3003 铝合金是一种不可时效强化的锰系可锻合金，其主要通过添加锰来在保持优异耐腐蚀性和成形性的同时获得中等强度。其化学成分决定了力学性能、耐蚀性能和加工特性。ASTM B209（板材）和 ASTM B221（型材）等标准规定了其成分限值。下面是典型成分范围的汇总：
| 元素 | 含量（质量％） | 在合金中的作用 |
|---|---|---|
| 铝 (Al) | 96.8–99.0 | 基体金属；提供延展性、导热导电性及耐腐蚀性 |
| 锰 (Mn) | 1.0–1.5 | 主要合金元素；固溶强化 |
| 铁 (Fe) | ≤ 0.7 | 杂质；影响晶粒组织及强度 |
| 硅 (Si) | ≤ 0.6 | 杂质；可改善铸造流动性，对强度影响微小 |
| 铜 (Cu) | ≤ 0.1 | 微量；过高会降低耐腐蚀性 |
| 锌 (Zn) | ≤ 0.1 | 微量；在低含量下对性能影响可忽略 |
| 钛 (Ti) | ≤ 0.2 | 某些熔炼中用作细化晶粒剂 |
| 其他（单个） | ≤ 0.05 | 微量元素（如 Ni、Cr） |
| 其他（总计） | ≤ 0.15 | 未指明杂质的总含量限制 |
表 1. 3003 铝合金典型化学成分范围（质量％）
铝 (Al)
铝是合金的基体成分，高延展性、低密度、优良的导热导电性以及自然生成的致密氧化膜，使 3003 在炊具和建筑装饰等领域得到广泛应用。
锰 (Mn)
锰含量为 1.0–1.5 wt %，通过溶解于铝基体实现固溶强化，提升屈服强度而无需热处理。同时，锰在热机械加工过程中有助于细化晶粒。
铁 (Fe) 与 硅 (Si)
Fe（≤ 0.7 %）和 Si（≤ 0.6 %）通常来自原料或回收料的残余杂质。少量铁、硅可影响晶界特性和铸造流动性，但过量则可能生成脆性金属间化合物或降低耐蚀性。
铜 (Cu) 与 锌 (Zn)
Cu 和 Zn 均限于 ≤ 0.1 %。尽管铜可增强铝合金，但在 3003 中保持低含量以维持优秀耐腐蚀性。微量锌对力学性能影响极小，但过高会导致阳极化时出现变色。
钛 (Ti) 与 其他微量元素
某些熔炼中添加钛（≤ 0.2 %）以细化晶粒，改善成形性能和表面质量。其他微量元素（如镍、铬）限制在单个 ≤ 0.05 %、总计 ≤ 0.15 % 以下，以避免有害金属间化合物的形成。
对性能与加工的影响
•强度与延展性： 锰含量提供了屈服强度（40–155 MPa，视状态而定）与延展性（4–28 % 伸长率）之间的良好平衡。
•耐腐蚀性： 低 Cu 和 Zn 含量保证了氧化膜的保护作用，适用于多种环境。
•成形性： 除锰外无过多强化元素，使得 O、H14、H18 等状态下均具有优秀的加工性能。
•焊接与连接： 简单的化学成分有助于焊接和钎焊时获得良好的结合质量。
综上所述，3003 铝合金以铝为基体，含 1.0–1.5 % 锰并严格控制铁、硅及其他微量元素含量，实现了中等强度、优良耐腐蚀性和高成形性的综合性能。通过保持严格的成分公差，制造商能够保证板材和型材产品性能稳定，使 3003 在换热器、炊具、储罐和建筑装饰等领域成为多功能的首选材料。
