يعد اختيار سبيكة الألمنيوم الصحيحة قرارًا حاسمًا في التصنيع والهندسة, يؤثر بشكل مباشر على أداء المنتج, متانة, والفعالية من حيث التكلفة.
ضمن سلسلة 3xxx متعددة الاستخدامات من سبائك الألومنيوم, 3003 لفائف الألومنيوم ضد 3004 لفائف الألومنيوم هما المادتان البارزين, يمتلك كل منها خصائص مميزة تجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
بينما يشتركون في نسب مشتركة, اختلافات خفية ولكن ذات دلالة في تكوينها وخصائصها تملي استخداماتها الأمثل.
توفر هذه المقالة شاملة, مقارنة متعمقة بين 3003 لفائف الألومنيوم ضد 3004 لفائف الألومنيوم.
سنقوم بتحليل تركيباتهم الكيميائية بدقة, الخصائص الفيزيائية والميكانيكية, القابلية للتشكيل, المقاومة للتآكل, والتطبيقات الرئيسية.
الهدف هو تجهيز المهندسين, المصممون, ومحترفي المشتريات مع المعرفة اللازمة لاتخاذ قرارات مستنيرة عند الاختيار بين هاتين السبائك القادرة.
3003 ملف الألومنيوم مقابل 3004 لفائف الالومنيوم
ال 3XXX Series Aluminium Alpoys معروفة بقوتها المعتدلة, قابلية تشكيل ممتازة, ومقاومة جيدة للتآكل, في المقام الأول بسبب كون المنغنيز عنصر السبائك الرئيسي لها.
تم تطوير سبائك سلسلة 3xxx لتقديم قوة محسنة على 1xxx (نقي تجاري) سلسلة مع الاحتفاظ بالكثير من قابلية تشكيلها الممتازة ومقاومة التآكل.
سبيكة 3003, واحدة من أقدم وأكثرها استخدامًا في هذه السلسلة, وضعت معيارًا للتطبيقات للأغراض العامة.
وفقا لجمعية الألمنيوم (أأ) نظام التعيين للسبائك المطاوع:
سبيكة 3004 تم تطويره كتطور 3003, على وجه التحديد لتحقيق قوة أعلى مع الحفاظ على قابلية تشكيل جيدة ومقاومة التآكل.
الإضافة الاستراتيجية للمغنيسيوم إلى قاعدة المنظمة المعدلة 3003 أسفرت في 3004, سبيكة مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب سلامة هيكلية أكبر, مثل هيئات علبة المشروبات.
عنصر | أأ 3003 النطاق الاسمي (%) | أأ 3004 النطاق الاسمي (%) | التأثير الرئيسي |
السيليكون (و) | 0.6 الأعلى | 0.30 الأعلى | يمكن أن تؤثر الإضافات البسيطة على قابلية السيولة والسيولة. |
حديد (Fe) | 0.7 الأعلى | 0.7 الأعلى | شوائب مشتركة; يتحكم في تحسين الخصائص. |
نحاس (النحاس) | 0.05 - 0.20 | 0.25 الأعلى | يمكن أن تزيد كميات صغيرة من القوة ولكنها قد تقلل قليلاً من مقاومة التآكل. |
المنغنيز (مينيسوتا) | 1.0 - 1.5 | 1.0 - 1.5 | القوة الأساسية في سلسلة 3xxx; يحسن تصلب السلالة. |
المغنيسيوم (ملغ) | - | 0.8 - 1.3 | التفاضل المفتاح; يزيد بشكل كبير من القوة في 3004. |
الزنك (Zn) | 0.10 الأعلى | 0.25 الأعلى | عموما شوائب في هذه المستويات. |
آحرون, كل | 0.05 الأعلى | 0.05 الأعلى | |
آحرون, المجموع | 0.15 الأعلى | 0.15 الأعلى | |
الألومنيوم (ال) | توازن | توازن | قاعدة المعدن. |
التمييز النقدي هو إضافة متعمدة 0.8-1.3% المغنيسيوم في 3004 الألومنيوم, وهو غائب أو موجود فقط كضوالة في 3003.
هذه الإضافة المغنيسيوم هي السبب الرئيسي لخصائص 3004 الميكانيكية المحسنة.
الخصائص الفيزيائية لسبائك الألومنيوم أساسية لسلوكها في مختلف التطبيقات, التأثير على كل شيء من الوزن إلى الإدارة الحرارية.
بينما 3003 ملف الألومنيوم مقابل 3004 يشترك ملف الألومنيوم في العديد من أوجه التشابه بسبب محتواها العالي من الألمنيوم, توجد اختلافات خفية.
