dengan panas. Sekitar 85% aluminium digunakan untuk produk tempa, misalnya rolled plate, foil dan ekstrusi. Paduan aluminium cor menghasilkan produk hemat biaya karena titik leleh yang rendah, meskipun mereka umumnya memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah canopybandung.com daripada paduan tempa. Sistem paduan aluminium cor yang paling penting adalah Al-Si, di mana tingkat silikon yang tinggi (4,0-13%) berkontribusi untuk memberikan karakteristik pengecoran yang baik. Paduan aluminium banyak digunakan dalam struktur teknik dan komponen di mana bobot ringan atau ketahanan korosi diperlukan. [1]
Paduan yang sebagian besar terdiri dari aluminium telah sangat penting dalam pembuatan kedirgantaraan sejak diperkenalkannya pesawat berkulit logam. Paduan aluminium-magnesium keduanya lebih ringan daripada paduan aluminium lainnya dan jauh lebih mudah terbakar daripada paduan lain yang mengandung persentase magnesium yang sangat tinggi. [2]
Permukaan paduan aluminium akan mengembangkan lapisan putih, pelindung aluminium oksida jika dibiarkan tidak terlindungi oleh anodizing dan / atau prosedur pengecatan yang benar. Di lingkungan basah, korosi galvanik dapat terjadi ketika paduan aluminium ditempatkan dalam kontak listrik dengan logam lain dengan potensi korosi yang lebih positif daripada aluminium, dan elektrolit hadir yang memungkinkan pertukaran ion. Disebut sebagai korosi logam yang berbeda, proses ini dapat terjadi sebagai pengelupasan kulit atau sebagai korosi intergranular. Paduan aluminium dapat diperlakukan dengan tidak benar. Hal ini menyebabkan pemisahan elemen internal, dan logam kemudian berkarat dari dalam ke luar. [kutipan diperlukan]
Komposisi paduan aluminium terdaftar di The Aluminium Association. Banyak organisasi menerbitkan standar yang lebih spesifik untuk pembuatan paduan aluminium, termasuk organisasi standar Society of Automotive Engineers, khususnya subkelompok standar kedirgantaraannya,[3] dan ASTM International.Penggunaan teknik dan sifat paduan aluminium[edit]
Paduan aluminium dengan berbagai sifat digunakan dalam struktur teknik. Sistem paduan diklasifikasikan oleh sistem bilangan (ANSI) atau dengan nama yang menunjukkan konstituen paduan utama mereka (DIN dan ISO). Memilih paduan yang tepat untuk aplikasi tertentu memerlukan pertimbangan kekuatan tarik, kepadatan, keuletan, formability, workability, weldability, dan ketahanan korosi, untuk beberapa nama. Gambaran singkat tentang paduan dan teknologi manufaktur diberikan dalam paduan Aluminium Ref.[4] Paduan aluminium digunakan secara luas di pesawat terbang karena rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi. Di sisi lain, logam aluminium murni terlalu lunak untuk penggunaan seperti itu, dan tidak memiliki kekuatan tarik tinggi yang diperlukan untuk pesawat terbang dan helikopter. Paduan aluminium versus jenis baja[edit]
Paduan aluminium biasanya memiliki modulus elastis sekitar 70 GPa, yang merupakan sekitar sepertiga dari modulus elastis paduan baja. Oleh karena itu, untuk beban tertentu, komponen atau unit yang terbuat dari paduan aluminium akan mengalami deformasi yang lebih besar dalam harga kusen aluminium rezim elastis daripada bagian baja dengan ukuran dan bentuk yang identik.
Dengan produk logam yang sama sekali baru, pilihan desain sering diatur oleh pilihan teknologi manufaktur. Ekstrusi sangat penting dalam hal ini, karena kemudahan paduan aluminium, terutama seri Al-Mg-Si, dapat diekstrusi untuk membentuk profil yang kompleks.
Secara umum, desain yang lebih kaku dan lebih ringan dapat dicapai dengan paduan Aluminium daripada yang layak dengan baja. Misalnya, pertimbangkan pembengkokan tabung berdinding tipis: saat kedua area berbanding terbalik dengan stres di dinding tabung, yaitu tekanan lebih rendah untuk nilai yang lebih besar. Momen kedua area sebanding dengan kubus jari-jari kali ketebalan dinding, sehingga meningkatkan jari-jari (dan berat) sebesar 26% akan menyebabkan separuh stres dinding. Untuk alasan ini, bingkai sepeda yang terbuat dari paduan aluminium menggunakan diameter tabung yang lebih besar daripada baja atau titanium untuk menghasilkan kekakuan dan kekuatan yang diinginkan. Dalam rekayasa otomotif, mobil yang terbuat dari paduan aluminium menggunakan bingkai ruang yang terbuat dari profil yang diekstrusi untuk memastikan kekakuan. Ini merupakan perubahan radikal dari pendekatan umum untuk desain mobil baja saat ini, yang bergantung pada cangkang bodi untuk kekakuan, yang dikenal sebagai desain unibody.
