Ce este tubul de aluminiu 3003?
Tubul de aluminiu 3003 este produs dintr-un aliaj de Al-Mn ne-tratabil termic-care conține 1,0-1,5% mangan ca adiție principală de aliaj. Deoarece 3003 nu poate fi consolidat prin tratare cu soluție sau îmbătrânire artificială, rezistența este dezvoltată numai prin întărire prin deformare prin laminare la rece, trefilare la rece sau extrudare urmată de reducerea controlată a temperării. Împotriva calităților pure comerciale, cum ar fi 1050 sau 1100, 3003 oferă o rezistență la rezistență cu aproximativ 20% mai mare, păstrând în același timp o rezistență excelentă la coroziune, conductivitate termică și formabilitate, motiv pentru care a devenit un material implicit pentru bobinele HVAC, tuburile schimbătoare de căldură, liniile de fluide pentru automobile și aeronave și tuburi arhitecturale.
Sunt furnizate atât formele fără sudură, cât și cele sudate. Tubul 3003 fără sudură acoperă un interval de diametru exterior (OD) de la 1/8 inci la 5/8 inci pentru liniile de fluid de înaltă-fiabilitate și până la 4 in pentru conductele industriale generale. Grosimile pereților de 0,035 in, 0,049 in și 0,065 in acoperă majoritatea circuitelor de combustibil, circuite frigorifice și pneumatice; peretele de 0,035 in este specificat pe scară largă pentru liniile de combustibil pentru automobile, deoarece echilibrează reducerea greutății cu presiunea de spargere. Dimensiunile obișnuite ale OD includ 0,250 in, 0,375 in, 0,500 in, 0,625 in, 0,750 in, 1,000 in și 1,500 in.
Compoziția chimică a tuburilor de aluminiu 3003
| Element | Compoziție (% în greutate |
|---|---|
| Aluminiu (Al) | Sold (96,7-99,0) |
| Mangan (Mn) | 1.0-1.5 |
| Fier (Fe) | 0,70 max |
| Siliciu (Si) | 0,60 max |
| Cupru (Cu) | 0.05-0.20 |
| Zinc (Zn) | 0,10 max |
| Alte elemente, fiecare/total | 0,05 max / 0,15 max |
Fereastra de mai sus urmează limitele de compoziție înregistrate 3003 / EN AW-3003 utilizate de ASTM B210 și EN 573-3. Manganul este singurul întăritor intenționat și trebuie să rămână în intervalul: sub 1,0% tubul își pierde rezistența, în timp ce peste 1,5% formabilitatea și calitatea sudurii încep să sufere.
Proprietăți fizice și mecanice
Datele fizice de mai jos sunt valori tipice pentru produsul de moară în stare de recoacere; se schimbă foarte puțin odată cu temperarea, în timp ce valorile mecanice se schimbă puternic odată cu cantitatea de lucru la rece.
| Proprietatea fizică | Valoare tipică |
|---|---|
| Densitate | 2,73 g/cm3 |
| Punct de topire | aproximativ . 655 C |
| Modulul de elasticitate | aproximativ . 69-70 GPa |
| Coeficientul de dilatare termică | aproximativ. 23.1-23.5 um/mK |
| Conductivitate termică | aproximativ . 190-193 W/mK |
| Capacitate termică specifică | aproximativ . 900 J/kg.K |
| Rezistivitatea electrică | aproximativ. 0.034 uOhm.m |
| Proprietate mecanică | O (recoace) | H14 | H16 / H18 |
|---|---|---|---|
| Rezistență la tracțiune | 90-110 MPa | 145 MPa min, de obicei 145-195 MPa | 165-220 MPa |
| Limita de curgere, compensare de 0,2%. | 35-50 MPa | 125 MPa min | 145-195 MPa |
| Alungire în 50 mm | 20-25% sau mai mult | minim de o -cifră, de obicei 4-8% | aproximativ 3-5% |
| Duritate, tipică | aproximativ . 28-29 HV / 40 HRB echivalent la scară | mai sus, lucrat la rece | cel mai mare disponibil |
Valorile minime sunt cele cotate de ASTM B210 și omologul său ASME; intervalele reflectă răspândirea dintre produsul-perete subțire și-perete gros. H18 se află la plafonul de rezistență practică al aliajului și nu lasă aproape nicio ductilitate reziduală.
Tempere, forme și finisaje de suprafață
| Temperament | Stare | Unde este folosit |
|---|---|---|
| O | Complet recoacet, ductilitate maximă | Serpentine și coturi în liniile de-aer condiționat, schimbătoare de căldură, conducte de ventilație |
| H14 | Numai întărit la tulpină, stare pe jumătate-dură | Rezistență și formabilitate echilibrate: tub arhitectural, cadre ușoare, conducte generale |
| H16 | Se strecoară numai întărit, trei-sferturi | Suporturi structurale, conducte electrice, cadre de protectie |
| H18 | Doar întărit la tulpină, dur complet, rezistență maximă | Carcase rigide, dispozitive de fixare, conducte rezistente la abraziune{0}}, unde nu este necesară formarea suplimentară |
Tubul trasat oferă cel mai strâns control dimensional și cel mai bun finisaj al alezajului, tubul extrudat fără sudură oferă cea mai largă gamă de diametre, iar tubul rotund rămâne cea mai comună secțiune, deoarece se îndoaie și se îmbină în mod previzibil. Opțiunile de suprafață includ decaparea, lustruirea strălucitoare, anodizarea și acoperirile organice, cum ar fi finisajele cu fluorocarbon pentru servicii în aer liber.
