Um guia abrangente para a liga de alumínio 3003

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Fabricante da China

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Fabricante da China

O 3003 é a liga a escolher quando a forma da peça importa mais do que a sua resistência. É estampada em profundidade e conformada por repuxo rotativo mais do que quase qualquer outro alumínio trabalhado, resiste a serviço em exteriores e em contacto com alimentos sem revestimento, e solda-se com equipamento comum de oficina. O que não faz é proporcionar resistência estrutural ou maquinar como um grau de corte livre.

Esse compromisso é toda a história da liga, e a maioria dos erros de especificação vem de ver apenas metade dele. Um comprador escolhe o 3003 para um tanque, um ducto ou um núcleo de radiador, e depois pede ao mesmo material que suporte carga ou mantenha uma tolerância num centro de maquinagem, o que ele não consegue fazer.

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O que é a Liga de Alumínio 3003

3003 alumínio é uma liga Al-Mn não tratável termicamente da série 3xxx, registada como UNS A93003 e conhecida na Europa como EN AW-3003, ou AlMn1Cu. O manganês a 1,0–1,5% é a única adição deliberada, e eleva a resistência em aproximadamente 20% em relação ao alumínio comercialmente puro 1100 sem sacrificar a conformabilidade ou a resistência à corrosão.

Não há etapa de envelhecimento, pelo que a laminadora cria toda a resistência por redução a frio. Esse único facto explica tanto o sistema de temperamento como a principal limitação em serviço: qualquer etapa posterior de recozimento ou soldadura devolve resistência localmente.

A liga foi normalizada na década de 1930 e é atualmente um dos graus de alumínio laminado de maior volume no mundo. A oferta é profunda, o preço é estável, e é mantida em mais temperamentos do que qualquer outro grau da série 3xxx.

Composição Química e Normas

Os limites abaixo são a composição registada para o 3003 e são partilhados pela ASTM B209 e pela EN 573-3. Todos os valores são em percentagem ponderal.

ElementoLimite (% em peso)
Silício (Si)≤ 0,60
Ferro (Fe)≤ 0,70
Cobre (Cu)0.05 - 0.20
Manganês (Mn)1.00 – 1.50
Zinco (Zn)≤ 0,10
Titânio (Ti)≤ 0,05
Outros, cada≤ 0,05
Outros, total≤ 0.15
Alumínio (Al)Restante

Esta tabela é padrão e completa, pelo que não há nada nela para negociar. Dois pontos, no entanto, apanham os compradores desprevenidos.

O magnésio e o crómio não são especificados separadamente para o 3003 em nenhuma das normas, pelo que qualquer residual cai sob o limite de 0,05% “outros, cada”. Alguns certificados de laminadora imprimem Mg ≤ 0,05 e Cr ≤ 0,05 para tornar esse limite implícito explícito, razão pela qual duas fichas técnicas podem parecer diferentes enquanto descrevem exatamente a mesma liga.

O mesmo material tem designações diferentes entre sistemas, e a norma de produto muda com a forma que se compra.

SistemaDesignaçãoNormas de produto aplicáveis
AA / UNS3003 / A93003ASTM B209 (chapa, placa), B210 (tubo estirado), B211 (barra, haste, arame), B221 (perfis extrudidos)
PTEN AW-3003 / AlMn1Cu (DIN 3.0517)EN 573-3 (química), EN 485 (laminado), EN 754 (estirado), EN 755 (extrudido)
ISOAlMn1CuISO 6361
JISA3003JIS H4000 / H4040 / H4080
GB3003GB/T 3190, GB/T 3880

Se um desenho diz apenas “3003” e nada mais, confirme a forma do produto antes de acordar o preço. O stock laminado e o extrudido seguem normas diferentes, definições de temperamento diferentes e mínimos mecânicos diferentes, e a diferença é suficientemente ampla para alterar um projeto.

Propriedades Mecânicas por Têmpera

O temperamento determina estes números muito mais do que a química. A redução a frio a partir do estado recozido aproximadamente duplica a resistência à tração e remove a maior parte da ductilidade, e cada passo disso é deliberado.

