Faits marquants
- Le 3004 est un alliage de la série 3000 non traitable thermiquement (aluminium-manganèse avec ajout de magnésium) dont la résistance se situe entre celle du 3003 et celle du 5052.
- Il combine une résistance modérée avec une meilleure formabilité que le 6061, ce qui en fait un choix courant pour les fonds de canettes, les toitures et les réservoirs de carburant.
- Les états typiques sont O, H14 et H34 ; la résistance augmente avec l'écrouissage, mais l'alliage ne peut pas être traité thermiquement.
- Choisissez le 3004 lorsque vous avez besoin d'une résistance supérieure à celle du 3003 tout en exigeant une bonne aptitude à l'emboutissage ; passez au 5052 pour une exposition marine ou au 6061 pour les structures soudées.
Introduction
L'aluminium 3004 est le membre à plus haute résistance, tout en restant formable, de la famille du 3003. Il ajoute du magnésium à la base aluminium-manganèse, augmentant la résistance au-dessus du niveau de base du 3003 tout en conservant la formabilité à froid qui rend la série 3000 utile pour les pièces embouties et filées. Le choix se résume généralement à trois critères : la résistance requise pour la pièce, la profondeur d'emboutissage et l'environnement de service (humide ou corrosif).
Ce guide couvre la composition du 3004, ses propriétés typiques selon l'état, sa comparaison avec le 3003, le 5052 et le 6061, ainsi que les cas où il cesse d'être le grade approprié. Pour une sélection comparative de tôles dans la série 3000, voir la comparaison des tôles d'aluminium 3104 vs 3003 vs 3004.
Qu'est-ce que l'alliage d'aluminium 3004
Le 3004 appartient à la série 3000 de corroyage. Il n'est pas traitable thermiquement : la résistance finale provient de la composition et de l'écrouissage, et non d'un cycle de mise en solution, trempe et vieillissement. Le manganèse assure la résistance de base et le contrôle de la recristallisation, tandis que le magnésium est l'ajout qui élève la résistance au-dessus du 3003 sans pénalité importante sur la formabilité.
Composition chimique
| Élément | Typique / Limite (wt%) |
|---|---|
| Silicium (Si) | 0,30 max |
| Fer (Fe) | 0,70 max |
| Cuivre (Cu) | 0,25 max |
| Manganèse (Mn) | 1,0 – 1,5 |
| Magnésium (Mg) | 0,8 – 1,3 |
| Zinc (Zn) | 0,25 max |
| Aluminium (Al) | Reste |
Les valeurs suivent les plages de désignation AA ; les limites exactes dépendent de la norme d'achat (par exemple ASTM B209).
Propriétés mécaniques typiques
| Tempérer | Résistance à la traction (MPa) | Limite d'élasticité (MPa) | Élongation (%) |
|---|---|---|---|
| O (recuit) | 150 – 200 | ~60 | ~20 |
| H14 (écroui) | 150 – 200 | ~125 | ~12 |
| H34 (écroui + stabilisé) | 215 – 285 | ~170 | ~10 |
Les valeurs sont représentatives pour les tôles et les bobines ; l'épaisseur et la direction d'essai modifient les chiffres, il convient donc de vérifier le certificat de coulée pour la commande réelle.
3004 vs 5052, 3003 et 6061
Les trois alliages les plus souvent confondus avec le 3004 sont le 3003 (sa base plus faible), le 5052 (le cousin plus résistant et plus résistant à la corrosion) et le 6061 (un grade structurel traitable thermiquement).
3004 vs aluminium 3003
Les deux appartiennent à la série 3000 et partagent le même comportement à la corrosion et la même approche de soudage. La différence réside dans le magnésium : le 3004 contient 0,8-1,3% de Mg là où le 3003 n'en contient pas, ce qui élève la résistance au-dessus du niveau de base du 3003, de manière plus visible dans les états H3x où le 3004-H34 atteint une résistance minimale à la traction de 215 MPa contre 150 MPa pour le 3003-H14. La formabilité reste proche, donc le 3004 remplace le 3003 chaque fois que la pièce nécessite plus de résistance sans passer à un alliage traitable thermiquement. Voir la page produit de l'alliage d'aluminium 3003 pour les formes disponibles.
