Stop 1100 jest domyślnym wyborem, gdy część musi się łatwo formować, dobrze przewodzić i być odporna na korozję, a nie musi przenosić obciążeń. Zawiera minimum 99,0% aluminium, z niewielkim dodatkiem miedzi, który podnosi wytrzymałość nieco powyżej czystszych stopów 1050 i 1060, nie czyniąc go stopem konstrukcyjnym.
Ten pojedynczy dodatek miedzi wyjaśnia większość tego, co następuje. Jest to również powód, dla którego 1100 zajmuje takie miejsce w rodzinie 1xxx: większa wytrzymałość niż 1050, nieco niższa przewodność, nieco mniejszy margines odporności korozyjnej i niższy koszt niż stopy poddawane obróbce cieplnej.
Czym jest aluminium 1100?
1100 to stop aluminium przerabiany plastycznie, komercyjnie czysty stop aluminium z serii 1xxx, zarejestrowany przez Aluminum Association i dostarczany pod oznaczeniem UNS A91100. Normy europejskie znają go jako EN AW-1100, oznaczenie chemiczne Al99.0Cu; normy japońskie jako A1100P dla blach. Etykieta “komercyjnie czysty” jest precyzyjna: to nie jest metal 99,99%, lecz aluminium z kontrolowanym limitem zanieczyszczeń i jednym celowym dodatkiem stopowym.
Gatunek jest niepoddające się obróbce cieplnej. Nie ma obróbki roztworowej ani etapu starzenia, więc jego wytrzymałość pochodzi wyłącznie z odkształcenia na zimno. Dlatego zamawia się 1100 według stanu umocnienia — O, H12, H14, H16, H18 — i dlatego zamówienie na “1100-T6” nie może zostać zrealizowane: taki stan umocnienia nie istnieje w tym stopie. Jeśli rysunek go określa, rysunek jest błędny i powinien zostać poprawiony przed złożeniem zamówienia, a nie po.
Formy produktów i ich normy regulujące:
| Formularz | Standard |
|---|---|
| Blachy i płyty | ASTM B209 / ASME SB-209 |
| Pręty, wałki i drut | ASTM B211 |
| Kształtowniki wyciskane i rury | ASTM B221 |
| Rury ciągnione | ASTM B234 |
| Blachy lotnicze (O, H14) | AMS 4001, AMS 4003 |
Skład chemiczny
Poniższe limity to zarejestrowany skład dla 1100. Żelazo i krzem są pozostałościami z wytopu, a nie dodatkami, dlatego są ograniczone jako wartość łączna.
| Element | Limit (% mas.) | Rola |
|---|---|---|
| Aluminium | 99,00 min | Metal nieszlachetny |
| Si + Fe | 0,95 max | Pozostałości z wytopu; podnoszą wytrzymałość, obniżają przewodność |
| Cu | 0.05–0.20 | Jedyny celowy dodatek; podnosi wytrzymałość |
| Mn | 0.05 max | Pozostałość |
| Zn | 0,10 maks | Pozostałość |
| Inni, każdy | 0.05 max | Pozostałość |
| Pozostałe, ogółem | 0,15 maks | Pozostałość |
Miedź jest pierwiastkiem, na który należy zwracać uwagę na certyfikacie. Przy dolnym końcu okna 0,05–0,20% 1100 zachowuje się prawie jak 1050. Przy górnym końcu jest zauważalnie mocniejszy i nieco mniej przewodzący. Oba końce mieszczą się w specyfikacji, więc certyfikat hutniczy, który pokazuje miedź bez wskazania, gdzie w oknie wypadł wytop, mówi mniej, niż się wydaje.
