Семейство 3xxx и его система обозначений
Серия 3xxx охватывает алюминиевые сплавы, в которых марганец является основным легирующим элементом, обычно от 0,3% до 1,5%, а железо и кремний присутствуют в качестве контролируемых примесей. Марганец действует за счет упрочнения твердого-раствора в сочетании с дисперсными интерметаллическими частицами, поэтому он повышает прочность примерно на 20 % по сравнению с алюминием технической чистоты, не ухудшая формуемости и коррозионной стойкости. Эта серия не подлежит -термической-обработке, а это означает, что прочность достигается за счет деформации прокатки и отпуска, а не обработки на раствор. Обозначения сплавов соответствуют международной четырехзначной-системе, при этом состав каждой марки фиксируется в соответствии с ASTM B209, EN 573-3 и GB/T 3190, а механические свойства согласованы в ASTM B209, EN 485-2 и GB/T 3880.2.
Основные сорта и типичные свойства
| Оценка | Типичное содержание легирующих добавок | Характер | Предел прочности | Предел текучести, мин |
| 3003 | Мн 1,0–1,5 % | O | 97–131 МПа (14–19 фунтов на квадратный дюйм) | около 35 МПа |
| 3003 | Мн 1,0–1,5 % | H14 | 138–179 МПа (20–26 фунтов на квадратный дюйм) | около 117 МПа |
| 3004 | Mn 1,0–1,5 %, Mg 0,8–1,3 % | H24 | около 190–230 МПа | около 150 МПа |
| 3104 | Mn 0,8–1,4 %, Mg 0,8–1,3 % | H19 | около 280–300 МПа | около 250 МПа |
| 3105 | Mn 0,30–0,8 %, Mg 0,20–0,8 % | H25 | около 150–200 МПа | около 130 МПа |
Лист обычно поставляется толщиной от 0,2 мм до 6 мм в рулоне, с пластиной от 6 мм и выше; Обычно имеющиеся на складе закалки: O, H12, H14, H16, H18, H22, H24, H26, H32 и H34. Рулон может поставляться с разрезами по ширине, с защитной пленкой или нарезанными по длине, а допуски по толщине и плоскостности соответствуют соответствующим стандартам для формы продукта.
Преимущества, ограничения и приложения
Преимущества
Полезная прочность в сочетании с превосходной пластичностью позволяет осуществлять глубокую вытяжку, прядение и профилирование.
Хорошая коррозионная стойкость в сельской, городской и умеренно морской атмосфере, отсутствие склонности к коррозионному растрескиванию под напряжением при нормальных условиях.
Отличная свариваемость методами TIG, MIG, сопротивлением и лазером, а также хорошая паяемость.
Низкая плотность около 2,73 г/см³, что примерно в три раза меньше плотности стали.
Привлекательная поверхность для анодирования, окраски и лакирования, полностью пригодна для вторичной переработки.
Ограничения
Прочность ниже, чем у сплавов 5xxx, 6xxx и 7xxx, поэтому он не является конструкционным выбором для высоконагруженных деталей.
Ограниченная твердость и износостойкость; скользящие контактные поверхности должны быть жестко анодированы или защищены.
Стоимость выше, чем у марок чистого алюминия 1xxx, но все же ниже, чем у сплавов,-поддающихся термообработке.
Прочность не может быть увеличена термической обработкой после формовки.
Приложения по отраслям
Строительство: кровельные и сайдинговые листы, желоба, фасады, потолочные перекрытия, потолочные панели, воздуховоды, изолированные сэндвич-панели и заполнение навесных стен.
Упаковка: корпуса и крышки банок для напитков, контейнеры для пищевых продуктов, крышки и фольга.
Транспорт: панели кузовов грузовиков и прицепов, внутренняя обшивка рельсов, теплозащитные экраны, корпуса топливных баков и автомобильные компоненты теплопередачи-.
Товары народного потребления: посуда, кухонный инвентарь, панели бытовой техники и отделка мебели.
Промышленность и электротехника: ребра теплообменника, коллекторы радиаторов и конденсаторов, воздуховоды-кондиционирования воздуха, вывески, паспортные таблички и обычные корпуса из листового металла.
Руководство по выбору и обработке
Выбирайте 3003, если вам нужен формуемый лист общего-назначения с наименьшей стоимостью сплава. Перейдите к 3004 или 3104, когда требуется более высокая прочность для тонких листов, например, для корпусов банок или транспортных панелей, и к 3105, когда для строительных изделий требуется основа краски с хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям и умеренной прочностью. Во всех случаях отпуск следует выбирать в зависимости от операции формовки: O и H22 для тяжелых вытяжек, H24 и H32 для общей обработки и H14, H18 или H19 только там, где деталь не будет подвергаться дальнейшему изгибу. Сварка с присадкой 4043 или 5356 дает прочные соединения, а зона сварного шва теряет деформационное упрочнение основного листа, поэтому эффективность соединения необходимо оценивать соответствующим образом. Смазочные материалы для формования должны быть совместимы с последующим этапом лакирования, анодирования или порошкового покрытия, а детали, подлежащие анодированию, должны быть обезжирены и очищены от загрязнений перед финишной линией.
Контроль качества и распространенные проблемы
Приемочный контроль толщины листового покрытия 3ххх, измеренной микрометром с учетом допустимого допуска, ширины и внутреннего диаметра рулона, плоскостности и состояния кромок, дефектов поверхности, таких как царапины, следы прокатки и включения, а также сертификата с указанием сплава, отпуска, номера плавки, размеров и механических результатов. Часто возникают две проблемы. Первый — это замена отпуска: лист H18, поставляемый по заказу H14, тверже и трескается при сильном изгибе, тогда как лист H24, поставляемый по заказу H18, делает деталь слишком мягкой и деформируется в процессе эксплуатации. Во-вторых, это несоответствие между содержанием второстепенных элементов в сплаве и предполагаемым процессом, например составом типа 3105, используемым для волочения корпуса банки, где более высокое содержание магния и марганца в сплаве 3104 необходимо для контроля раскалывания и распределения толщины стенок. И того и другого можно избежать, указывая полное обозначение и качество в каждом заказе и проверяя сертификат завода на соответствие спецификации покупки.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Какой основной легирующий элемент содержится в алюминии 3xxx?
Ответ: Марганец, обычно от 0,3% до 1,5%, в некоторых сортах поддерживается магнием.
Вопрос: Можно ли подвергать алюминий 3xxx термической обработке?
О: Нет; эта серия не подлежит -термической-обработке, поэтому прочность контролируется путем деформации прокатки и выбора отпуска.
Вопрос: Какой сорт используется для банок для напитков?
A: 3104 для корпусов банок и 3004 или 3104 для крышек, вытянутых тонкими толщиной в закалке H19.
Вопрос: Можно ли сваривать алюминий 3xxx?
О: Да, он легко сваривается с наполнителем 4043 или 5356, хотя зона термического воздействия-мягче, чем у основного листа.
Вопрос: Какие стандарты определяют эти сплавы?
A: ASTM B209, EN 573-3 и GB/T 3190 по составу и обозначению, свойства соответствуют ASTM B209, EN 485-2 и GB/T 3880.2.
Вопрос: Чем 3003 отличается от 1100?
О: 3003 содержит около 1,2 % марганца и примерно на 20 % прочнее, но стоит немного дороже.