فيما يلي جدول مقارن للخصائص الفيزيائية الرئيسية لـ 3003 ملف الألومنيوم مقابل 3004 لفائف الألومنيوم.
لاحظ أن هذه قيم نموذجية ويمكن أن تختلف بشكل طفيف اعتمادًا على التكوين الدقيق ضمن النطاقات المسموح بها ومزاج محدد للمادة.
القيم عمومًا لدرجة حرارة الغرفة ما لم ينص على خلاف ذلك.
خاصية فيزيائية | أأ 3003 الألومنيوم (عادي, يا مزاج) | أأ 3004 الألومنيوم (عادي, يا مزاج) | وحدة | أهمية تطبيقات الملف |
كثافة | ~ 2.73 | ~ 2.72 | ز / سم³ (رطل / بوصة) | يحدد الوزن لحجم معين; كلاهما خفيف الوزن. اختلاف طفيف بسبب MG في 3004 أن تكون أخف وزنا من آل. |
(~ 0.0986) | (~ 0.0983) | |||
نطاق ذوبان (سائل صلب) | ~ 643 - 654 | ~ 629 - 654 | درجة مئوية (درجة فهرنهايت) | مهم للالتصاق (أقل من ذلك بالنسبة للملفات المطاورة), اللحام, وتطبيقات درجات الحرارة العالية. 3004 لديه انخفاض قليلا solidus. |
(~ 1190 - 1210) | (~ 1165 - 1210) | |||
توصيل حراري (عند 25 درجة مئوية) | ~ 193 | ~ 180 | W / م · ك | القدرة على إجراء الحرارة; حاسمة لأدوات الطهي, المبادلات الحرارية. 3003 هو أفضل قليلا. |
التوصيل الكهربائي (في 20 درجة مئوية) | ~ 49-50 ٪ IACS | ~ 46-48 ٪ IACS | % IACS | القدرة على توصيل الكهرباء. كلاهما موصلات جيدة. |
المقاومة الكهربائية (في 20 درجة مئوية) | ~ 34.5 - 35.2 | ~ 35.9 - 37.4 | nΩ · م | عكس الموصلية. |
السعة الحرارية محددة (في 20 درجة مئوية) | ~ 900 | ~ 900 | ي/كغ · ك | كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة كتلة الوحدة بدرجة واحدة. مشابه جدا لكليهما. |
معامل التمدد الحراري (20-100درجة مئوية) | ~ 23.2 | ~ 23.4 | ميكرون/م · ك (10⁻⁶/° C.) | ما مقدار التوسع في المواد أو تقلصها مع تغيرات في درجة الحرارة. مهم للتصميمات ذات المواد المختلفة أو اختلافات كبيرة في درجة الحرارة. |
معامل المرونة (معامل يونج) | ~ 68.9 | ~ 70.3 | المعدل التراكمي (MSI) | صلابة المادة; مقاومة التشوه المرن. 3004 هو أكثر صلابة قليلا. |
(~ 10.0) | (~ 10.2) | |||
معامل الصلابة (معامل القص) | ~ 25 | ~ 26 | المعدل التراكمي (MSI) | مقاومة تشوه القص. |
(~ 3.6) | (~ 3.8) | |||
نسبة بواسون | ~ 0.33 | ~ 0.33 | أبعاد | نسبة السلالة المستعرضة إلى سلالة محورية. مماثلة لكليهما. |
الانعكاسية (ضوء مرئي) | عالي (~ 80-90 ٪ لصقل) | عالي (~ 80-90 ٪ لصقل) | % | ذات صلة بتركيبات الإضاءة أو تطبيقات انعكاس الحرارة. |
الانبعاث (حراري) | قليل (~ 0.04-0.07 لتلميع) | قليل (~ 0.04-0.07 لتلميع) | أبعاد | القدرة على إشعاع الطاقة الحرارية. انخفاض الانبعاثات يعني أنها مشعات فقيرة من الحرارة. |
الملاحظات الرئيسية من جدول الخصائص الفيزيائية:
بينما الخصائص الميكانيكية (قوة, صلابه, ليونة) إظهار اختلافات أكثر وضوحًا بسبب المغنيسيوم في 3004, تظل خصائصها المادية الأساسية متشابهة على نطاق واسع, يؤكد نسبهم المشتركة في سلسلة 3xxx.
