Qu'est-ce que l'alliage d'aluminium 3003 ?
Le 3003 est un alliage d'aluminium-manganèse, désigné 3.0517 selon EN et A93003 sous le système de numérotation unifié. Le manganèse est le principal élément d'alliage, présent entre 1,0 % et 1,5 %, ce qui confère à l'alliage une résistance sensiblement supérieure à celle de la série 1xxx tout en conservant une excellente formabilité et résistance à la corrosion. Parce qu'il ne peut pas être traité thermiquement, la résistance du 3003 est développée par écrouissage et le matériau est donc fourni dans une gamme d'états écrouis-ainsi que dans l'état O recuit.
La composition chimique est définie par des normes telles que EN 573-3 et ASTM B221. En plus du manganèse, la composition permet jusqu'à 0,7 % de fer, jusqu'à 0,6 % de silicium, 0,05 % à 0,20 % de cuivre et jusqu'à 0,10 % de zinc, le reste étant de l'aluminium. L'ajout de cuivre confère au 3003 une résistance légèrement supérieure à celle d'un simple alliage binaire aluminium-manganèse.
Propriétés physiques et mécaniques
Les propriétés physiques typiques de la feuille 3003 sont une densité d'environ 2,73 g/cm3, une plage de fusion d'environ 640 à 655 degrés Celsius, un coefficient de dilatation thermique d'environ 23,1 x 10-6 par kelvin, un module d'élasticité d'environ 69,5 GPa et une conductivité thermique d'environ 190 W/(m·K). Ces valeurs placent le 3003 entre l'aluminium pur et les alliages à plus haute résistance en termes de poids et de conductivité.
Pour les tôles à l'état O, la résistance à la traction est généralement comprise entre 95 et 135 MPa avec une limite d'élasticité d'environ 35 MPa minimum, selon la norme EN 485-2. Les états écrouis tels que H14 augmentent considérablement la résistance, avec des valeurs de traction typiques autour de 140 à 180 MPa selon le degré d'usinage, au détriment d'un allongement réduit. Le choix de l’état dépend donc de l’équilibre entre résistance et formabilité requis par l’application.
Sélection de l'humeur
L'état O est entièrement recuit et offre une ductilité maximale pour l'emboutissage profond, le filage et le formage sévère. Il s'agit de l'état normal pour les applications dans lesquelles la feuille sera mise en forme et pourra être écrouie-pendant le processus de formage lui-même.
Les états trempés sous contrainte H14, H16, H18 et H24 sont utilisés lorsque la tôle doit conserver sa forme après le formage et lorsqu'une résistance plus élevée est nécessaire. L'état H24 est un état écroui et partiellement recuit qui combine une bonne résistance avec une ductilité améliorée par rapport à l'état H2x équivalent. La trempe H112 est disponible pour les tôles plus épaisses issues du processus de travail à chaud-.
Soudabilité et fabrication
Le 3003 a une très bonne soudabilité par les méthodes au gaz, à l'arc et par résistance, et c'est l'un des alliages d'aluminium les plus faciles à braser et à souder. La formabilité à froid est jugée très bonne, tandis que l'usinabilité est acceptable ; pour un usinage approfondi, les alliages de décolletage-peuvent être préférés. L'alliage répond bien à l'anodisation et à d'autres traitements de surface, et il est fréquemment fourni avec une finition brillante, polie ou brossée. À des fins décoratives et protectrices, la feuille peut être laminée avec un film protecteur avant fabrication.
Applications de la feuille 3003
Bâtiment et construction : toitures, bardages, plafonds acoustiques, tôles ondulées, gouttières et descentes pluviales sont des utilisations courantes, tirant parti de la résistance à la corrosion et de la formabilité de l'alliage.
Industries chimiques et alimentaires : les réservoirs de stockage, les canalisations et la métallurgie en général bénéficient de la résistance du matériau à la corrosion atmosphérique et de sa surface propre et non-toxique.
Les équipements de chauffage et de refroidissement : les échangeurs de chaleur, les-évaporateurs de climatiseurs, les radiateurs et les revêtements de congélateur utilisent le 3003 pour sa combinaison de performances thermiques et de maniabilité.
Appareils électroménagers et ustensiles : les ustensiles de cuisine, les moules de boulangerie et les panneaux d'appareils électroménagers sont formés à partir de la feuille 3003, et l'alliage est largement utilisé dans l'emballage des conteneurs, des fermetures et des revêtements.
Tôle générale : cet alliage est un choix standard pour les conduits, les panneaux, les supports et les pièces fabriquées où une résistance moyenne et un formage facile sont requis.
FAQ
Q1 : Que signifie la trempe O pour la feuille 3003 ?
O est l’état mou et entièrement recuit. La tôle est dans son état le plus ductile et est idéale pour les opérations d’emboutissage profond et de formage sévère.
Q2 : Le 3003 peut-il être traité thermiquement pour augmenter la résistance ?
Le No. 3003 n'est pas un alliage-traitable thermiquement-. La résistance est augmentée par le travail à froid, et les états trempés sous contrainte sont sélectionnés lorsqu'une résistance plus élevée est nécessaire.
Q3 : Comment le 3003 se compare-t-il au 5052 ?
Le 5052 est un alliage d'aluminium-magnésium avec une résistance plus élevée et une meilleure résistance à la corrosion par l'eau salée. 3003, il est plus formable et légèrement moins coûteux, et il est préféré lorsque le formage en profondeur et la résistance générale à la corrosion sont les principales exigences.
Q4 : Quelles normes s'appliquent à la feuille 3003 ?
Les références courantes incluent ASTM B209 pour les tôles et les plaques, EN 485-2 pour les propriétés mécaniques et les tolérances, et EN 573-3 pour la composition chimique. L'ISO 6361 couvre également l'alliage.
Q5 : Le 3003 est-il adapté aux applications-en contact avec les aliments ?
Oui. L'alliage est largement utilisé dans les ustensiles de cuisine, les équipements de stockage des aliments et les emballages, et il est généralement accepté pour le contact alimentaire lorsqu'il est fourni conformément aux réglementations applicables.
Q6 : Quelle gamme d’épaisseurs est disponible ?
Les tôles sont généralement fournies entre 0,2 mm et 6,0 mm, des tôles plus lourdes étant disponibles pour les applications structurelles en fonction de la capacité de laminage du fournisseur.