3003 Алюмінієва котушка проти 3004 Алюмінієва котушка - продуктивність, Вартість & Формування
11,090 Погляди 2025-06-23 06:04:07
1. Вступ
Вибір правильного алюмінієвого сплаву є критичним рішенням у виробництві та інженерії, безпосередньо впливає на продуктивність продукту, міцність, і економічна ефективність.
В межах універсальної серії алюмінієвих сплавів 3xxx, 3003 алюмінієва котушка проти 3004 алюмінієва котушка є двома видатними матеріалами, кожна з яких має чіткі характеристики, які роблять їх придатними для широкого масиву додатків.
Поки вони поділяють загальну родовід, Тонкі, але суттєві відмінності у їх складі та властивостях диктують їх оптимальне використання.
Ця стаття надає всеосяжну, Поглиблене порівняння між 3003 алюмінієва котушка проти 3004 алюмінієва котушка.
Ми ретельно проаналізуємо їх хімічні композиції, фізичні та механічні властивості, Формування, Корозійна стійкість, та ключові програми.
Мета полягає в тому, щоб оснащувати інженерів, дизайнери, та фахівці із закупівель, які мають необхідні знання для прийняття обґрунтованих рішень при виборі між цими двома сплавами.
3003 Алюмінієва котушка проти 3004 Алюмінієва котушка
2. Позначення та фон сплавів
З 3Алюмінієві сплави XXX відомі своєю помірною силою, Відмінна формуваність, і хороша резистентність до корозії, насамперед через те, що марганець є їх головним лепатором.
Коротка історія алюмінієвих сплавів 3xx-серії
Сплави серії 3xxx були розроблені, щоб запропонувати покращену міцність у 1xxx (комерційно чистий) Серія, зберігаючи більшу частину своєї чудової формуваності та корозійної стійкості.
Сплав 3003, Один з найдавніших і найпоширеніших у цій серії, Встановив орієнтир для додатків загального призначення.
Система нумерації сплавів (Сім'я Аль-Мн-Мг)
За даними Алюмінієвої асоціації (АА) Система призначення для кованих сплавів:
- Перша цифра "3" визначає групу сплавів, де марганець (Мн) є основним лепасом елемента.
- Наступні цифри визначають окремі сплави в серії.
В той час 3003 насамперед сплав аль-Mn, 3004 належить до підсімейства аль-Мн-мг, що вказує на значну роль магнію у його складі та властивостях.
Еволюція з 3003 до 3004
Сплав 3004 був розроблений як еволюція 3003, Зокрема, для досягнення більшої сили, зберігаючи хорошу формуваність та резистентність до корозії.
Стратегічне додавання магнію до основи аль-Mn 3003 в результаті 3004, сплав, особливо добре підходить для додатків, що вимагають більшої цілісності структур, наприклад, напої можуть органи.
3. Хімічний склад: 3003 Алюмінієва котушка проти 3004 Алюмінієва котушка
| Елемент | АА 3003 Номінальний діапазон (%) | АА 3004 Номінальний діапазон (%) | Ключовий вплив |
| Кремнію (І) | 0.6 максимум | 0.30 максимум | Незначні доповнення можуть впливати. |
| Прасувати (Феод) | 0.7 максимум | 0.7 максимум | Поширена домішка; контролюється для оптимізації властивостей. |
| Мідь (Куточок) | 0.05 - 0.20 | 0.25 максимум | Невелика кількість може збільшити міцність, але може незначно знизити резистентність до корозії. |
| Марганець (Мн) | 1.0 - 1.5 | 1.0 - 1.5 | Первинний зміцнювач у серії 3xxx; покращує загартування напруги. |
| Магній (Мг) | - | 0.8 - 1.3 | Ключовий диференціатор; значно збільшує силу в 3004. |
| Цинк (Zn) | 0.10 максимум | 0.25 максимум | Як правило, домішка на цих рівнях. |
| Інші, кожен | 0.05 максимум | 0.05 максимум | |
| Інші, загальний | 0.15 максимум | 0.15 максимум | |
| Алюміній (Al) | Балансувати | Балансувати | Основний метал. |
Критична відмінність - це навмисне додавання 0.8-1.3% магній в 3004 алюміній, який відсутній або представлений лише як домішка в 3003.
Це додавання магнію є основною причиною покращених механічних властивостей 3004.
4. Фізичні властивості: 3003 Алюмінієва котушка проти 3004 Алюмінієва котушка
Фізичні властивості алюмінієвих сплавів є основними для їх поведінки в різних програмах, впливаючи на все, від ваги до теплового управління.