Propriedade3003-O (recozido)3003-H14 (meio duro)3003-H18 (totalmente duro)
Resistência à tração, Rm (MPa)95 – 130140 – 180≥ 185
Tensão de cedência, Rp0,2 (MPa)≥ 35≥ 115≥ 165
Alongamento (%)≥ 25≥ 5≥ 3
Dureza (HB)≈ 28≈ 40≈ 55

Para trabalho laminado plano, o H14 é o padrão de trabalho e o O é o temperamento que se especifica de propósito. Escolha O quando a peça for estampada em profundidade, conformada por repuxo rotativo ou dobrada apertadamente após o fornecimento, H14 quando tiver de manter a forma através de conformação ligeira, e H18 quando não for conformada de todo. Os detalhes da rota meio dura, os seus raios de dobragem e os seus limites de conformação encontram-se no nosso guia do 3003-H14.

Os valores mínimos dependem da espessura, pelo que um valor indicado sem calibre não é utilizável. A ASTM B209 reduz o mínimo de alongamento à medida que a chapa fica mais fina, e a EN 485-2 publica números de H14 ligeiramente superiores aos da ASTM: um intervalo de resistência à tração de 145–185 MPa com um mínimo de prova de 125 MPa. Indique a norma aplicável na encomenda e leia os valores certificados no documento de inspeção fornecido com o lote.

Propriedades físicas

Estes são os valores por trás da maioria dos cálculos térmicos e de peso. A densidade e o módulo são efetivamente fixos, enquanto os valores de condutividade variam ligeiramente com o temperamento.

PropriedadeValor
Densidade2,73 g/cm³
Faixa de fusão≈ 640 – 655 °C
Condutividade térmica≈ 160 – 190 W/(m·K), mais elevada no temperamento recozido
Condutividade elétrica≈ 40 – 44 % IACS
Dilatação térmica, 20–100 °C23,1 µm/(m·K)
Módulo de elasticidade≈ 69,5 GPa
Intervalo de recozimento350 – 400 °C

A densidade é o valor que normalmente decide um projeto. A 2,73 g/cm³, o 3003 pesa aproximadamente um terço do aço, razão pela qual substitui a chapa galvanizada em tanques, ductos e revestimentos. A condutividade térmica é boa mas bem abaixo do cobre, pelo que a liga compete em peso e custo e não em transferência de calor bruta.

Escolher um Temperamento

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O temperamento que se indica fixa o equilíbrio entre resistência e quanta conformação a peça ainda pode suportar. A maior parte do volume está em O, H14 e H22; os outros existem para um processo específico ou uma tensão específica.

TemperamentoO que éUso típico
ORecozido, totalmente macioEstampagem profunda, repuxo rotativo, estampagens complexas
H12Quarto duroConformação geral onde um pouco de resistência ajuda
H14Meio duroCoberturas, revestimentos, tanques, utensílios de cozinha, fabricação geral
H16Três quartos duroPainéis estruturais, sinalização
H18Duro totalPainéis planos sem conformação após o fornecimento
H22Endurecido por deformação, depois parcialmente recozidoPeças conformadas após a entrega, onde o H14 trincaria
H112Conforme fabricado, sem controle de endurecimento por deformaçãoChapas grossas e trabalho estrutural de bitola pesada

O H22 é o temperamento que os compradores mais frequentemente ignoram. Ele oferece resistência próxima ao H14 com ductilidade visivelmente melhor, o que importa quando a conformação acontece na sua planta e não na usina, e a peça precisa dobrar sem trincar.

Onde o 3003 É Escolhido — e Onde Não É

O 3003 vence quando quatro requisitos chegam juntos: conformação fácil, resistência à corrosão de nível externo, soldagem direta e baixo custo por quilograma. Remova qualquer um deles e outra liga geralmente assume o trabalho.