Właściwości mechaniczne i fizyczne
Właściwości w zależności od stanu
Ponieważ 1100 utwardza się wyłącznie przez odkształcenie na zimno, stan umocnienia to cała historia wytrzymałości. Poniższe wartości są typowe dla blach; gwarantowane minimum w ASTM B209 są niższe i zmieniają się z grubością, więc należy czytać normę dla kupowanego wyrobu.
| Temperament | Wytrzymałość na rozciąganie (MPa) | Granica plastyczności (MPa) | Wydłużenie (%) |
|---|---|---|---|
| O (wyżarzony) | ~90 | ~35 | ~35 |
| H12 (ćwierć twardy) | ~110 | ~100 | ~12 |
| H14 (półtwardy) | ~125 | ~115 | ~9 |
| H16 (trzy czwarte twardy) | ~145 | ~138 | ~6 |
| H18 (pełny twardy) | ~165 | ~152 | ~5 |
Dwie rzeczy się wyróżniają. Po pierwsze, różnica między granicą plastyczności a wytrzymałością na rozciąganie gwałtownie się zmniejsza wraz ze wzrostem odkształcenia na zimno — wyżarzony 1100 ma granicę plastyczności około 39% wytrzymałości na rozciąganie, podczas gdy H18 około 92%. Część zaprojektowana w oparciu o zachowanie wyżarzonego materiału, a następnie przełączona na H18, ma prawie żadnego zapasu przed uplastycznieniem. Po drugie, wydłużenie spada z około 35% do około 5% w całej drabinie stanów, co jest prawdziwym powodem, dla którego nie można głęboko tłoczyć materiału H18.
Właściwości fizyczne
| Nieruchomość | Wartość |
|---|---|
| Gęstość | 2,71 g/cm³ |
| Zakres topnienia | 643–657 °C |
| Przewodność cieplna (O, 20 °C) | ~222 W/(m·K) |
| Przewodność elektryczna (O, 20 °C) | 59% IACS |
| Współczynnik rozszerzalności cieplnej (20–100 °C) | 23,6 µm/(m·K) |
| Moduł Younga | 69 GPa |
| Współczynnik Poissona | 0.33 |
Wartość 59% IACS jest podawana w stanie wyżarzonym, który jest stanem, w jakim tabele przewodności zwykle raportują. Odkształcenie na zimno nieznacznie ją obniża, więc część w stanie H18 nie będzie zgodna z wartością z arkusza danych dla stanu O. Ma to znaczenie, gdy specyfikacja jest napisana wokół minimalnej przewodności: należy podać stan umocnienia obok wartości procentowej, inaczej wymaganie nie może być zweryfikowane względem certyfikatu.
Dla kontekstu, dedykowany gatunek przewodnika elektrycznego 1350 gwarantuje minimum 61,5% IACS. 1100 plasuje się dwa punkty poniżej, i ta różnica jest powodem, dla którego prace nad liniami napowietrznymi i drutem nawojowym trafiają do 1350, a nie do 1100.
Dostępne stany umocnienia i formy
1100 jest dostarczany w pełnym zakresie odkształcenia na zimno: O, H12, H14, H16 i H18, plus warianty H22, H24, H26 i H28. Stany H2x są odkształcane na zimno do tego samego przedziału wytrzymałości co ich odpowiedniki H1x, a następnie częściowo wyżarzane, co odzyskuje część ciągliwości przy tej samej nominalnej wytrzymałości. Dla produktów wyciskanych i kutych dostępne są również H111 i H112 — stany stosowane tam, gdzie część jest poddawana pewnej obróbce po formowaniu, a właściwości nie są ściśle określone.
Dostępność form powoduje więcej błędów w specyfikacjach niż stan umocnienia:
- Krąg i blacha — produkt masowy, od cienkich grubości do płyt; materiał na lamele i części głęboko tłoczone pochodzą stąd.
- Płyta — cięższe przekroje, często H112; stosowane na zbiorniki, przyrządy i półfabrykaty obrabiane maszynowo.
- Pręty, wałki i drut — materiał na nity, drut do spawania, drut dekoracyjny i elektryczny.
- Rury i profile — 1100 łatwo się wyciska, więc rury i proste profile są dostępne, choć 6063 jest zwykle wybierany tam, gdzie wytrzymałość lub wykończenie powierzchni mają większe znaczenie. Wybór stopu nie zmienia sztywności — każdy stop aluminium ma około 69 GPa — więc sztywność pochodzi z geometrii przekroju.
Warto wyraźnie stwierdzić jedno ograniczenie: 1100 to stop na folię, ale nie gatunek folii do cienkiego owijania żywności. Folia do owijania i pojemników w zakresie 6–20 µm to zwykle 1235, 8079 lub 8011, wybierane ze względu na czystość, odporność na pory i koszt. 1100 pojawia się w materiale na lamele i grubszej folii, gdzie jego wytrzymałość i formowalność są warte więcej niż ostatni punkt czystości.
