EN 573-3 3.3316 H112 铝合金:详细材料性能与标准
EN 573-3 3.3316 H112 铝合金概述
3.3316 (EN AW-5083) H112 状态为铸造/热成形后仅作适量加工硬化(或无硬化要求)的状态,属 5xxx 系 (Al-Mg-Mn) 高强防锈铝。5083 是非热处理强化铝合金中强度最高者,兼具优异焊接性、海洋耐腐蚀性及低温韧性,广泛用于船舶、低温储罐、压力容器。
1. 一般物理性能
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 2.68 – 2.69 g/cm³ | H112 | EN 573-3, EN 485 |
2. 机械性能
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 69.0 – 70.0 GPa | H112 | EN 573-3, EN 485 | |
| 布氏硬度 | 39.0 HBW | H112 | EN 573-3, EN 485 | |
| 平面应变断裂韧性 | 22.0 – 35.0 MPa·√m | — | — | 典型值,适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 泊松比 | 0.33 | — | — | 典型值,适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 剪切模量 | 26.0 – 26.5 GPa | — | — | 典型值,适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 抗拉强度 | 140.0 MPa (最小值) | H112 | EN 573-3, EN 485 | 厚板典型值可达 275-350 MPa |
3. 热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 状态 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | 20 °C | 2.38×10⁻⁵ 1/K | H112 | EN 573-3, EN 485 | |
| 线膨胀系数 | 100 °C | 2.38×10⁻⁵ 1/K | H112 | EN 573-3, EN 485 | |
| 最高使用温度 | — | 150.0 °C | — | — | 典型值,适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 熔点范围 | — | 620.0 – 650.0 °C | H112 | EN 573-3, EN 485 | |
| 熔点范围 | — | 625.0 – 650.0 °C | H112 | EN 573-3, EN 485 | 不同批次/标准版本差异 |
| 比热容 | — | 879.0 – 963.0 J/(kg·K) | — | — | 典型值,适用于变形 5000 系列铝合金 |
| 热导率 | — | 170.0 – 190.0 W/(m·K) | H112 | EN 573-3, EN 485 | |
| 热导率 | — | 193 W/(m·K) | H112 | EN 573-3, EN 485 | 典型单值 |
4. 电学性能
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 电导率 | 23.0 – 26.0 MS/m | H112 | EN 573-3, EN 485 |
| 电导率 | 29.0 MS/m | H112 | EN 573-3, EN 485 |
| 电阻率 | 3.45×10⁻⁸ Ω·m | H112 | EN 573-3, EN 485 |
| 电阻率 | 3.85×10⁻⁸ – 4.35×10⁻⁸ Ω·m | H112 | EN 573-3, EN 485 |
5. 化学成分 (质量分数, %)
| 元素 | 含量范围 | 状态 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 铬 (Cr) | 0.1 | H112 | EN 573-3, EN 485 |
| 铜 (Cu) | 0.05 | H112 | EN 573-3, EN 485 |
| 铁 (Fe) | 0.45 | H112 | EN 573-3, EN 485 |
| 镁 (Mg) | 1.1 – 1.7 | H112 | EN 573-3, EN 485 |
| 锰 (Mn) | 0.15 | H112 | EN 573-3, EN 485 |
| 硅 (Si) | 0.4 | H112 | EN 573-3, EN 485 |
| 锌 (Zn) | 0.2 | H112 | EN 573-3, EN 485 |
注:标准 5083 典型成分为 Mg 4.0-4.9%, Mn 0.4-1.0%, Cr 0.05-0.25%,上表数值可能为简化或特定规格,请以 EN 573-3 最新版为准。
6. 工艺性能评价
| 项目 | 评价 |
|---|---|
| 成形加工性 | 良好 (H112 态厚板通常不作冷成形,热成形优异) |
7. 5083 合金主要状态对比
| 状态 | 抗拉强度 (MPa) | 屈服强度 (MPa) | 延伸率 (%) | 典型厚度范围 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| O (退火) | 275-350 | 125-145 | ≥16 | ≤50 mm | 深拉伸、复杂成形、低温容器 |
| H111 | 280-360 | 145-165 | ≥14 | ≤50 mm | 适量加工硬化、结构件 |
| H112 | ≥275 (厚板) | ≥125 | ≥10 | ≥6 mm | 铸造/热轧厚板、焊接结构、船体 |
| H321 | 305-385 | 215-235 | ≥10 | ≤40 mm | 高强焊接结构、船舶、军工 |
| H116 | 305-385 | 215-235 | ≥10 | ≤40 mm | 极高耐应力腐蚀开裂、船体 |
8. 典型应用领域
- 船舶制造:船体壳板、甲板、艏柱、舾装件 (H116/H321 更常用)
- 低温储罐:LNG 储罐、液氧/液氮容器 (-196 °C 仍保持高韧性)
- 压力容器:化工反应器、分离塔 (ASME BPVC 认可)
- 汽车/轨道交通:罐车车体、车厢板
- 海洋工程:平台模块、导管架
- 重型车辆:自卸车箱、挂车框架
9. 焊接与加工关键点
- 填充材料:推荐 5183、5356、5556 焊丝 (匹配 5083 强度)
- 焊接工艺:MIG/TIG 均适用,严控层间温度 ≤150 °C 防止 Mg 沉淀导致应力腐蚀敏感性增加
- 焊后热处理:通常不进行固溶时效 (非热处理强化合金),必要时可低温退火消除残余应力
- 切削加工:H112 态硬度适中,刀具寿命良好,建议用金刚石涂层或硬质合金刀具
- 表面处理:阳极氧化防护性优,装饰性中等;船体常用重防腐涂装体系
10. 低温性能优势
5083 是少数经认证可用于 -196 °C (液氮温度) 的铝合金,其强度、韧性随温度降低而提高,无脆性转变,是 LNG 产业链核心材料。
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