Was ist die Aluminiumlegierung 3003? Grundlegende Eigenschaften
Materialklassifizierung
- Serie: Aluminium-Mangan-Legierung (3000er Serie).
- Wärmebehandelbarkeit: Nicht aushärtbar; Verfestigung ausschließlich durch Kaltverformung (z. B. Walzen, Ziehen).
- Alias: Rostfreies Aluminium (aufgrund hervorragender atmosphärischer und feuchtigkeitsbedingter Korrosionsbeständigkeit).
Hauptvorteile
- Festigkeit: ~20 % höher als bei reinem Aluminium der 1100er Serie (Zugfestigkeit reicht je nach Zustand von 110–160 MPa).
- Korrosionsbeständigkeit: Hervorragende Beständigkeit gegen atmosphärische und marine Korrosion; sehr gut geeignet für feuchte oder chemische Umgebungen.
- Verarbeitbarkeit:
- Hervorragende Formbarkeit für Tiefziehen, Drücken und Biegen.
- Gute Schweißbarkeit (WIG, MIG, Widerstandsschweißen und Hartlöten).
- Kompatibel mit Eloxieren, Farbspritzen und anderen Oberflächenbehandlungen.
- Geringes Gewicht: Dichte: 2,73 g/cm³ (~1/3 des Gewichts von Kohlenstoffstahl).
Gleichwertige Bezeichnungen für 3003 Aluminium
| Standardsystem | Gleichwertige Sorte | Gängige Zustände | Zertifizierungsumfang |
|---|---|---|---|
| International | UNS A93003 | H14/O/H22 | ISO 209, ISO 6361 |
| USA | ASTM B209 (AA3003) | H14/O/H18 | AMS 4006/4008 (Luft- und Raumfahrt) |
| Europa | EN AW-3003 | EN 515: H24/H14 | EN 573-3 (Zusammensetzung), EN 485-2 (Eigenschaften) |
| Deutschland | DIN 3.0517 / AlMnCu | DIN EN 515: F25 | DIN 1725-1 (Verarbeitung) |
| Japan | JIS A3003 | JIS H4000: H24 | JIS H 4100 (Walzerzeugnisse) |
| China | GB/T 3190 3003 | GB/T 16475: H14 | GB/T 3880 (Blech/Platte) |
| Frankreich | NF A-U3003 | NF A50-651: H14 | NF EN 573-3 |
| Großbritannien | BS 1470 3003 | BS EN 515: H14 | BS EN 573 |
| Russland | GOST АМц | ГОСТ 21631: М | ГОСТ 4784 (Luft- und Raumfahrt) |
3003 Aluminiumblech vs. Coil: Was benötigen Sie?
Die chemischen und mechanischen Eigenschaften von 3003 Blechen und Coils sind identisch. Die Wahl hängt ausschließlich von Ihrem Herstellungsprozess ab:
- 3003 Aluminiumblech & Platte: Flach geliefert. Ideal für die Fertigung in kleinen Stückzahlen, Architekturplatten und Anwendungen, die extreme Dicken erfordern (>6 mm).
- 3003 Aluminiumspule & Band (Coil): Wird in Endlosrollen geliefert. Perfekt für hochvolumige automatisierte Produktionslinien wie Stanzen, Profilieren oder die Herstellung von HLK-Lamellen.
Chemische Zusammensetzung von 3003 (%)
| Element | Al | Mn | Cu | Si | Fe | Zn | Andere (Jeweils) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Gehalt | Rest | 1,0–1,5 | 0,05–0,20 | ≤0,60 | ≤0,70 | ≤0,10 | ≤0,05 |
Physikalische und mechanische Eigenschaften von 3003
| Eigenschaft | Wert | Einheit | Prüfnorm | Hinweis |
|---|---|---|---|---|
| Dichte | 0,098 | lb/in³ | ASTM B311 | Leichtgewicht |
| 2,73 | g/cm³ | |||
| Schmelzpunkt | 1.190–1.210 | °F | ASTM E794 | Entspricht 643–654°C |
| Elastizitätsmodul | 10.000 | ksi | ASTM E111 | Entspricht 69 GPa |
| Schubmodul | 3.630 | ksi | ASTM E143 | Entspricht 25 GPa |
| Poissonzahl | 0,33 | – | ASTM E132 | Typisch für Metalle |
| Brinellhärte | 40 | HB | ASTM E10 | 500 kgf Last, 10 mm Kugel |
| Zugfestigkeit | 22.000 | psi | ASTM E8 | *H14 Zustand (Entspricht 150 MPa)* |
| Streckgrenze | 18.000 | psi | ASTM E8 | *H14 Zustand (Entspricht ~125 MPa)* |
| Dauerfestigkeit | 9.000 | psi | ASTM E466 | 10⁷ Zyklen (62 MPa) |
| Scherfestigkeit | 14.000 | psi | ASTM B831 | Entspricht 96 MPa |
| Wärmeleitfähigkeit | 180 | W/(m·K) | ASTM E1461 | Gemessen bei 25°C |
