Wichtigste Highlights
- 3003, 3004 und 3104 sind alle Aluminiumbleche der 3000er-Serie auf Basis von Aluminium-Mangan.
- 3003 ist die Basislegierung (nur Mangan); 3004 und 3104 enthalten zusätzlich Magnesium für höhere Festigkeit bei guter Umformbarkeit.
- Die Festigkeitsreihenfolge bei vergleichbaren Vergütungszuständen ist: 3104 und 3004 über 3003; 3104 ist speziell für Getränkedosenkörper abgestimmt.
- Die Wahl betrifft das Verhältnis von Festigkeit, Umformbarkeit und Kosten – 3003 für einfache Umformung, 3004 für Festigkeit mit Tiefziehbarkeit, 3104 für hochfeste dünnwandige Dosenkörper.
Einführung
3003, 3004 und 3104 wirken im Datenblatt ähnlich – alle drei sind Bleche der 3000er-Serie auf Aluminium-Mangan-Basis, alle lassen sich gut umformen und alle widerstehen normaler atmosphärischer Korrosion. Die Entscheidung zwischen ihnen betrifft nicht die Frage, welche “am besten” ist, sondern wo das Bauteil auf der Linie zwischen Umformbarkeit und Festigkeit liegt und wie viel die Blechdicke und der Vergütungszustand kosten. Dieser Leitfaden vergleicht Zusammensetzung, Eigenschaften und typische Anwendungen, damit das richtige Blech beim ersten Mal spezifiziert werden kann.
Für einen tieferen Einblick in eine der drei Legierungen: der Leitfaden zur Aluminiumlegierung 3004 behandelt Vergütungszustände und Eigenschaften im Detail.
Wichtige Eigenschaften von 3003, 3004 und 3104
Alle drei sind nicht wärmebehandelbar; ihre Eigenschaften resultieren aus Zusammensetzung und Kaltverformung, nicht aus Wärmebehandlung. Der deutlichste Unterschied ist Magnesium: 3003 enthält keins, während 3004 und 3104 es beide zulegieren, was die Festigkeit über das 3003-Basisniveau anhebt.
Zusammensetzung und Festigkeit auf einen Blick
| Legierung | Wichtige Legierungselemente (außer Mn) | Typischer Vergütungszustand | Zugfestigkeit (MPa) | Verformbarkeit |
|---|---|---|---|---|
| 3003 | Kein Magnesium | O, H14, H24 | 150 – 200 | Ausgezeichnet |
| 3004 | 0,8 – 1,3 % Mg | O, H14, H34 | 215 – 285 (H34) | Very good |
| 3104 | 0,8 – 1,3 % Mg (Dosenkörper-Qualität) | H19 (D&I) | ~270 – 310 (H19) | Gut (D&I-Ziehen) |
Werte sind repräsentativ; Werkszeugnis für bestellte Dicke und Vergütungszustand beachten.
Vergleiche von Haltbarkeit und Stärke
Bei vergleichbaren Vergütungszuständen liegen 3004 und 3104 aufgrund des zugesetzten Magnesiums in der Festigkeit über 3003. 3104 erreicht die höchsten Werte erst nach starker Kaltverformung (H19), dem Vergütungszustand, der für gezogene und abgestreckte Getränkedosenkörper verwendet wird. 3003 tauscht Festigkeit gegen die beste Tiefziehbarkeit und die niedrigsten Kosten der Gruppe.
Korrosionsbeständigkeit und chemische Eigenschaften
Alle drei widerstehen atmosphärischer, industrieller und leichter chemischer Korrosion gut. Keine ist ohne Beschichtung für direkte Salzwasserbeanspruchung geeignet; für maritime Unterwasseranwendungen sind 5052 oder 5083 zu wählen. Das Korrosionsverhalten ist bei allen drei ähnlich, daher entscheidet die Umgebung selten zwischen ihnen – Festigkeit und Umformbarkeit tun dies.
Häufige Anwendungen und Einsatzbereiche
Wo jede Legierung ihren Einsatz findet
- 3003: Kochgeschirr, allgemeine Blechbearbeitung, dekorative Verkleidungen, Beschilderung und leichte Gehäuse, bei denen Umformbarkeit und Preis im Vordergrund stehen.
- 3004: Getränkedosenverschlüsse und -deckel, Dacheindeckungen, Fassadenverkleidungen, Dachrinnen, Kraftstofftanks und lackierte Gebäudepaneele, bei denen höhere Festigkeit als 3003 erforderlich ist.
- 3104: Getränkedosenkörper, hergestellt durch Abstreckziehen, sowie andere dünnwandige hochfeste Ziehteile.
Vorteile in der Fertigung
Alle drei lassen sich sauber drücken, ziehen und biegen, was die Werkzeuge einfach hält. 3003 ist am einfachsten umzuformen und am günstigsten zu beschaffen. 3004 und 3104 bieten zusätzliche Festigkeit für dünnere Wände und leichtere Bauteile, ohne das Umformfenster der 3000er-Serie zu verlassen.
Die beste Wahl treffen
Nutzen Sie die folgende Entscheidungshilfe, um die Legierung der Anwendung zuzuordnen:
- Wählen Sie 3003, wenn maximale Umformbarkeit und niedrigste Kosten wichtiger sind als Festigkeit – Kochgeschirr, dekorative Verkleidungen und leichte Gehäuse.
