ตระกูล 3xxx และระบบการกำหนดตำแหน่ง
ซีรีส์ 3xxx ครอบคลุมถึงอะลูมิเนียมอัลลอยด์ซึ่งมีแมงกานีสเป็นองค์ประกอบการผสมหลัก โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 0.3 % ถึง 1.5 % โดยมีเหล็กและซิลิคอนเป็นสารเจือปนที่ถูกควบคุม แมงกานีสทำงานโดยการเพิ่มสารละลายของแข็ง-รวมกับอนุภาคระหว่างโลหะที่กระจายตัว ดังนั้นจึงเพิ่มความแข็งแรงได้ประมาณ 20 % เหนืออะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์ โดยไม่ทำลายความสามารถในการขึ้นรูปหรือความต้านทานการกัดกร่อน ซีรีส์นี้ไม่สามารถ-ใช้ความร้อน-ได้ ซึ่งหมายความว่าความแข็งแกร่งนั้นมาจากความเครียดจากการรีดและการควบคุมอุณหภูมิ แทนที่จะมาจากการบำบัดด้วยสารละลาย การกำหนดโลหะผสมเป็นไปตามระบบสี่-หลักสากล โดยองค์ประกอบของแต่ละเกรดจะกำหนดโดย ASTM B209, EN 573-3 และ GB/T 3190 และคุณสมบัติทางกลที่ตกลงกันใน ASTM B209, EN 485-2 และ GB/T 3880.2
เกรดหลักและคุณสมบัติทั่วไป
| ระดับ | ปริมาณการผสมโดยทั่วไป | อารมณ์ | ความต้านทานแรงดึง | ความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำ |
| 3003 | ล้าน 1.0–1.5 % | O | 97–131 MPa (14–19 ksi) | ประมาณ 35 MPa |
| 3003 | ล้าน 1.0–1.5 % | H14 | 138–179 MPa (20–26 ksi) | ประมาณ 117 MPa |
| 3004 | Mn 1.0–1.5 %, มก. 0.8–1.3 % | H24 | ประมาณ 190–230 MPa | ประมาณ 150 เมกะปาสคาล |
| 3104 | Mn 0.8–1.4 %, มก. 0.8–1.3 % | H19 | ประมาณ 280–300 MPa | ประมาณ 250 เมกะปาสคาล |
| 3105 | Mn 0.30–0.8 %, มก. 0.20–0.8 % | H25 | ประมาณ 150–200 MPa | ประมาณ 130 เมกะปาสคาล |
โดยปกติแผ่นจะมีจำหน่ายในม้วนขนาด 0.2 มม. ถึง 6 มม. โดยมีแผ่นตั้งแต่ 6 มม. ขึ้นไป อุณหภูมิที่มีจำหน่ายทั่วไป ได้แก่ O, H12, H14, H16, H18, H22, H24, H26, H32 และ H34 สามารถจัดหาคอยล์แบบกรีดตามความกว้าง พร้อมฟิล์มป้องกัน หรือตัดตามความยาว และความทนทานต่อความหนาและความเรียบเป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้องสำหรับรูปแบบผลิตภัณฑ์
ข้อดี ข้อจำกัด และการใช้งาน
ข้อดี
ความแข็งแรงที่เป็นประโยชน์รวมกับความเหนียวที่ดีเยี่ยม ซึ่งช่วยให้ดึงลึก หมุนและขึ้นรูปม้วนได้
ต้านทานการกัดกร่อนได้ดีในบรรยากาศชนบท ในเมือง และในทะเลที่ไม่รุนแรง และไม่มีความไวต่อการกัดกร่อนจากความเครียดในสภาวะปกติ
ความสามารถในการเชื่อมที่ดีเยี่ยมโดยวิธี TIG, MIG, ความต้านทานและเลเซอร์ และการประสานที่ดี
ความหนาแน่นต่ำประมาณ 2.73 g/cm³ ประมาณหนึ่งในสามของความหนาแน่นของเหล็ก
พื้นผิวที่สวยงามสำหรับการชุบอโนไดซ์ การทาสี และแลคเกอร์ และสามารถรีไซเคิลได้ทั้งหมด
ข้อจำกัด
ความแข็งแรงต่ำกว่าโลหะผสม 5xxx, 6xxx และ 7xxx ดังนั้นจึงไม่ใช่ตัวเลือกด้านโครงสร้างสำหรับชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักสูง
ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอจำกัด พื้นผิวสัมผัสแบบเลื่อนควรเป็นแบบอะโนไดซ์แข็งหรือป้องกัน
ต้นทุนสูงกว่าเกรดอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ 1xxx แม้ว่าจะยังต่ำกว่าโลหะผสมที่อบด้วยความร้อน-ได้ก็ตาม
ไม่สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้ด้วยการบำบัดความร้อนหลังการขึ้นรูป
การใช้งานตามอุตสาหกรรม
อาคารและการก่อสร้าง: แผ่นหลังคาและผนัง รางน้ำ พังผืด ฝ้าเพดาน แผงเพดาน ท่อ สกินแผงแซนวิชหุ้มฉนวน และผนังม่าน
บรรจุภัณฑ์: ตัวและฝาปิดกระป๋องเครื่องดื่ม ภาชนะบรรจุอาหาร ฝาปิด และสต็อกฟอยล์
การขนส่ง: แผงตัวถังรถบรรทุกและรถพ่วง ซับภายในราง แผงกันความร้อน เปลือกถังน้ำมันเชื้อเพลิง และส่วนประกอบการถ่ายเทความร้อน-ในรถยนต์