غالبًا ما يعود الاختيار القائم على الخصائص الفيزيائية إلى متطلبات محددة للغاية حيث قد تكون الاختلافات الطفيفة في الموصلية أو سلوك الذوبان أمرًا بالغ الأهمية.
ملكية | 3003-H14 | 3004-H14 | الاختلاف النسبي |
---|---|---|---|
قوة الشد | 145 - 155 الآلام والكروب الذهنية | 195 - 205 الآلام والكروب الذهنية | +30-35 % (أعلى في 3004) |
قوة الغلة | 65 - 75 الآلام والكروب الذهنية | 110 - 120 الآلام والكروب الذهنية | +65 - 80 % |
استطالة عند الكسر | 12 - 18 % | 8 - 12 % | -25 - 35 % (أقل في 3004) |
صلابة (برينل) | 40 - 45 HB | 55 - 60 HB | +35 - 40 % |
قوة التعب | ~ 55 ميجا باسكال | ~ 85 ميجا باسكال | +50 % |
قوة القص | ~ 100 ميجا باسكال | ~ 140 ميجا باسكال | +40 % |
ملاحظة انتقالية: بينما AA 3004 بوضوح يتفوق على AA 3003 في القوة, يجب أن يستوعب الصيادون ليونة منخفضة عند تحديد الحد الأدنى لنسب القطر أو السحب.
اختبار الانحناء 3003 الألومنيوم
كلا السبائك تصلب بشكل كبير خلال العمل البارد.
لكن, 3004 عادة ما يظهر معدل تصلب الإجهاد الأعلى (أسعار أعلى سلالة تصلب "ن") بسبب وجود المغنيسيوم.
هذا يعني أنه يعزز بسرعة أكبر مع التشوه, المساهمة في ارتفاع قوتها النهائية في الظروف المقسمة.
3003 ملف الألومنيوم مقابل 3004 لفائف الألومنيوم قابلة لحام بسهولة باستخدام تقنيات لحام الانصهار المشتركة مثل TIG (لحام تنغستن الغاز) وأنا (لحام القوس المعدني الغاز).
كلاهما 3003 و 3004 إظهار مقاومة ممتازة للتآكل الجوي والهجوم من قبل مجموعة واسعة من الأطعمة, مشروبات, والعديد من المواد الكيميائية الصناعية.
هذا بسبب تشكيل مستقر, ملتصق, وأكسيد الألمنيوم ذاتي الشفاء (al₂o₃) فيلم سلبي على أسطحهم.
أنها توفر مقاومة جيدة لتآكل التآكل في البيئات المحايدة أو الحمضية/القلوية معتدل.
لكن, التعرض للحلول العدوانية التي تحتوي على كلوريد (مثل مياه البحر أو الأملاح) يمكن أن يحفز الحفر, على الرغم من أن سبائك سلسلة 3xxx أكثر مقاومة بشكل عام من بعض عائلات سبيكة الألومنيوم الأخرى مثل 2xxx أو 7xxx.
في ظروف الخدمة النموذجية والإغراءات, لا 3003 ولا 3004 يعتبر عمومًا عرضة لتكسير تآكل الإجهاد.
عند اختيار سبيكة الألومنيوم للاستخدام الصناعي أو التجاري, يجب إعطاء الأولوية للأداء الخاص بالتطبيق.
بينما 3003 ملف الألومنيوم مقابل 3004 ملف الألومنيوم يشترك في قاعدة معدنية مماثلة, تقودهم ملامح قوتهما المختلفة وتكوينها إلى خدمة الأدوار المتداخلة والمميزة عبر مختلف القطاعات. فيما يلي انهيار موثوق للمكان ولماذا تتفوق كل سبيكة.
3003 لفائف الألومنيوم للألواح المموجة
3003 لفائف الألومنيوم ثمين لها قابلية عمل استثنائية, المقاومة للتآكل, والفعالية من حيث التكلفة.
قوتها المعتدلة تجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب تشكيلًا مكثفًا, الانحناء, أو رسم عميق دون تكسير.
القطاعات والمنتجات الرئيسية:
3004 لفائف الألومنيوم لأجسام علبة المشروبات
3004 يبني على 3003 من خلال تعزيز القوة من خلال إضافة المغنيسيوم, السماح أرق مقاييس وتطبيقات أعلى الحمل.
إنه يؤدي بشكل جيد في أدوار شبه هيكلية دون التضحية بالكثير من قابلية التشغيل.
القطاعات والمنتجات الرئيسية:
في بعض الحالات, يمكن استخدام أي سبيكة, اعتمادًا على متطلبات التصميم, حساسية التكلفة, وتشكيل القيود.