- Wählen Sie 3004, wenn das Bauteil mehr Festigkeit als 3003 benötigt, aber dennoch gut zieh- oder biegbar sein muss – Dosenverschlüsse, Dacheindeckungen, Kraftstofftanks, lackierte Paneele.
- Wählen Sie 3104, wenn das Bauteil ein Getränkedosenkörper oder ein ähnliches tiefgezogenes, abgestrecktes dünnwandiges Teil mit hoher Festigkeit bei geringer Dicke ist – geliefert in H19.
Verwenden Sie keine der drei Legierungen, wenn:
- Das Bauteil ohne Beschichtung Salzwasser oder maritimer Umgebung ausgesetzt ist – verwenden Sie 5052, 5083 oder 5086.
- Die Konstruktion geschweißte tragende Lasten aufnimmt und Festigkeit nach dem Schweißen benötigt – verwenden Sie 6061-T6.
Schlussfolgerung
3003, 3004 und 3104 sind nahe Verwandte: alle aus der 3000er-Serie, alle umformbar, alle in normalen Atmosphären unproblematisch. Die Entscheidung betrifft Festigkeit versus Umformbarkeit versus Kosten – 3003 für einfache, günstige Umformung, 3004 für mehr Festigkeit mit Tiefziehbarkeit und 3104 für hochfestes Dosenkörpermaterial. Der Kompromiss besteht darin, dass Walzwerke diese Legierungen oft nur in wenigen Standardvergütungen und -dicken lagern, sodass eine ungewöhnliche Dicke oder eine gemischte Spezifikationsbestellung die Beschaffung verzögern kann.
Linsy Aluminum führt 3003, 3004und 3104 Blech und Coil, und schneidet kundenspezifische Formate bei niedrigen Mindestbestellmengen mit Werkszeugnis für jede Bestellung und hauseigener Oberflächenbehandlung – sodass eine nicht standardmäßige Dicke oder eine gemischte Legierungsbestellung das Projekt selten aufhält. Wenn die Legierung noch unentschieden ist, senden Sie die Zeichnung oder das Anforderungsblatt, und wir prüfen Sorte, Vergütungszustand und Dicke, bevor Sie bestellen.
Häufig gestellte Fragen
Was sind die Hauptunterschiede zwischen den Aluminiumlegierungen 3104, 3003 und 3004?
Alle drei sind Bleche der 3000er-Serie auf Aluminium-Mangan-Basis. 3003 ist die Basislegierung mit nur Mangan und ohne Magnesium, was die beste Umformbarkeit bei der niedrigsten Festigkeit bietet. 3004 und 3104 enthalten beide Magnesium, was die Festigkeit erhöht; 3104 ist eine eng kontrollierte Variante, die für Getränkedosenkörper entwickelt wurde und üblicherweise stark kaltverformt (H19) geliefert wird. Der praktische Unterschied liegt in Festigkeit und Endanwendung, nicht im Korrosionsverhalten.
Welche Auswirkungen haben die mechanischen Eigenschaften dieser Legierungen auf ihre Anwendung?
Ein höherer Magnesiumgehalt erhöht die Festigkeit, daher eignen sich 3004 und 3104 für Bauteile, die Form halten oder leichte Lasten tragen müssen, während 3003 dort gewählt wird, wo Tiefziehen und niedrige Kosten dominieren. In den gelieferten Vergütungszuständen ist 3104-H19 am festesten, 3004-H34 mittel und 3003-H14 am weichsten. Passen Sie den Vergütungszustand an das Umformverfahren und die Betriebslast an.
Kann 3003 als Ersatz für 3004 oder 3104 verwendet werden?
Nur wenn Festigkeit nicht kritisch ist. 3003 lässt sich leichter umformen und kostet weniger, liegt aber bei vergleichbaren Vergütungszuständen deutlich unter 3004 und weit unter 3104-H19. Ein Ersatz von 3003 für 3004 oder 3104 führt zu dünneren Wänden oder geringerer Druckfestigkeit – bestätigen Sie daher die Festigkeitsreserve vor einem Wechsel.
Welche Auswirkungen hat die Wahl einer bestimmten Legierung auf die Kosten?
3003 ist in der Regel am günstigsten, da es die wenigsten Legierungselemente enthält. 3004 und 3104 kosten etwas mehr aufgrund des zugesetzten Magnesiums und der engeren Zusammensetzungskontrolle, aber die zusätzliche Festigkeit kann dünneres Material und eine längere Lebensdauer bedeuten, was den Materialaufpreis oft ausgleicht.
Welche Legierung ist am besten für Außendach- oder Fassadenverkleidungen geeignet?
3004 ist die gängige Wahl für Dacheindeckungen, Fassadenverkleidungen und Dachrinnen, da sie mehr Festigkeit als 3003 mit guter Tiefziehbarkeit für profilierte Formen verbindet und atmosphärischer Korrosion gut widersteht. 3003 eignet sich dort, wo das Budget im Vordergrund steht und die Lasten gering sind. Beschichten oder lackieren Sie die Oberfläche für die längste Außenlebensdauer; keine der beiden ist für direkte Salzwasserexposition vorgesehen.