В той час 3003 Алюмінієва котушка проти 3004 Алюмінієва котушка поділяє багато подібності завдяки їх високому вмісту алюмінію, Існують тонкі відмінності.
Нижче наведена порівняльна таблиця ключових фізичних властивостей для 3003 Алюмінієва котушка проти 3004 алюмінієва котушка.
Зауважимо, що це типові значення і можуть дещо відрізнятися залежно від точного складу в межах дозволених діапазонів та специфічної вдачі матеріалу.
Значення, як правило, для кімнатної температури, якщо інше не вказано.
| Фізична власність | АА 3003 Алюміній (Типовий, О вдача) | АА 3004 Алюміній (Типовий, О вдача) | Одиниця | Значення для додатків котушки |
| Щільність | ~ 2,73 | ~ 2,72 | g/cm³ (фунт/в³) | Визначає вагу для заданого обсягу; обидва легкі. Незначна різниця внаслідок мг в 3004 Будучи легшим за Ал. |
| (~ 0,0986) | (~ 0,0983) | |||
| Діапазон плавлення (Суцільна рідина) | ~ 643 - 654 | ~ 629 - 654 | ° C (° F) | Важливо для кастингу (Менше для кованих котушок), зварювання, та високотемпературні програми. 3004 має трохи нижчий солідус. |
| (~ 1190 - 1210) | (~ 1165 - 1210) | |||
| Теплопровідність (при 25 ° C) | ~ 193 | ~ 180 | З/м · k | Здатність проводити тепло; вирішальне значення для посуду, Теплообмінники. 3003 трохи краще. |
| Електропровідність (при 20 ° C) | ~ 49-50% IACS | ~ 46-48% IACS | % IACS | Здатність проводити електроенергію. Обидва - хороші провідники. |
| Електричний опір (при 20 ° C) | ~ 34,5 - 35.2 | ~ 35,9 - 37.4 | nω · м | Зворотна провідність. |
| Конкретна теплоємність (при 20 ° C) | ~ 900 | ~ 900 | J/кг · k | Кількість тепла, необхідна для підвищення температури одиничної маси на один ступінь. Дуже схожий для обох. |
| Коефіцієнт теплового розширення (20-100° C) | ~ 23,2 | ~ 23,4 | мкм/м · k (10⁻⁶/° C) | Скільки матеріалу розширюється або контрактує зі змінами температури. Важливо для конструкцій з різними матеріалами або великими температурними змінами. |
| Модуль еластичності (Модуль Янга) | ~ 68,9 | ~ 70,3 | GPA (MSI) | Жорсткість матеріалу; резистентність до еластичної деформації. 3004 трохи жорсткіший. |
| (~ 10,0) | (~ 10,2) | |||
| Модуль жорсткості (Модуль зсуву) | ~ 25 | ~ 26 | GPA (MSI) | Стійкість до деформації зсуву. |
| (~ 3,6) | (~ 3,8) | |||
| Співвідношення Пуассона | ~ 0,33 | ~ 0,33 | Безрозмірний | Співвідношення поперечного деформації до осьового штаму. Подібно для обох. |
| Відбивна здатність (Видиме світло) | Високий (~ 80-90% для відполірованого) | Високий (~ 80-90% для відполірованого) | % | Відповідно для освітлювальних світильників або додатків від теплового відбиття. |
| Випромінювання (Термічний) | Низький (~ 0,04-0,07 для відполірованих) | Низький (~ 0,04-0,07 для відполірованих) | Безрозмірний | Здатність випромінювати теплову енергію. Низька випромінювання означає, що вони є поганими радіаторами тепла. |
Ключові спостереження з таблиці фізичних властивостей:
- Щільність: Обидва сплави дуже схожі за щільністю, роблячи їх чудовим вибором для легких застосувань.
Трохи нижча щільність 3004 пов’язано з тим, що магній легший, ніж алюміній. - Теплові та електричні властивості: 3003 як правило, демонструє дещо більшу теплову та електричну провідність порівняно з 3004.
Ця різниця, хоч і невеликий, може бути врахуванням у програмах, де ці властивості є критичними (Напр., Дуже ефективні теплообмінники або електричні компоненти). - Діапазон плавлення: 3004 має трохи нижчу температуру солідуса (Температура, при якій починається плавлення), що може бути актуальним у деяких високотемпературних сценаріях або під час зварювання.
- Жорсткість: 3004 є незначно жорстким (більш високий модуль еластичності) ніж 3003.