Especifique 3003 quando:

  • A peça é estampada profundamente, repuxada ou severamente dobrada, e a espessura final é definida pelo molde e não pela tensão.
  • A montagem é brasada, ou é um radiador, condensador, evaporador ou placa de resfriamento.
  • O serviço é externo, em atmosfera marítima, em contato com alimentos ou levemente químico, e você prefere não adicionar um revestimento.
  • O volume é alto e uma liga estável e amplamente disponível importa mais do que os últimos percentuais de resistência.

Mude para outra classe quando:

  • A tensão de projeto excede o teto do H18, que 5052 em H32 ou uma liga tratável termicamente lida facilmente.
  • A peça é usinada em vez de conformada.
  • Um temperamento encruado precisa manter resistência total através de uma solda.
  • Anodização decorativa é exigida a partir de estoque fundido continuamente.

A usinabilidade é a limitação que mais surpreende os compradores, porque o 3003 parece um metal de uso geral no papel. A classe é macia e dúctil demais para formar um cavaco limpo: ela se espalha, acumula-se na aresta de corte e deixa um acabamento ruim. Para peças torneadas, fresadas ou perfuradas, o 6061-T6, 6262 ou 2011 são as escolhas corretas, e o custo extra do material normalmente é recuperado no tempo de ciclo.

Aplicações do Alumínio 3003

Trocadores de Calor, Radiadores e Chapas de Brasagem

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O maior uso individual do 3003 é como camada núcleo de chapa de brasagem revestida. Uma construção típica é 4343/3003/4343, ou 4045 em uma ou ambas as faces, onde a camada 4xxx derrete no forno enquanto o núcleo 3003 permanece sólido.

Essa estrutura é o que torna possível um trocador de calor brasado sem adição de material de enchimento. A camada superficial flui para a junta por ação capilar, e o núcleo carrega a resistência e mantém os canais de fluido nas dimensões.

Peças construídas dessa forma incluem radiadores automotivos, condensadores, evaporadores, resfriadores de ar de admissão, núcleos de aquecimento, aletas de serpentinas de ar-condicionado e as placas de resfriamento líquido usadas em baterias e armazenamento de energia. Chapas e estoque de aletas de 3003 simples cobrem a extremidade de menor custo do mesmo mercado, onde a demanda de brasagem é leve, mas a estampagem e a conformação ainda decidem o temperamento.

Construção, Coberturas e HVAC

O 3003 é um material de revestimento padrão para coberturas, revestimentos laterais, calhas, rufos e painéis de parede. Ele resiste às intempéries sem revestimento protetor, e se lamina e dobra nos perfis que esses sistemas exigem.

As mesmas propriedades o colocam em dutos, revestimento de tubulações isoladas, carcaças de HVAC e produtos de drenagem. Onde um projeto deseja cor, chapa de alumínio 3003 aceita pintura ou um acabamento de bobina pré-pintada.

Transporte e Automotivo

O setor de transporte usa a liga onde peso e custo de fabricação importam mais do que resistência: tanques de combustível, cárteres de óleo, painéis de carroceria de reboques e caminhões, bandejas de bateria e suportes não estruturais.

O mesmo setor a consome aos milhares de toneladas em trocadores de calor veiculares, que é a maior aplicação automotiva em volume. A demanda de previsão e fabricação aqui geralmente decide se um pedido de usina roda em O ou H14.

Alimentos, Química e Fabricação Geral

Serviço em contato com alimentos e levemente corrosivo é um encaixe natural: utensílios de cozinha, bandejas de processamento de alimentos, tanques de armazenamento, equipamentos químicos leves e componentes de tubulação de água doce.

Além disso, a classe cobre trabalho geral de chapa metálica — invólucros, sinalização, placas de identificação, acabamentos de móveis, refletores de iluminação e carcaças elétricas conformadas — onde quer que resistência moderada seja suficiente e uma superfície limpa seja desejada.

Como o 3003 se Compara

3003-vs-6061

Em relação às ligas com as quais é mais frequentemente comparado, o 3003 fica no meio do grupo não tratável termicamente e bem abaixo das tratáveis termicamente.

