EN 573-3 3.0515 H112 铝锰合金关键性能与标准
材料概述
EN 573-3 3.0515 号铝合金属于 Al-Mn 系 3000 系列（对应 3004/3104 类，锰 0.9–1.5%、镁 0.3%），H112 状态为热成形/挤压/铸造后适度加工硬化。相比 3.0505 (3103)，锰含量更高，固溶强化更显著，兼具中等强度（抗拉 95–110 MPa）、优异耐蚀性、良好焊接成形性及较高的热导率。广泛用于挤压型材、大截面锻件、无缝管、储罐筒体等热加工制品。
主要性能参数
一般物理属性
| 性能项目 | 数值 | 状态 | 参考标准 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 2.73 g/cm³ | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
力学性能
| 性能项目 | 数值 | 状态 | 参考标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 69.5 GPa | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 | — |
| 布氏硬度 | 28–34 HB | H112 | EN 573-3, EN 485 | 两数据源：28 / 34 HB |
| 平面应变断裂韧性 | 22.0–35.0 MPa·√m | — | — | 典型锻造 3000 系列铝合金数值 |
| 泊松比 | 0.33 | — | — | 典型锻造 3000 系列铝合金数值 |
| 剪切模量 | 26.1 GPa | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 | — |
| 抗拉强度 | 95–110 MPa | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 | 两数据源：95 / 110 MPa |
热学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 状态 | 参考标准 |
|---|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | 20 °C | 23.5 × 10⁻⁶ 1/K | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 100 °C | 23.5 × 10⁻⁶ 1/K | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 | |
| 熔点范围 | — | 645–655 °C | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 比热容 | — | 893 J/(kg·K) | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 热导率 | — | 160–200 W/(m·K) | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
电学性能
| 性能项目 | 数值 | 状态 | 参考标准 |
|---|---|---|---|
| 电导率 | 22–28 MS/m (约 38–48% IACS) | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 电阻率 | 3.57–4.55 × 10⁻⁸ Ω·m | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
化学成分 (质量分数，%)
| 元素 | 含量范围 | 状态 | 参考标准 |
|---|---|---|---|
| 铬 (Cr) | ≤0.10 | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 铜 (Cu) | ≤0.10 | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 铁 (Fe) | ≤0.70 | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 镁 (Mg) | 0.30 | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 锰 (Mn) | 0.90–1.50 | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 硅 (Si) | ≤0.50 | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 锌 (Zn) | ≤0.20 | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
| 铝 (Al) | 余量 | H112 | EN 573-3, EN 485, EN 755 |
工艺性能评价
| 项目 | 评级 | 说明 |
|---|---|---|
| 加工成形性 | 良好 | 适合挤压、锻造、轧制、弯曲、焊接；深拉伸建议 O 态 |
3.0515 (3004/3104) 与 3.0505 (3103/3003) 核心差异
| 指标 | 3.0515 (3004/3104) | 3.0505 (3103/3003) | 工程意义 |
|---|---|---|---|
| Mn 含量 | 0.9–1.5% | 0.3–0.8% | 3.0515 固溶强化更强，高温强度保持更好 |
| Mg 含量 | 0.25–0.8% (典型 0.3%) | 0.2–0.8% | Mg 细化晶粒、提高加工硬化率 |
| 抗拉强度 (H112) | 95–110 MPa | 70–95 MPa (H112典型) | 3.0515 热加工态强度更高 |
| 抗拉强度 (H14/H34) | 170–230 MPa | 140–180 MPa | 3.0515 冷加工强化潜力更大 |
| 耐蚀性 | 优异，近似 3003 | 优异 | 均耐大气/海洋/食品介质 |
| 焊接性 | 优秀 (4043/5356/5183) | 优秀 | 均无热裂倾向，焊后软化相似 |
| 易拉罐罐身料 | 主流牌号 (H19/H391) | 罕用 | 3.0515 高强薄壁成形极限高 |
| 热导率 | 160–200 | 160–190 | 相当 |
典型应用领域
- 易拉罐罐身 (D&I 两片罐)：H19/H391 高强薄壁 (0.2–0.25 mm)，高速冲压拉伸，年产亿级。
- 压力容器/储罐筒体/封头 (GB150/ASME VIII)：H112/H321 挤压/轧制大直径管/板，焊接结构，设计应力 85–105 MPa。
- 汽车结构件/油箱/散热器管：挤压型材 (EN 755) H112，弯曲/焊接组装，利用高比强度减重。
- 建筑幕墙/屋面支撑型材：挤压 H112，阳极氧化/氟碳喷涂，耐候 20 年+。
- 热交换器多孔扁管/微通道：挤压 H112，钎焊组装 (4043/4343 包覆)，热导率 180+ W/(m·K)。
焊接与热处理工艺要点
- 填充金属：4043 (Al-5Si) 抗热裂最佳；5356/5183 (Al-5Mg) 焊缝强度高、阳极氧化色泽匹配；5554/5556 专用于 3004/5052 类高 Mg 合金。
- 预热/层间温：≤150℃，薄板 (≤3 mm) 可免预热；厚板 (>6 mm) 建议 100–150℃ 预热减少约束应力。
- 焊后处理：一般不时效；需消除残余应力时 200–250℃×1–2h 炉中去应力 (硬度下降 5–10 HB)；严禁固溶+时效 (T6)，会析出 Mg₂Si 导致应力腐蚀敏感。
- 应力腐蚀 (SCC)：3004 短横向 SCC 阈值较高，但 H34/H38 高强态在海洋飞溅区仍建议防护涂层或阴极保护。
标准引用体系
- EN 573-3：化学成分规范
- EN 485-2：板/带/箔力学性能
- EN 755-2：挤压型材力学性能
- EN 1386：铝及铝合金 术语/定义/分类
- ISO 6361 / ASTM B209 / GB/T 3880 / JIS H4000：对应国际/国内/日本标准
金属
- EN 573-3 3.0515 O3 铝合金：关键力学与热学性能
- EN 573-3 3.0515 H19 铝合金：性能、标准与应用指南
- EN 573-3 3.0515 H38 铝合金：高性能铝材力学性能优势
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- EN 573-3 标准 3.0515 H48 牌号 — 关键力学性能与标准对照
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- EN 573-3 3.3326 H112 牌号铝合金 — 密度、模量、强度与标准
- EN 573-3 3.0285 H112 铝合金材料性能综合手册
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