- Інші властивості: Багато інших фізичних властивостей, таких як специфічна теплоємність, Коефіцієнт теплового розширення (дуже схожий), Співвідношення Пуассона, відбивна здатність, і випромінювання значною мірою порівнянні між двома сплавами, Відображаючи їх спільну алюмінієву основу.
В той час як механічні властивості (міцність, твердість, пластичність) показати більш виражені відмінності внаслідок магнію в 3004, їх основні фізичні характеристики залишаються в цілому схожими, підкреслюючи свою спільну лінію в серії 3xxx.
Вибір, заснований на фізичних властивостях, часто зводиться до дуже конкретних вимог, де навіть незначні зміни в провідності чи поведінці плавлення можуть бути критичними.
5. Механічні властивості
| Майно | 3003-H14 | 3004-H14 | Відносна різниця |
|---|---|---|---|
| Сила на розрив | 145 - 155 MPA | 195 - 205 MPA | +30–35 % (вище 3004) |
| Похідна сила | 65 - 75 MPA | 110 - 120 MPA | +65 - 80 % |
| Подовження на перерві | 12 - 18 % | 8 - 12 % | –25 - 35 % (опускатися 3004) |
| Твердість (Брінелл) | 40 - 45 HB | 55 - 60 HB | +35 - 40 % |
| Сила втоми | ~ 55 МПа | ~ 85 МПа | +50 % |
| Сила зсуву | ~ 100 МПа | ~ 140 МПа | +40 % |
Перехідна нота: Поки AA 3004 явно перевершує АА 3003 в силі, Формери повинні вмістити його знижену пластичність при визначенні мінімальних радіусів вигину або коефіцієнтів залучення.
6. Формуваність та працездатність: 3003 Алюмінієва котушка проти. 3004 Алюмінієва котушка
Згинання
- 3003: Експонати відмінної згинання, здатний до щільного вигину радіусів, Особливо в більш м'яких температурах (Напр., 0T до 1т для O).
- 3004: Також має гарну генсуваність, але завдяки своїй більшій силі, Це може знадобитися трохи більші радіуси вигину для заданої товщини та вдачі порівняно з 3003 (Напр., 1T до 2т для O).
Тест на згинання 3003 Алюміній
Глибокі характеристики малювання
- 3003: Відомий своїми чудовими можливостями глибокого малювання, що робить його ідеальним для посуду, контейнери, і складні форми. Він має хороше обмежуюче співвідношення малюнка (LDR).
- 3004: Володіє дуже хорошими властивостями глибокого малювання, достатній для вимогливих додатків, таких як напій, можуть органи. Його вміст магнію допомагає контролювати "відслуховування" (Формування хвилястих країв під час глибокого малювання) ефективніше, ніж у 3003 Для певних програм.
Поведінка загартовування
Обидва сплави значно напружуються під час холодної роботи.
Однак, 3004 Зазвичай виявляє більш високу швидкість загартування деформації (Вищий показник деформації "N") Через наявність магнію.
Це означає, що він зміцнюється швидше з деформацією, сприяючи його більш високій кінцевій силі в загартованих умовах.
Зварюваність
3003 Алюмінієва котушка проти 3004 Алюмінієва котушка легко зварюється, використовуючи загальні методи зварювання синтезу, такі як TIG (Газовий вольфрамовий дуговий зварювання) І я (Газовий металевий дуговий зварювання).
- Рекомендований сплав наповнювача для 3003: AA4043 або AA1100.
- Рекомендований сплав наповнювача для 3004: AA4043 для загальних цілей, або AA5356, якщо бажана більша міцність на зварювання (Хоча слід подбати про 5356 на серії 3xxx за рахунок потенційної сегрегації магнію, якщо не належним чином контролюється).
Зона, що постраждала від тепла (Хаз) переживе трохи пом'якшення (відпал) в обох сплавах.
Обробка
- 3003 & 3004: Обидва мають справедливу обробку для алюмінієвих сплавів, Особливо в більш важких температурах. Вони можуть бути дещо «клейкими» в O-Temper (відпалений) хвороба, що веде до накопичення чіпів. Використання гострих інструментів, Відповідні різання рідини, і більш високі швидкості можуть покращити обробку.
7. Корозійна стійкість: Довговічність у різних умовах
Загальна резистентність до корозії
Обидва 3003 і 3004 виявити відмінну стійкість до атмосферної корозії та атаку найрізноманітніших продуктів, напої, і багато промислових хімічних речовин.
Це пов’язано з утворенням стайні, дотриманий, і самолікування оксиду алюмінію (Al₂o₃) Пасивна плівка на їхніх поверхнях.