منطقة التطبيق | سبيكة مفضلة | لماذا |
---|---|---|
تجهيزات المطابخ (مرسومة بعمق) | 3003 | ليونة أفضل للرسم العميق |
لوحات تسقيف | 3003 أو 3004 | يختار 3003 للانحناءات البسيطة, 3004 للقوة |
علب المشروبات (مخزون الجسم) | 3004 | أرق جدار ممكن بسبب ارتفاع القوة |
زعانف HVAC | 3003 أو 3004 | الخصائص الحرارية مماثلة |
لوحات زخرفية | 3003 | أنودس أكثر بالتساوي |
تقليم السيارات | 3004 | زيادة مقاومة الحمل الميكانيكية |
3003 لفائف الألومنيوم ضد 3004 لفائف الألومنيوم هي مواد ذات قيمة عالية ومتعددة الاستخدامات ضمن سلسلة سبيكة الألمنيوم 3xxx.
يشتركون في نقاط القوة الشائعة في قابلية تشكيل ممتازة ومقاومة قوية للتآكل.
لكن, يكمن التمييز الرئيسي في الإضافة المتعمدة للمغنيسيوم إلى 3004, الذي يضفي قوة شد وعائد أعلى بشكل كبير مقارنة بتكوين MN في المقام الأول 3003.
أخيرًا, الاختيار بين 3003 و 3004 لفائف الألومنيوم يتوقف على المطالب المحددة للتطبيق.
لتشكيل الأغراض العامة حيث تكفي القوة المعتدلة, 3003 يقدم حلًا ممتازًا واقتصاديًا.
على العكس من ذلك, للتطبيقات التي تتطلب سلامة هيكلية أكبر, نسب أعلى القوة إلى الوزن (كما هو الحال في علب المشروبات التي تسمح للجدران الأرق), أو أداء أفضل في درجات الحرارة المرتفعة بشكل معتدل, 3004 يظهر كاختيار متفوق وغالبًا ما يكون ضروريًا.
تقييم شامل لاحتياجات الممتلكات الميكانيكية, تشكيل المتطلبات, وستوجه اعتبارات التكلفة الاختيار الأمثل, ضمان نجاح المنتج وكفاءة التصنيع.
أ: الفرق الكيميائي الرئيسي هو ذلك 3004 الألومنيوم يحتوي على تقريبا 0.8-1.3% المغنيسيوم (ملغ) كعنصر مهم لسبائك, بالإضافة إلى المنغنيز (مينيسوتا), بينما 3003 هي في المقام الأول سبيكة الألومنيوم المنجانية مع كميات ضئيلة فقط من المغنيسيوم, إن وجدت.
أ: نعم, 3004 الألومنيوم أقوى بكثير من 3003 الألومنيوم في المقارنة المماثلة. على سبيل المثال, يمكن أن تكون قوة الشد البالغة 3004-H34 موجودة 285 الآلام والكروب الذهنية, في حين أن 3003-H14 هو عادة في 140-180 نطاق MPA. هذا يرجع في المقام الأول إلى إضافة المغنيسيوم في 3004.
أ: 3004 يفضل الألومنيوم على هيئات علبة المشروبات بسبب قوتها العالية, الذي يسمح بالأرق جدران (التخفيض), توفير المواد والوزن. كما أن لديها خصائص رسم عميقة ممتازة مناسبة لتصنيع العلبة ويمكنها تحمل الضغط الداخلي للمشروبات الغازية.
أ: كلاهما يتمتع بتشكيل جيد إلى ممتاز. لكن, 3003 بشكل عام يعرض ليونة أفضل قليلاً ويمكنه التعامل مع عمليات تشكيل أكثر شدة أو نصف قطر الانحناء الأكثر إحكاما, خاصة في المزاج الناعم, بسبب انخفاض قوتها. 3004 لا يزال يوفر قابلية تشكيل جيدة للغاية للمهام الصعبة مثل صنع.
أ: نعم, كلاهما 3003 و 3004 يستخدم الألومنيوم على نطاق واسع في تطبيقات الاتصال الغذائية (على سبيل المثال, تجهيزات المطابخ, علب المشروبات) وتعتبر آمنة بشكل عام عند معالجتها وتنظيفها بشكل صحيح. يلتقيون من إدارة الأغذية والعقاقير والمتطلبات التنظيمية الأخرى للمواد من الدرجة الغذائية.
رقم 52, طريق دونغمينغ,
تشنغتشو, حنان, الصين
هاتف:+86-371-66302886
واتس اب:+8618137782032