Standarde, căi de producție și aplicații
| Standard | Domeniul de aplicare așa cum se aplică tubului 3003 |
|---|---|
| ASTM B210 | Tub din aluminiu trasat fără sudură și aliaj-de aluminiu, secțiune rotundă, inclusiv 3003 în temperatură O până la H18 |
| ASTM B241 / ASME SB241 | Conductă fără sudură și tub extrudat fără sudură pentru serviciul sub presiune, calea obișnuită pentru diametrele mai mari |
| ASTM B483 | Cerințe generale pentru țevile și țevile trase din aluminiu, finisarea acoperirii, eșantionarea și testarea |
| AMS 4067 | Specificații aerospațiale pentru tubulatura trasă 3003 cu curățenie mai strictă și control al inspecției |
| EN 573-3 | Compoziția chimică a aluminiului forjat, referință pentru denumirea EN AW-3003 |
| EN 754-2 / EN 755-2 | Proprietăți mecanice pentru tubul trasat la rece și respectiv extrudat |
| Articol | extrudare | Desen la rece |
|---|---|---|
| Gama de dimensiuni tipice | Tub fără sudură cu diametru mediu până la mare | Tub de precizie cu diametru mic |
| Precizie dimensională | Moderat | Perete înalt, uniform și OD |
| Finisaj de suprafață | General | Excelent |
| Temperatura de formare | Prelucrarea la cald a taglelor la aproximativ 400-500 C | Prelucrare la rece cu recoace intermediare |
| Efect de forță | Întărire scăzută, temperatură după aceea | Călire marcată care trebuie gestionată prin recoacere |
| Cost relativ | Cost mai mare cu scule, mai puțini pași | Costuri mai mici pentru scule, dar mai mulți pași de proces |
Aplicațiile tipice de servicii includ:
HVAC și refrigerare: serpentine condensator și evaporator, linii de agent frigorific, tuburi capilare.
Schimbătoare de căldură: ansambluri cu aripioare și tuburi unde o conductivitate de 190-193 W/mK reprezintă un avantaj.
Transport: conducte de combustibil auto, conducte de frână la aeronave ușoare, conducte hidraulice și pneumatice pe nave și vehicule.
Instalatii chimice si de proces: conducte de transfer de lichide si gaze, echipamente de depozitare si procesare unde nivelurile de clorura sunt moderate.
Clădire și arhitectură: garnitură de acoperiș, balustrade, tub de susținere pentru ventilație și placare.
Două limite merită atenție. În primul rând, 3003 își câștigă rezistența la coroziune dintr-un film de oxid pasiv și se comportă bine în atmosferă, în apă dulce și în multe medii ușor acide, dar nu este prima alegere pentru scufundarea continuă în apă sărată, unde un tub 5052 sau 5083 are performanțe mai bune. În al doilea rând, finisajele anodizate pe 3003 tind să arate inconsecvență de culoare din cauza conținutului de mangan, așa că părțile critice-de aspect ar trebui vopsite sau acoperite.
Întrebări frecvente
Î: Tuburile din aluminiu 3003 pot fi tratate termic?
No. 3003 este un aliaj de Al-Mn care nu poate fi{-tratabil-la căldură, deci este întărit numai prin întărire prin deformare și înmuiat numai prin recoacere. Orice duritate dobândită prin trefilare la rece se pierde dacă tubul finit este recoacet ulterior.
Î: Ce tempere sunt disponibile pentru tuburile de aluminiu 3003?
O temperatură oferă o ductilitate maximă, H14 oferă un echilibru între rezistență și formabilitate, iar H16 sau H18 oferă cea mai mare rezistență cu o ductilitate mult mai mică. Tubul H18 nu trebuie îndoit după alimentare.
Î: Tubul 3003 poate fi folosit la temperatură ridicată?
Topirea începe aproape de 655 C, dar rezistența scade progresiv peste aproximativ 100 C, așa că serviciul sub presiune la cald trebuie redus. Acolo unde temperatura și presiunea ridicate apar împreună, un perete mai greu sau o familie de aliaje diferită este răspunsul obișnuit.
Î: Care este diferența dintre tuburile 3003 fără sudură și sudate?
Tubul fără sudură nu are sudură longitudinală și este preferat pentru sarcini-de presiune sensibile la scurgeri, cum ar fi circuitele hidraulice și de refrigerare. Tubul sudat este mai economic pentru o presiune mai redusă-și lucrărilor decorative, iar cordonul său de sudură este prima zonă de inspectat pentru coroziune în timpul funcționării.
Î: Ce standarde guvernează tubulatura de aluminiu 3003?
ASTM B210 acoperă tubul desenat fără sudură, ASTM B241 și ASME SB241 acoperă teava fără sudură și tubul extrudat, ASTM B483 stabilește cerințe generale pentru tubul și conducta trase, iar AMS 4067 se aplică tuburilor forjate de calitate aerospațială. În Europa, EN 573-3 definește compoziția, în timp ce EN 754-2 și EN 755-2 definesc proprietățile mecanice ale tubului tras și extrudat.
Î: Tubul 3003 este potrivit pentru anodizare?
Anodizarea este posibilă din punct de vedere tehnic, dar conținutul de mangan provoacă inconsecvență de culoare după anodizarea limpede sau a culorii, astfel încât finisajele anodizate decorative nu sunt recomandate. Decaparea, acoperirea de conversie sau un sistem de vopsea organică oferă un aspect mai consistent.