3004 vs aluminium 5052
Le 5052 ajoute plus de magnésium (2,2-2,8%) et surpasse donc le 3004 en résistance et en résistance à la corrosion, en particulier en eau salée et en atmosphères marines. Le compromis concerne le coût et l'aptitude à l'emboutissage : le 3004 se forme et s'emboutit plus facilement et constitue le choix habituel pour les fonds de canettes et les fermetures, tandis que le 5052 est préféré pour les réservoirs marins et soudés. Comparez sur la page produit de l'alliage d'aluminium 5052.
3004 vs aluminium 6061
Le 6061 est un grade traitable thermiquement de la série 6000 (aluminium-magnésium-silicium) avec une résistance beaucoup plus élevée à l'état T6, mais il est plus difficile à emboutir profondément et s'écrouit différemment. Le 3004 l'emporte sur la formabilité et constitue le meilleur choix pour les tôles filées ou embouties ; le 6061 l'emporte lorsque la pièce est structurelle ou soudée et nécessite une résistance après soudage. Voir la page produit de l'alliage d'aluminium 6061 pour les formes disponibles.
États courants : H14, H34 et O
Le 3004 est généralement fourni en trois états :
- O (recuit) : le plus doux et le plus formable, utilisé pour les emboutissages les plus profonds et le filage.
- H14 : écroui à un niveau quart-dur ; un équilibre entre résistance et formabilité pour les panneaux et les pièces générales.
- H34 : écroui et stabilisé ; le plus résistant des trois états courants et le choix habituel pour les fonds de canettes et les tôles structurelles.
Les états H3x existent car les alliages contenant du magnésium peuvent se ramollir lentement à température ambiante ; l'étape de stabilisation verrouille les propriétés. Choisissez O pour l'emboutissage profond, H34 pour une résistance maximale dans une tôle non traitable thermiquement.
Limites Go/No-Go
Utilisez cette liste pour décider rapidement si le 3004 convient à l'application.
Oui – utilisez le 3004 lorsque :
- Une résistance modérée avec une bonne formabilité à froid est nécessaire et la pièce est emboutie, filée ou pliée – utilisations typiques : fonds de canettes de boisson, fermetures cosmétiques, boîtiers de lampes et réflecteurs.
- Une résistance à la corrosion atmosphérique ou industrielle suffit et la pièce n'est pas immergée en eau salée – utilisations typiques : toitures, bardages, gouttières et éléments architecturaux.
- Une tôle ou bobine non traitable thermiquement est préférée pour un comportement de formage prévisible – utilisations typiques : panneaux de construction peints et réservoirs de carburant.
Non – n'utilisez pas le 3004 lorsque :
- La pièce est en immersion directe en eau salée ou en submersion marine sans revêtement – risque de piqûration ; le 5052, le 5083 ou le 5086 sont préférables.
- La conception nécessite une résistance structurelle élevée ou supporte des charges soudées – le 6061-T6 ou le 5052-H32 offrent une résistance supérieure, et le 3004 ne peut pas être traité thermiquement pour la récupérer.
- Une anodisation dure résistante à l'usure sur épaisseur est prioritaire – le 3004 s'anodise de manière acceptable mais le magnésium peut affecter la teinte du revêtement ; le 6063 ou le 6061 s'anodisent de manière plus prévisible.
Applications
La liste Oui/Non ci-dessus couvre la logique de sélection. Les systèmes ci-dessous sont ceux où le 3004 est une pratique standard :
- Fonds de canettes et fermetures : couvercles, languettes et capuchons cosmétiques où l'aptitude à l'emboutissage et la résistance comptent toutes deux.
- Produits de construction : toitures, bardages, gouttières, bandeaux et panneaux muraux peints.
- Conteneurs : réservoirs de carburant, bidons de peinture et conteneurs en tôle générale nécessitant formabilité et résistance à la corrosion.
- Éclairage et pièces filées : boîtiers de lampes, réflecteurs et composants décoratifs filés.
Formage, soudage et finition
Le 3004 se comporte comme une tôle ductile de la série 3000 en production :
- Formation : excellente formabilité à froid avec moins de retour élastique que les alliages des séries 5000 ou 6000. Utilisez O pour les emboutissages les plus profonds, H34 pour les pièces nécessitant également de la résistance.