| WAK | 23,2 × 10⁻⁶ | /°C | ASTM E228 | Bereich 20–100°C |
| Spezifische Wärmekapazität | 900 | J/(kg·K) | ASTM E1269 | Gemessen bei 25°C |
| Elektrische Leitfähigkeit | 44 | % IACS | ASTM B193 | Geglühter Zustand |
Vergleich der Eigenschaften von Aluminiumzuständen
| Zustand | Prozesseigenschaften | Anwendungsszenarien | Hauptvorteile |
|---|---|---|---|
| O (Weichgeglüht) | Vollständig weich, keine Kaltverformung | Tiefziehteile, Lebensmittelbehälter, komplexe gebogene Bauteile | Optimale Duktilität (Bruchdehnung: 25-28%) |
| H14 (Halbhart) | Kaltverformt + teilweise geglüht | Gebäudefassaden, Batteriegehäuse, Kochgeschirr | Ausgewogene Festigkeit und Formbarkeit |
| H18 (Vollhart) | Vollständig kaltverformt | Strukturbauteile mit hoher Härte, Wabenplatten | Maximale Festigkeit (Zugfestigkeit ≥220 MPa) |
| H22 (Viertelhart) | Kaltverformt + Niedertemperaturglühen | Rutschfeste Riffelbleche, Industrieplattformen | Hervorragende Ermüdungsbeständigkeit |
| H154 (Spezial) | Spezieller Kaltverformungsprozess | Kundenspezifische Anforderungen | Maßgeschneiderte Festigkeitsleistung |
Zustandseigenschaften & Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | 3003-O | 3003-H14 | 3003-H18 |
|---|---|---|---|
| Dichte | 2,73 g/cm³ | 2,73 g/cm³ | 2,73 g/cm³ |
| Zugfestigkeit | 95–130 MPa | 130–160 MPa | ≥220 MPa |
| Streckgrenze | ~35 MPa | 115–145 MPa | ~200 MPa |
| Bruchdehnung | Bis zu 28% | ~8% | ~4% |
| Scherfestigkeit | 75 MPa | 96 MPa | 110 MPa |
| Elastizitätsmodul | 70 GPa | 70 GPa | 70 GPa |
| Brinellhärte | 28 HB | 40-42 HB | 55 HB |
| Schmelzpunkt | 643–654°C | 643–654°C | 643–654°C |
Hinweis: H-Zustände sind kaltverfestigt; Festigkeitsreihenfolge: O < H22 < H14 < H18.
Typische Anwendungen nach Industrie
Neue Energie Fahrzeuge (EVs)
- Produkte: Batteriegehäuse, Kühlplatten (3003+4343 Verbundwerkstoff).
- Empfohlener Zustand: H14
- Hauptvorteile: Leicht, hervorragende Beständigkeit gegen Elektrolytkorrosion, gutes Tiefziehen.
Architektur & Bauwesen
- Produkte: Vorhangfassaden, Dachbleche, rutschfeste Treppenstufen.
- Empfohlener Zustand: H22, H24, H14
- Hauptvorteile: Überlegene Witterungsbeständigkeit, ansprechende Ästhetik, ideal für PVDF-Beschichtungen.
Spezifikationen & Bestand an 3003 Blechen und Platten
Standard-Fertigungsspezifikationen
- Dicke: 0,2 mm ~ 250 mm (Blech & Coil: ≤6 mm; Platte: >6 mm)
- Breite: 150 mm ~ 2.650 mm (maßgeschneiderte Längsteilung möglich)
- Standard-Blechformate: 1.000 × 2.000 mm, 1.220 × 2.440 mm (4×8 ft), 1.500 × 3.000 mm (5×10 ft)
- Standards: ASTM B209, AMS 4008, EN AW-3003, DIN 3.0517
| Dicke (Zoll) | Größe (Zoll) | Zustand | Oberfläche | Beschreibung | Aktion |
|---|---|---|---|---|---|
| Standardbleche | |||||
| 0.025 | 48×96 | H14 | Walzblank | H14 Blech | |
Verarbeitungs- & Behandlungsrichtlinien
Umformverfahren
Tiefziehen
- Empfohlener Zustand: O (Weichgeglüht)
- Schlüsselparameter: Ziehverhältnis ≤2,5, Matrizenradius ≥4t
- Einschränkungen: H18-Zustand wegen Rissgefahr verboten.
Häufig gestellte Fragen (FAQs)
1. Was ist der Unterschied zwischen 3003 und 5052 Aluminium?
3003 ist besser zu verarbeiten und wirtschaftlicher, ideal für Tiefziehen und Standardumgebungen. 5052 ist deutlich fester und bietet eine überlegene Beständigkeit gegen Salzwasser, was es besser für marine Anwendungen macht.
2. Lässt sich 3003 Aluminium leicht biegen?
Ja, 3003 Aluminium hat eine hervorragende Formbarkeit. Für enge 90-Grad-Biegungen ohne Risse werden die Zustände O (weichgeglüht) oder H14 (halbhart) dringend empfohlen.