Корозія
Вони пропонують хорошу стійкість до корозії в нейтральному або м'яко кислому/лужному середовищі.
Однак, Вплив агресивних розчинів, що містять хлорид (як морська вода або солі) може викликати піттінг, Хоча сплави серії 3xxx, як правило, більш стійкі, ніж деякі інші родини алюмінієвих сплавів, такі як 2xxx або 7xxx.
Стрес -корозія розтріскувань (SCC)
В типових умовах обслуговування та температури, ні 3003 не 3004 зазвичай вважається сприйнятливим до стресу розтріскування корозій.
Вплив лепівних елементів на корозію
- Марганець (Мн): Мало згубний вплив на корозійну стійкість і може навіть трохи покращити його в деяких випадках.
- Магній (Мг) у 3004: Як правило, підтримує хорошу корозійну стійкість, характерну для сплавів аль-Mn. В той час як дуже високі сплави AL-MG Magnesium (Як і деякі серії 5xxx) іноді може бути сприйнятливим до SCC або міжгранулярної корозії, якщо неправильно обробляється або сенсибілізовано, Це не є типовою проблемою для рівнів магнію в 3004.
- Мідь (Куточок): Невелика кількість міді, як присутні в обох сплавах, може трохи знизити загальну резистентність до корозії, якщо не рівномірно розподіляти в матриці, Але рівні, як правило, досить низькі, щоб не викликати значних проблем для більшості застосувань.
Продуктивність у конкретних умовах
- Морський: Хоча не первинні морські сплави, Вони пропонують справедливу стійкість до морських атмосфер, Але пряме занурення з морською водою сприяло б 5xxx серії сплавів.
- Промисловий: Хороша стійкість до багатьох промислових випарів та хімічних речовин.
- Контакт з їжею: Обидва широко використовуються та вважаються безпечними для контактів з їжею при правильному очищенні та у відповідних температурах.
8. Ключові програми: 3003 Алюмінієва котушка проти 3004 Алюмінієва котушка
При виборі алюмінієвого сплаву для промислового або комерційного використання, Продуктивність, що стосується додатків.
В той час 3003 Алюмінієва котушка проти 3004 Алюмінієва котушка поділяє аналогічну металургійну основу, Їх різні профілі сили та формуваності призводять їх до виконання як перекриття, так і чітких ролей у різних секторах. Нижче наведено авторитетне розбиття, де і чому кожен сплав переважає.
3003 Алюмінієва котушка для гофрованих панелей
АА 3003 Алюмінієві котушки
3003 алюмінієва котушка цінується за його Виняткова працездатність, Корозійна стійкість, і економічна ефективність.
Його помірна міцність робить його ідеальним для додатків, які потребують широкого формування, згинання, або глибокий малюнок без розтріскування.
Ключові сектори та продукти:
- Архітектурна облицювання та покрівель:
3003 широко використовується на гофрованих панелях, фасція, жолоби, та покрівельні системи завдяки його здатності протистояти атмосферному впливу без колодних. - Обладнання для приготування їжі та кухні:
Він широко використовується в плиті тиску, каструлі, і випічка лотків через його теплопровідність та легку формуваність. - HVAC та теплообмінники:
Використовується в плавниках випарника та системах каналізації, 3003 пропонує гарне поєднання теплопровідності та гнучкості. - Резервуари для зберігання та контейнери для палива (Не прескурований):
3003Легкість зварювання та висока корозійна стійкість роблять його розумним вибором для контейнерів, що піддаються впливу хімікатів або вологи. - Ізоляційне піджак та обшивка:
Для упаковки для труб та ізоляції обладнання, 3003 пропонує довговічність з легкістю виготовлення.
3004 Алюмінієва котушка для напоїв може
АА 3004 Алюмінієві котушки
3004 спирається на 3003 шляхом посилення сили через додавання магнію, що дозволяє Більш тонкі вимірювальні засоби та більш високі навантажувальні програми.
Він добре працює в напівструктурних ролях, не жертвуючи занадто великою працездатністю.