- Soudage : facilement soudable avec les métaux d'apport 4043 ou 5356 en TIG ou MIG. En tant qu'alliage non traitable thermiquement, la résistance dans la zone soudée diminue et ne se rétablit pas, dimensionnez donc le joint pour l'état brut de soudage. Utilisez le 5356 lorsque la pièce sera anodisée pour une meilleure correspondance de couleur.
- Finition : s'anodise en un revêtement acceptable, mais la peinture et le revêtement en continu sont plus courants pour les produits de construction en 3004. Linsy Aluminum propose l'anodisation, le revêtement par poudre (RAL 9016), le polissage, la finition brute de laminage et le film protecteur PVC.
- Usinage : correct ; le 3004 est un alliage de formage et d'emboutissage plutôt qu'un grade d'usinage, réservez donc les travaux CNC intensifs aux stocks de la série 6000.
Conclusion
Le 3004 est le cousin plus résistant et toujours formable du 3003 – suffisamment performant pour les fonds de canettes, les toitures et les réservoirs de carburant, mais il cesse d'être le bon choix dès que l'application nécessite une résistance à la corrosion de qualité marine, une résistance structurelle soudée ou des performances traitables thermiquement. Le compromis pratique est que la plupart des usines stockent le 3004 principalement dans des états et largeurs de bobine standard, de sorte qu'une épaisseur inhabituelle ou une exigence de coupe sur mesure peut allonger les délais.
Linsy Aluminum stocke Alliage d'aluminium 3004 tôle et bobine et fournit des dimensions personnalisées avec des quantités minimales de commande faibles, avec découpe, anodisation et revêtement par poudre en interne ainsi qu'un certificat matière pour chaque commande – de sorte que les limites de disponibilité standard bloquent rarement un projet. Lorsque la spécification exige du 3004, envoyez le dessin ou la fiche d'exigences pour une vérification de l'adéquation grade-état et un devis.
Questions fréquemment posées
Quelle est la différence entre l'aluminium 3003 et 3004 ?
Les deux appartiennent à la série 3000 et ne sont pas traitables thermiquement. Le 3003 contient uniquement du manganèse ; le 3004 ajoute 0,8-1,3% de magnésium, ce qui élève la résistance au-dessus du niveau de base du 3003 tout en conservant une formabilité et une résistance à la corrosion similaires. Choisissez le 3004 lorsque la pièce nécessite plus de résistance, et le 3003 lorsque la formabilité maximale et un coût inférieur priment.
Quelles sont les dimensions et épaisseurs standard de l'aluminium 3004 ?
Le 3004 est fourni en tôle et en bobine. Les états courants sont O, H14 et H34 ; les plages d'épaisseur dépendent de la norme et de l'usine, la bobine étant typique pour les canettes et la construction. Linsy Aluminum découpe des épaisseurs et largeurs personnalisées avec une faible quantité minimale de commande lorsqu'une épaisseur standard n'est pas disponible.
Quelle est la différence entre les états H14 et H34 ?
Les deux sont écrouis, mais le H34 est également stabilisé, ce qui verrouille les propriétés de l'alliage contenant du magnésium contre le ramollissement à température ambiante. Le H34 est le plus résistant des deux états courants et le choix habituel pour les fonds de canettes et les tôles structurelles ; le H14 est un état écroui plus léger utilisé pour les pièces générales.
Le 3004 en aluminium peut-il être soudé ?
Oui. Le 3004 se soude bien avec les métaux d'apport 4043 ou 5356 en utilisant le procédé TIG ou MIG. Étant donné qu'il n'est pas traitable thermiquement, la zone de soudure perd de la résistance qui ne peut pas être récupérée par traitement thermique. Concevez donc l'assemblage pour l'état brut de soudage. Utilisez le métal d'apport 5356 lorsque la pièce finie doit être anodisée.
Le 3004 en aluminium est-il adapté à une utilisation marine ou en eau salée ?
Non, pour une immersion directe ou une exposition continue à l'eau salée. Le 3004 résiste bien à la corrosion atmosphérique et industrielle, mais il se piquera dans les environnements marins riches en chlorures sans revêtement ou protection cathodique. Pour les tôles de coque, les ponts et les pièces immergées, les alliages 5052, 5083 ou 5086 constituent des choix plus sûrs.