Paduan aluminium banyak digunakan dalam mesin otomotif, terutama di blok silinder dan bak mesin karena penghematan berat badan yang mungkin. Karena paduan aluminium rentan terhadap warping pada suhu tinggi, sistem pendingin mesin tersebut sangat penting. Teknik manufaktur dan kemajuan metalurgi juga telah berperan penting untuk aplikasi yang sukses dalam mesin otomotif. Pada 1960-an, kepala silinder aluminium Corvair mendapatkan reputasi untuk kegagalan dan pengupasan benang, yang tidak terlihat di kepala silinder aluminium saat ini.
Keterbatasan struktural penting dari paduan aluminium adalah kekuatan kelelahan yang lebih rendah dibandingkan dengan baja. Dalam kondisi laboratorium terkontrol, baja menampilkan batas kelelahan, yang merupakan amplitudo stres di bawahnya tidak ada kegagalan yang terjadi – logam tidak terus melemah dengan siklus stres yang diperpanjang. Paduan aluminium tidak memiliki batas kelelahan yang lebih rendah ini dan akan terus melemah dengan siklus stres yang berkelanjutan. Paduan aluminium karena itu jarang digunakan di bagian-bagian yang membutuhkan kekuatan kelelahan tinggi dalam rezim siklus tinggi (lebih dari 107 siklus stres). Pertimbangan sensitivitas panas[edit]
Seringkali, sensitivitas logam terhadap panas juga harus dipertimbangkan. Bahkan prosedur lokakarya yang relatif rutin yang melibatkan pemanasan diperumit oleh fakta bahwa aluminium, tidak seperti baja, akan meleleh tanpa merah bercahaya pertama. Membentuk operasi di mana obor pukulan digunakan dapat membalikkan atau menghilangkan perlakuan panas, oleh karena itu tidak disarankan sama sekali. Tidak ada tanda-tanda visual yang mengungkapkan bagaimana material rusak secara internal. Sama seperti panas pengelasan yang diolah, rantai tautan kekuatan tinggi, semua kekuatan sekarang hilang oleh panas obor. Rantai itu berbahaya dan harus dibuang.
Aluminium tunduk pada tekanan dan ketegangan internal. Kadang-kadang bertahun-tahun kemudian, seperti kecenderungan bingkai sepeda aluminium yang dilas dengan tidak benar untuk secara bertahap memutar keluar dari keselarasan dari tekanan proses pengelasan. Dengan demikian, industri kedirgantaraan menghindari panas sama sekali dengan menggabungkan bagian dengan paku keling seperti komposisi logam, pengencang lain, atau perekat.
Tekanan pada aluminium yang terlalu panas dapat dikurangi dengan memanaskan bagian-bagian dalam oven dan secara bertahap mendinginkannya — yang pada dasarnya mengilingi tekanan. Namun bagian-bagian ini mungkin masih menjadi terdistorsi, sehingga perlakuan panas dari bingkai sepeda yang dilas, misalnya, dapat mengakibatkan sebagian besar menjadi tidak sejajar. Jika misalignment tidak terlalu parah, bagian yang didinginkan dapat ditekuk menjadi keselarasan. Tentu saja, jika bingkai dirancang dengan benar untuk kekakuan (lihat di atas), pembengkokan itu akan membutuhkan kekuatan yang sangat besar.
Intoleransi aluminium terhadap suhu tinggi tidak menghalangi penggunaannya dalam peroketan; bahkan untuk digunakan dalam membangun ruang pembakaran di mana gas dapat mencapai 3500 K. Mesin tahap atas Agena menggunakan desain aluminium yang didinginkan secara regeneratif untuk beberapa bagian nosel, termasuk daerah tenggorokan yang kritis secara termal; bahkan konduktivitas termal aluminium yang sangat tinggi mencegah tenggorokan mencapai titik leleh bahkan di bawah fluks panas besar, menghasilkan komponen yang andal dan ringan. Kabel rumah tangga[edit]
Karena konduktivitasnya yang tinggi dan harga yang relatif rendah dibandingkan dengan tembaga pada 1960-an, aluminium diperkenalkan pada waktu itu untuk kabel listrik rumah tangga di Amerika Utara, meskipun banyak perlengkapan belum dirancang untuk menerima kawat aluminium. Tetapi penggunaan baru membawa beberapa masalah:Koefisien ekspansi termal aluminium yang lebih besar menyebabkan kawat mengembang dan berkontraksi relatif terhadap koneksi sekrup logam yang berbeda, akhirnya melonggarkan koneksi.Aluminium murni memiliki kecenderungan untuk merayap di bawah tekanan berkelanjutan yang stabil (ke tingkat yang lebih besar saat suhu naik), sekali lagi melonggarkan koneksi.Korosi galvanik dari logam yang berbeda meningkatkan ketahanan listrik koneksi.
Semua ini mengakibatkan koneksi yang terlalu panas dan longgar, dan ini pada gilirannya mengakibatkan beberapa kebakaran. Pembangun kemudian menjadi waspada menggunakan kawat, dan banyak yurisdiksi melarang penggunaannya dalam ukuran yang sangat kecil, dalam konstruksi baru. Namun perlengkapan yang lebih baru akhirnya diperkenalkan dengan koneksi yang dirancang untuk menghindari pelonggaran dan overheating. Pada awalnya mereka ditandai “Al / Cu”, tetapi mereka sekarang menanggung pengkodean “CO / ALR”.