Ключові сектори та продукти:
- Напої та продукти харчування:
Мабуть, його найвідоміше застосування, 3004 це галузевий стандарт для витягування та заліза (Р.&Я) Алюмінієві напої можуть тіла. - Автомобільні панелі та обробка:
У деяких неструктурних або злегка напружених районах транспортного засобу, наприклад, кришки колеса або декоративні молдинги, 3004 вибрано для його ефективності сили до ваги. - Причіп та панелі вантажівок:
Для транспортних заявок, 3004 вражає баланс між формуваною та силою, особливо там, де структурна легкість є першорядною. - Будівництво фасадів та завісних стін:
Завдяки покращеній механічній міцності та довговічності, 3004 підходить для панелей великої області, які повинні протистояти вітрому та конструкційним навантаженням. - Курси побутової техніки:
Він також використовується в барабанах пральної машини, Мікрохвильові накладки, та інші компоненти, які потребують формуваності з кращою стійкістю до зносу та стресом, ніж 3003 може запропонувати.
Програми, що перекриваються, та вирішальні фактори
У деяких випадках, або сплав може бути використаний, залежно від вимог до проектування, Чутливість витрат, і формують обмеження.
| Зона застосування | Бажаний сплав | Чому |
|---|---|---|
| Посуд (глибоко намальований) | 3003 | Краща пластичність для глибокого малювання |
| Покрівельні панелі | 3003 або 3004 | Вибирати 3003 для простих вигинів, 3004 для сили |
| Банки напоїв (запас тіла) | 3004 | Тонша стіна можлива завдяки більшій міцності |
| Файн HVAC | 3003 або 3004 | Теплові властивості порівнянні |
| Декоративні панелі | 3003 | Анодизується рівномірно |
| Автомобільна обробка | 3004 | Підвищена механічна опір навантаження |
9. Висновок
3003 алюмінієва котушка Проти 3004 алюмінієва котушка є дуже цінними та універсальними матеріалами в серії алюмінієвих сплавів 3xxx.
Вони поділяють загальні сильні сторони у відмінній формуванні та надійній резистентності до корозії.
Однак, Ключовий диференціатор полягає в навмисному додаванні магнію до 3004, що надає значно більшу міцність на розрив та врожайність порівняно з головним чином AL-MN 3003.
Зрештою, Вибір між 3003 і 3004 алюмінієва котушка залежить від конкретних вимог програми.
Для формування загального призначення там, де достатньо помірної міцності, 3003 пропонує чудове та економічне рішення.
Навпаки, для додатків, що потребують більшої структурної цілісності, Більш високі співвідношення сили до ваги (наприклад, у банках напоїв, що дозволяють робити тонші стіни), або краща продуктивність при помірно підвищених температурах, 3004 з'являється як вищий і часто необхідний вибір.
Ретельна оцінка потреб механічної власності, Вимоги щодо формування, і міркування щодо витрат будуть спрямовані на оптимальний вибір, Забезпечення успіху продукту та ефективності виробництва.
10. Часті запитання (Поширення)
Q1: Яка основна хімічна різниця між 3003 і 3004 алюміній?
A: Основна хімічна різниця полягає в тому, що 3004 Алюміній містить приблизно 0.8-1.3% магній (Мг) як важливий лепід -елемент, Окрім марганцю (Мн), в той час 3003 в першу чергу є алюмінієво-манганський сплав із лише слідами магнію, якщо такі є.
Q2: Є 3004 Алюміній значно сильніше, ніж 3003 алюміній?
A: Так, 3004 Алюміній значно сильніший за 3003 алюміній у порівнянних температурах. Наприклад, Сила на розрив 3004-H34 може бути поруч 285 MPA, тоді як 3003-H14, як правило, знаходиться в 140-180 Діапазон MPA. Це в першу чергу пов’язано з додаванням магнію в 3004.
Q3: Чому є 3004 алюміній, що використовується для банок для напоїв замість 3003?
A: 3004 Алюміній є кращим для напоїв Через свою більш високу силу, що дозволяє робити більш тонкі стіни (зниження), Економія матеріалу та ваги. Він також має чудові характеристики глибокого малювання, придатні для виробництва, і може протистояти внутрішньому тиску газованих напоїв.
Q4: Який сплав має кращу формуваність, 3003 або 3004?
A: Обидва мають гарну до відмінної формуваності. Однак, 3003 Як правило, демонструє трохи кращу пластичність і може обробляти більш сильні операції з утворення або більш жорсткі радіуси вигину, Особливо в більш м'яких температурах, Через свою меншу силу. 3004 все ще пропонує дуже хорошу формуюваність для вимогливих завдань, таких як може створити.
Q5: Є обома 3003 і 3004 Алюміній вважається їжею?
A: Так, обидва 3003 і 3004 Алюміній широко використовується в контактних продуктах харчування (Напр., посуд, Банки напоїв) і, як правило, вважаються безпечними при правильному обробці та очищенні. Вони відповідають FDA та іншим регуляторним вимогам для харчових матеріалів.