Gdzie stosuje się aluminium 1100
Poniższe zastosowania łączy jeden warunek: część musi się formować, przewodzić lub być odporna na korozję, a nie musi przenosić znaczących obciążeń.
Wymiana ciepła. Materiał na lamele, lamele wymienników ciepła, rdzenie chłodnic i żebra chłodzące. Połączenie przewodności cieplnej ~222 W/(m·K), gęstości 2,71 g/cm³ i wystarczającej wytrzymałości do przetrwania formowania lamel jest trudne do dorównania w tej cenie.
Przemysł chemiczny i spożywczy. Zbiorniki magazynowe, zbiorniki procesowe, rurociągi i sprzęt do manipulacji. 1100 jest odporny na korozję atmosferyczną i wodną oraz szeroki zakres chemikaliów, a spawa się bez problemów, co jest tym, czego faktycznie wymaga wytwarzanie urządzeń procesowych. Silne zasady są wyjątkiem i należy je sprawdzić względem medium roboczego.
Prace blacharskie i części toczone. Naczynia kuchenne, sprzęt kuchenny, przybory, obudowy lamp i elementy tłoczone. Wolne tempo umacniania odkształceniowego pozwala części przejść przez kilka etapów formowania bez pośredniego wyżarzania, co jest największą zaletą kosztową tego gatunku na prasie.
Reflektory, tabliczki znamionowe i elementy wykończeniowe. 1100 daje się wysoko polerować, anodyzuje do przezroczystego wykończenia i zachowuje właściwości odblaskowe; jest powszechnym podłożem dla reflektorów oświetleniowych, tarcz i dekoracyjnych elementów wykończeniowych.
Osprzęt elektryczny. Szyny zbiorcze, złącza, ekranowanie i ogólne zastosowania przewodnikowe, gdzie 59% IACS jest wystarczające. Napowietrzne linie przesyłowe i drut nawojowy to inne zagadnienie: te specyfikacje wymagają 1350 przy minimum 61,5% IACS, a zastąpienie go 1100 zmienia obciążalność prądową.
Nity i elementy złączne. Niska wytrzymałość, wysoka ciągliwość i dobra odporność korozyjna czynią 1100 naturalnym stopem na nity, tam gdzie połączenie nie jest silnie obciążone.
1100 vs 1050, 1060, 3003 i 5052
Poniższe różnice wynikają ze składu, a nie z obróbki, więc nie zmniejszają się wraz z wyborem stanu utwardzenia.
| Nieruchomość | 1100 | 1050 | 1060 | 3003 | 5052 |
|---|---|---|---|---|---|
| Zawartość aluminium | min. 99,0% + Cu | min. 99,51 TP3T | min. 99,61 TP3T | Reszta + 1,0–1,5% Mn | Reszta + 2,2–2,8% Mg |
| Wytrzymałość na rozciąganie, O (MPa) | ~90 | ~75 | ~70 | ~110 | ~195 |
| Granica plastyczności, O (MPa) | ~35 | ~30 | ~25 | ~40 | ~90 |
| Wydłużenie, O (%) | ~35 | ~40 | ~40 | ~30 | ~25 |
| Przewodność elektryczna (% IACS) | 59 | ~61 | 61–62 | 44–50 | ~35 |
| Przewodność cieplna (W/(m·K)) | ~222 | ~230 | ~234 | ~190 | ~138 |
| Odporność na korozję | Doskonały | Doskonały | Doskonały | Bardzo dobra | Doskonała, w tym morska |
| Reakcja na anodyzowanie | Dobra, lekko szara od Cu | Doskonała, jasna | Doskonała, jasna | Dobra, lekko szara | Dobry |
| Obrabialność | Słaba, klejąca | Słaba, klejąca | Słaba, klejąca | Uczciwy | Uczciwy |
W porównaniu z 1050 i 1060 różnica to czystość. Przejście z 99,5% na 99,0% aluminium i dodanie miedzi daje około 15 MPa wytrzymałości na rozciąganie kosztem około dwóch punktów przewodności i nieco matowszego wykończenia anodowanego. Tam, gdzie specyfikacja jest napisana wokół maksymalnej przewodności lub jasnej powłoki anodowej, wygrywają czystsze gatunki; tam, gdzie jest napisana wokół kosztu i formowania, 1100 zwykle wystarcza.