สินค้าอุปโภคบริโภค: เครื่องครัว เครื่องครัว แผงเครื่องใช้ไฟฟ้า และเฟอร์นิเจอร์ตกแต่ง
อุตสาหกรรมและไฟฟ้า: ครีบแลกเปลี่ยนความร้อน หม้อน้ำและส่วนหัวคอนเดนเซอร์ ท่อ-เครื่องปรับอากาศ ป้าย ป้ายชื่อ และกรอบโลหะแผ่นทั่วไป
คำแนะนำในการคัดเลือกและการประมวลผล
เลือก 3003 เมื่อต้องใช้แผ่นขึ้นรูปทั่วไป-โดยมีต้นทุนโลหะผสมต่ำที่สุด ย้ายไปที่ 3004 หรือ 3104 เมื่อต้องการความแข็งแกร่งมากขึ้นในเกจบาง เช่นในตัวถังหรือแผงขนส่ง และไปที่ 3105 เมื่อต้องใช้ฐานสีที่มีคุณสมบัติทนต่อสภาพอากาศที่ดีและมีความแข็งแรงปานกลางสำหรับผลิตภัณฑ์ก่อสร้าง ในทุกกรณี ควรเลือกการปรับอุณหภูมิจากการขึ้นรูป: O และ H22 สำหรับการดึงที่รุนแรง, H24 และ H32 สำหรับการขึ้นรูปทั่วไป และ H14, H18 หรือ H19 เฉพาะในกรณีที่ชิ้นส่วนจะไม่โค้งงออีกต่อไป การเชื่อมด้วยฟิลเลอร์ 4043 หรือ 5356 จะทำให้ข้อต่อมีเสียง และโซนการเชื่อมจะสูญเสียการแข็งตัวของความเครียดจากแผ่นหลัก ดังนั้นจึงต้องประเมินประสิทธิภาพของข้อต่อตามนั้น สารหล่อลื่นในการขึ้นรูปควรเข้ากันได้กับขั้นตอนการเคลือบเงา การชุบอโนไดซ์ หรือการเคลือบสีฝุ่นในภายหลัง และชิ้นส่วนที่จะชุบอะโนไดซ์จะต้องถูกขจัดไขมันและขจัดออกก่อนถึงเส้นชัย
การควบคุมคุณภาพและปัญหาทั่วไป
การตรวจสอบการรับแผ่น 3xxx จะครอบคลุมถึงความหนาที่วัดด้วยไมโครมิเตอร์โดยเทียบกับค่าเผื่อที่อนุญาต ความกว้างและเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของคอยล์ สภาพความเรียบและขอบ ข้อบกพร่องที่พื้นผิว เช่น รอยขีดข่วน รอยม้วนและตำหนิ และใบรับรองที่ระบุโลหะผสม อุณหภูมิ ตัวเลขความร้อน ขนาด และผลลัพธ์ทางกล ปัญหาสองประการปรากฏขึ้นบ่อยครั้ง ประการแรกคือการทดแทนอุณหภูมิ: แผ่น H18 ที่จัดให้ตามคำสั่ง H14 จะแข็งกว่าและจะแตกเมื่อโค้งงออย่างแน่นหนา ในขณะที่แผ่น H24 ที่จ่ายให้กับคำสั่ง H18 จะทำให้ชิ้นส่วนอ่อนเกินไปและทำให้เสียรูปในการใช้งาน ประการที่สองคือความไม่ตรงกันระหว่างปริมาณธาตุรองของโลหะผสมและกระบวนการที่ต้องการ เช่น ส่วนประกอบประเภท 3105 ที่ใช้สำหรับการวาดตัวถัง โดยที่จำเป็นต้องมีปริมาณแมกนีเซียมและแมงกานีสที่สูงกว่า 3104 เพื่อควบคุมการกระจายความหนาของหูและผนัง ทั้งสองวิธีหลีกเลี่ยงได้โดยการระบุชื่อและการควบคุมแบบเต็มในทุกคำสั่งซื้อ และตรวจสอบใบรับรองโรงงานกับข้อกำหนดเฉพาะในการซื้อ
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: องค์ประกอบโลหะผสมหลักในอลูมิเนียม 3xxx คืออะไร?
ตอบ: แมงกานีส โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.3 % ถึง 1.5 % ซึ่งแมกนีเซียมบางเกรดรองรับ
ถาม: อลูมิเนียม 3xxx สามารถอบความร้อนได้หรือไม่?
ตอบ: ไม่; ซีรีส์นี้ไม่สามารถ-ใช้ความร้อน-ได้ ดังนั้นความแข็งแรงจึงถูกควบคุมโดยความเครียดจากการรีดและการเลือกอุณหภูมิ
ถาม: กระป๋องเครื่องดื่มใช้เกรดไหน?
A: 3104 สำหรับตัวถังและ 3004 หรือ 3104 สำหรับฝาปิด วาดด้วยเกจบางๆ ในอุณหภูมิ H19
ถาม: 3xxx อลูมิเนียมเชื่อมได้หรือไม่?
ตอบ: ได้ สามารถเชื่อมได้อย่างง่ายดายด้วยฟิลเลอร์ 4043 หรือ 5356 แม้ว่าโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-จะอ่อนกว่าแผ่นหลักก็ตาม
ถาม: มาตรฐานใดที่กำหนดโลหะผสมเหล่านี้
ตอบ: ASTM B209, EN 573-3 และ GB/T 3190 สำหรับองค์ประกอบและการกำหนด โดยมีคุณสมบัติใน ASTM B209, EN 485-2 และ GB/T 3880.2
ถาม: 3003 เปรียบเทียบกับ 1100 เป็นอย่างไร
ตอบ: 3003 มีแมงกานีสประมาณ 1.2 % และมีความแข็งแกร่งกว่าประมาณ 20 % ในราคาที่สูงกว่าเล็กน้อย
