Что такое алюминиевый круглый стержень серии 3000
Серия 3000 относится к семейству алюминиево-марганцевых-марганцевых материалов. Марганец является основной легирующей добавкой, его содержание в 3003 составляет примерно 1,0-1,5 процента, и он повышает прочность по сравнению с технически чистым алюминием, оставляя при этом формуемость и коррозионную стойкость практически нетронутыми. Круглый пруток изготавливается методом горячей экструзии, а затем выпрямляется и режется, что дает ровную поверхность и одинаковые размеры по длине.
Руководящими спецификациями являются ASTM B221 для экструдированных алюминиевых прутков, стержней и проволоки, EN 755-2 для механических свойств экструдированных стержней и прутков и GB/T 3191 для поставок на внутренний рынок. Химический состав соответствует зарегистрированным пределам сплава, например ASTM B221 для 3003 и 3004, с допусками на диаметр, прямолинейность и длину, взятыми из того же стандарта или из EN 755-3 для размеров экструдированных стержней.
Поскольку семейство не подлежит термической-обработке, прочность достигается за счет деформационного упрочнения, а не закалки и старения. Это делает материал предсказуемым: свойства задаются отпуском, и нет риска появления мягкой зоны рядом со сварным швом.
Химический состав и механические свойства
Обычно на складе имеются три марки круглого проката: 3003, 3004 и 3103. Все они содержат марганец-, а содержание алюминия в каждом случае составляет остаток.
| Элемент, процент | 3003 | 3004 | 3103 |
|---|---|---|---|
| Марганец | 1.0-1.5 | 1.0-1.5 | 0.90-1.50 |
| Магний | 0,05 макс. | 0.8-1.3 | 0,30 макс. |
| Медь | 0.05-0.20 | 0,25 макс. | 0,10 макс. |
| Железо | 0,7 макс. | 0,7 макс. | 0,7 макс. |
| Кремний | 0,6 макс. | 0,30 макс. | 0,50 макс. |
| Сплав и отпуск | Предел прочности | 0,2% доказательственная сила | Удлинение |
|---|---|---|---|
| 3003-O | 95-130 МПа | 35 МПа мин. | 25% мин. |
| 3003-H14 | 140-200 МПа | 115 МПа мин. | 8% мин. |
| 3004-H34 | 215-265 МПа | 170 МПа мин. | 6% мин. |
| 3103-H14 | 140-190 МПа | 110 МПа мин. | 8% мин. |
Если проекту требуется большая прочность, чем может обеспечить закалка H14, проектировщики обычно переходят к серии 5000 или к термообрабатываемой марке серии 6000, а не к более твердой закалке серии 3000, поскольку более высокие сорта быстро теряют пластичность.
Механическая обработка, формовка и сварка
Механическая обработка: содержание марганца дает чистую, короткую стружку, поэтому сплав вращается, сверлит, фрезерует и нарезает резьбу более свободно, чем чистый алюминий. Для большинства операций подходят стандартные высокоскоростные-инструменты и СОЖ на водной-основе.
Формовка: пруток можно сгибать, обжимать и прокатывать, а отожженный отпуск О принимает узкие радиусы без растрескивания. Обработанные закалки требуют большего радиуса изгиба.
Сварка: легко сваривается TIG и MIG с использованием присадки 4043 или 5356 в соответствии с AWS A5.10. Выбор наполнителя должен соответствовать условиям эксплуатации, при этом 5356 предпочтительнее для анодированных или более-прочных соединений.
Обработка поверхности: стержень может быть анодирован,-матирован или окрашен. Сплав анодируется до слегка серого тона, а не до прозрачной пленки, что важно для декоративного применения.
Коррозия: естественная оксидная пленка устойчива к пресной воде, слабым химическим средам и большинству пищевых сред. Не рекомендуется для работы с сильными щелочами.
Типичные применения
Круглый стержень в этом семействе используется везде, где требуется умеренная-прочность, устойчивость к коррозии-, легко обрабатываемый компонент:
Морское и лодочное оборудование: утки, стойки, стойки поручней и палубное оборудование.
Теплообменники и охлаждающее оборудование, где важны как теплопроводность, так и коррозионная стойкость.
Транспортное оборудование: накладки, кронштейны, кузовная арматура автобусов и прицепов.
Готовые инженерные детали: валы, муфты, проставки, крепеж, соединители и втулки.
Каркасы для кухонной посуды, рамки для холодильных витрин, рамки для хранения химикатов и не-сосуды под давлением некритического характера.
Декоративная и архитектурная отделка, рамки для вывесок и легкие элементы конструкций в закрытых помещениях.
Заказ, допуски и проверка
Круглый пруток заказывается по сплаву, закалке, диаметру и длине. Диаметры от 6 мм до 300 мм доступны в качестве стандартных профилей, а длина до 6000 мм может поставляться в произвольных, фиксированных или нарезанных--размерах с допусками на диаметр, овальность и прямолинейность, взятыми из ASTM B221 или EN 755-3. Меньшие размеры часто поставляются в бухтах или в виде прутков прямой резки, а заготовки большего диаметра можно зачистить и отполировать до жесткого допуска для использования в качестве обрабатываемой заготовки.
Проверка включает измерение диаметра и овальности на обоих концах и в середине каждого стержня, проверку прямолинейности поверхностной пластины, визуальный осмотр на наличие экструзионных нахлестов, вздутий и линий матрицы, а также механические испытания образцов, полученных при одной и той же плавке. Каждая партия сопровождается сертификатом, показывающим химический состав и результаты растяжения при фактической плавке, а также маркировку номера плавки на связках. Прутки упаковываются в пакеты с пластиковыми или бумажными прокладками, обвязываются ремнями и отправляются на деревянных поддонах с торцевыми крышками, установленными на больших диаметрах для защиты обработанных концов.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: В чем разница между круглым стержнем 3003 и 3004?
О: 3004 содержит около 1,0 процента магния помимо марганца, поэтому он примерно на 40–50 процентов прочнее, чем 3003 при сопоставимых температурах, сохраняя при этом хорошую коррозионную стойкость. . 3003 выбирается там, где формуемость и экономичность имеют большее значение, чем прочность.
Вопрос: Можно ли подвергать термообработке пруток серии 3000?
О: Нет. Семейство не подлежит термической-обработке, поэтому прочность контролируется деформационным упрочнением. Любая попытка-обработать и состарить сплав не приведет к увеличению твердости; подойдет только холодная работа.
Вопрос: Подходит ли пруток для анодирования?
О: Да, но содержание марганца образует слегка серую, менее прозрачную анодную пленку, чем чистый алюминий. Если требуется яркая прозрачная отделка, лучшим выбором будет серия 1000 или 5000.
Вопрос: Какие допуски могут соблюдаться по диаметру?
A: Стандартный экструдированный пруток поставляется с допусками по диаметру согласно ASTM B221 или EN 755-3, обычно в диапазоне от примерно плюс-минус 0,15 мм для малых диаметров до примерно 1 процента диаметра для больших. Более жесткие ограничения действуют для очищенного и полированного сырья.
Вопрос: Как поставляется и документируется материал?
О: Прутки поставляются произвольной длины, фиксированной длины или нарезанные по размеру, упакованные в пакеты и упакованные на поддоны для морской перевозки. Документация включает номер плавки и сертификат испытаний, подтверждающий химические и механические свойства этой плавки.