W porównaniu z 3003 różnica to mangan. Mangan w ilości 1,0–1,5% w 3003 podnosi wyżarzoną granicę plastyczności tylko nieznacznie — około 40 MPa wobec 35 dla 1100 — ale wydłuża zakres umacniania odkształceniowego stopu i tu otwiera się rzeczywista różnica: w stanie półtwardym 3003 osiąga typowo około 145 MPa wobec około 115 MPa dla 1100. Kosztem jest przewodność, która spada do przedziału 44–50%.
W porównaniu z 5052 różnica to magnez. Przy 2,2–2,8% magnezu 5052 osiąga granicę plastyczności około 90 MPa w stanie wyżarzonym — około dwa i pół raza więcej niż 1100 — i około 190 MPa w H32, jednocześnie pracując w słonej wodzie przy około jednej trzeciej przewodności. Te dwa stopy rzadko konkurują o tę samą część; wybór jest zwykle rozstrzygany zanim stop zostanie nazwany.
Praca z 1100
Formowalność
Wyżarzony 1100 należy do najbardziej formowalnych spośród powszechnych stopów przerabianych plastycznie — czystsze 1050 i 1060 nieznacznie go przewyższają, ale 1100 jest tańszą drogą do tego samego zachowania. Daje się głęboko tłoczyć, wykręcać, stemplować i giąć do ciasnych promieni, a ponieważ umacnia się powoli, toleruje wieloetapowe formowanie, które pękłoby w twardszym stanie. Projektuj wokół stanu O dla intensywnego formowania: jeśli gotowa część musi mieć właściwości H14 w eksploatacji, ta decyzja należy do etapu przed formowaniem, a nie po nim.
Sprężystość powrotna jest niska, ale nie zerowa, i gwałtownie rośnie ze stanem utwardzenia. Oprzyrządowanie sprawdzone w stanie O nie wytworzy tego samego kąta w H14 bez kompensacji.
Spawanie i łączenie
1100 spawa się wszystkimi konwencjonalnymi procesami: TIG (GTAW), MIG (GMAW), zgrzewanie oporowe i zwarciowe, a także lutowanie twarde i miękkie, gdzie jego niski zakres topnienia i wysoka płynność czynią go jednym z łatwiejszych stopów do łączenia.
Wybór materiału dodatkowego to rzeczywista decyzja, a nie formalność:
- ER1100 odpowiada metalowi rodzimemu, dając najlepszą przewodność i zachowanie korozyjne, przy niższej wytrzymałości w stanie po spawaniu.
- ER4043 (Al-5Si) daje wyższą wytrzymałość w stanie po spawaniu i lepszą odporność na pękanie, ale obniża przewodność w strefie spoiny.
Żaden z wyborów nie przywraca wytrzymałości przez późniejszą obróbkę cieplną, ponieważ stop na nią nie reaguje. Projektuj połączenie dla stanu wyżarzonego w strefie wpływu ciepła, a nie dla stanu utwardzenia metalu rodzimego.
Obróbka skrawaniem
To najsłabsza właściwość 1100. Stop jest miękki i klejący: tworzy narost, odmawia czystego łamania wióra i daje słabą powierzchnię, jeśli narzędzie trze zamiast ciąć.
Co działa: ostry węglik lub stal szybkotnąca o dużym kącie natarcia, obfite kąty natarcia, stały posuw utrzymujący narzędzie pod materiałem zamiast ślizgania się po nim, oraz obfite chłodzenie. Co nie działa: lekki zabieg wykańczający tępym narzędziem. Dla części maszynowych o dużej wielkości produkcji 2011 lub 6262 będą kosztować mniej na część niż walka z 1100.
Anodyzowanie i wykończenie powierzchni
1100 anodyzuje się czysto w kwasie siarkowym i dobrze przyjmuje barwniki, ale zawartość miedzi lekko szarzy powłokę w porównaniu z 1050. Tam, gdzie istotne jest dopasowanie koloru między częściami, ta różnica jest widoczna. Polerowanie, szczotkowanie, powlekanie proszkowe i ochrona folią PVC mają normalne zastosowanie, a twarde anodyzowanie jest możliwe, choć odporność na zużycie jest ograniczona przez miękkie podłoże pod spodem.