LigaReforçada porResistência em um temperamento comumMelhor razão para escolhê-la1100Trabalho a frioH14 ≈ 110 – 145 MPaMáxima condutividade e pureza de corrosão3003Trabalho a frioH14 ≈ 140 – 180 MPaO equilíbrio de uso geral3004Trabalho a frioH34 ≈ 215 – 240 MPaChapa de maior resistência e estoque para latas5052Trabalho a frioH32 ≈ 210 – 260 MPaServiço marítimo e de pressão6061Tratamento térmicoT6 ≥ 290 MPaPeças estruturais e usinadas

A decisão contra o 6061 é sobre processo e não propriedades. Se a peça é conformada a partir de chapa plana em volume, o 3003 é mais barato e mais dúctil; se é usinada, soldada em uma estrutura carregada ou solicitada a suportar tensão, o 6061 vence e o 3003 não acompanha.

A comparação completa lado a lado, incluindo comportamento de corrosão e soldagem, está em nosso comparação 3003 vs 6061. Onde a questão é qual liga laminada é adequada para um contêiner ou um painel, a comparação de chapas 3104 vs 3003 vs 3004 percorre a mesma decisão.

Conclusão

O 3003 é uma liga de chapa Al-Mn de uso geral, e seu trade-off é um teto de resistência baixo: o H18 atinge apenas cerca de 185 MPa de tração, bem abaixo do 5052-H32 ou 6061-T6, e a classe usina mal. Ela conquista seu lugar através da conformabilidade, resistência à corrosão, soldabilidade e comportamento de brasagem, não através da capacidade de carga.

Fornecemos 3003 como chapa, placa, bobina, tira, tubo, barra e fio nos temperamentos O, H12, H14, H18, H22 e H112, em tamanhos padrão ou feitos conforme seu desenho, com MOQ baixo e prazo de entrega de 10–60 dias. Cada pedido é enviado com certificado de teste de usina, e relatórios SGS estão disponíveis sob solicitação.

Envie-nos o seu tempero 3003, espessura e desenho, e confirmaremos estoque, preço e prazo de entrega.

Perguntas frequentes

Qual é a resistência mais alta que posso projetar no 3003?

Cerca de 185 MPa de tração no H18 sob ASTM B209, o tempero mais duro para o qual o grau é laminado. H14 e H22 ficam mais baixos e trocam resistência por conformabilidade. Se a tensão de projeto ultrapassar o teto do H18, mude para 5052-H32 ou uma liga tratável termicamente.

Qual é a quantidade mínima de pedido e o prazo de entrega para o 3003?

Temperos e tamanhos padrão são enviados do estoque; qualquer coisa fora dessa faixa é produzida como produção de MOQ baixo, tipicamente 10–60 dias, dependendo da liga, dimensões e processamento. Chapas, placas, bobinas, tiras, tubos, barras e fios são todos fornecidos.

O que preciso enviar para um orçamento de 3003?

Quatro detalhes resolvem a maioria das consultas:

  • Tempero e espessura, porque os mínimos mecânicos dependem de ambos.
  • Forma do produto — chapa, placa, bobina, tira, tubo, barra ou fio.
  • A norma aplicável, ASTM B209 ou seu equivalente EN.
  • Se um certificado de teste de usina é suficiente ou se também é exigido teste SGS de terceiros.

Quais documentos acompanham um pedido de 3003?

Um certificado de teste de usina reportando a química real e os resultados mecânicos do lote. Relatórios SGS estão disponíveis sob solicitação com custo extra de teste. EN 10204 3.2 adiciona uma assinatura independente quando um projeto exige uma.

David Huang

David Huang é um especialista altamente respeitado no setor de ligas de alumínio da China, com mais de uma década de experiência em desenvolvimento, fabricação e aplicação de ligas de alumínio avançadas. Ele tem um histórico comprovado de sucesso no fornecimento de soluções de projeto e conhecimento técnico para as principais corporações globais em diversos setores, incluindo aeroespacial, automotivo e de construção. David também é um consultor de confiança de vários grandes fabricantes de alumínio na China.

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