Go / No-Go: Kiedy 1100 to właściwy wybór
Go gdy wymaganie to:
- Intensywne formowanie — głębokie tłoczenie, wieloetapowa praca prasowa, wykręcanie — a obciążenie gotowej części jest lekkie.
- Obciążenie cieplne — materiał na lamele, wymienniki ciepła, radiatory — gdzie przewodność daje więcej niż wytrzymałość.
- Osprzęt elektryczny przy 59% IACS — szyny zbiorcze, złącza, ekranowanie — ale nie linie napowietrzne ani drut nawojowy.
- Aparatura chemiczna lub spożywcza, która musi się łatwo spawać i być odporna na działanie czynników, bez obciążenia ciśnieniowego.
- Reflektory, tabliczki znamionowe, elementy wykończeniowe i prace dekoracyjne wymagające polerowalnego, anodyzowalnego, taniego podłoża.
No-Go gdy:
- Część przenosi obciążenie konstrukcyjne. 3003 i 5052 zachowują znacznie więcej wytrzymałości po umocnieniu odkształceniowym, a ta różnica nie zniknie przez zamówienie twardszego stanu 1100.
- Service is marine and load-bearing. 1100 resists salt atmosphere but not as a structural marine alloy.
- Service temperature climbs much above 150 °C. The cold work that provides the strength begins to anneal out, and there is no precipitation hardening to take over.
- The part is machined in volume. Gummy chips and built-up edge make 1100 a poor machining alloy regardless of tooling.
- The specification says 1100-T6. That temper does not exist; the requirement has to be re-expressed as a temper plus a strength minimum.
- Thin food-wrap foil is the product. 1235, 8079 and 8011 are the foil grades.
Wnioski
1100 trades strength for formability, conductivity and corrosion resistance. The 0.05–0.20% copper addition is what separates it from 1050 and 1060, and the absence of any heat treatment means the temper you specify is the strength you get — there is no later process to recover it. That trade is excellent for formed, welded, heat-transfer and conductive parts, and wrong for anything that has to carry load.
We supply 1100 in coil, plate, bar, tube, wire and profile, from O through H18, with cut-to-length and anodising handled in-house. Every order ships with an MTC, and low-MOQ custom production covers non-standard sizes and tempers within 10–60 days.
Send us your drawing or alloy specification, and we will confirm the temper, thickness and lead time before you commit to a PO.
Często zadawane pytania
Can 1100 aluminum be heat treated to increase strength?
No. 1100 is non-heat-treatable and hardens only by cold work, so strength comes from the H temper you order. There is no solution treatment, no aging step and no 1100-T6. If a drawing calls for one, the requirement needs rewriting as a temper plus a minimum strength.
What is the difference between 1100-O and 1100-H14?
O is annealed: typically about 90 MPa tensile, 35 MPa yield and roughly 35% elongation in sheet, which suits severe forming. H14 is half-hard: typically about 125 MPa tensile, 115 MPa yield and about 9% elongation. Choose O for post-delivery forming, and H14 when the part must hold shape in service.
Is 1100 suitable for electrical conductors?
Partly. At 59% IACS in the annealed condition it suits busbar, connectors, shielding and general conductor hardware. Overhead transmission and magnet wire are specified around 1350, which guarantees 61.5% IACS minimum. Substituting 1100 lowers the current rating, so the two are not interchangeable.
Can 1100 be used in marine or food-contact applications?
For food contact, yes: the alloy is non-toxic and resists many chemicals, which is why it appears in processing equipment and cookware. Strong alkalis are the exception. For marine service it resists salt atmosphere, but its low strength rules it out of load-bearing marine structure, where 5052 is the usual choice.
What 1100 forms, tempers and minimum order can you supply?
We supply coil, plate, bar, tube, wire and profile in O, H12, H14, H16 and H18, cut to length and anodised on request. Standard stock ships from inventory; non-standard sizes and tempers run at low MOQ with a 10–60 day lead time.
