Wie wird die Härte von Aluminiumlegierungen geprüft?

Die Brinell-Prüfung ist das gängigste und im Allgemeinen am besten geeignete Härtemessverfahren für Aluminium und dessen Legierungen. Die Rockwell-Prüfung ist sinnvoll, wenn für viele Proben schnelle Ergebnisse benötigt werden. Die Mikro-Vickers-Prüfung mit geringer Belastung eignet sich für Folien, Bänder und sehr kleine Instrumententeile. Die Webster-Prüfung wird häufig für Aluminiumprofile eingesetzt, während die Leeb-Prüfung für große Guss- und Schmiedeteile geeignet ist, aus denen sich Proben nur schwer entnehmen lassen.

Brinell-Härteprüfung

Wählen Sie den Auslastungsgrad aus K je nach Legierungszusammensetzung, Zustell und erwarteter Härte, wobei K = 0.102F/D². Wählen Sie anschließend den Durchmesser des Eindringkörpers und die Prüfkraft entsprechend der Dicke und Breite des Prüflings aus. Die meisten Aluminiumlegierungen liegen im Bereich von 36 bis 130 HBW. Nur wärmebehandelbare Legierungen im Zustand T4 oder T6 überschreiten in der Regel 130 HBW, während die meisten handelsüblichen reinen Aluminiumlegierungen unter 35 HBW liegen.

Rockwell-Härteprüfung

Zu den geeigneten Skalen gehören HRB, HRG, HRF, HRE und HR15T. Proben mit einem Härtewert über 130 HB können mit HRB, HRG oder HR15T geprüft werden. Proben mit einem Härtewert unter 130 HB sollten besser mit HRF oder HRE geprüft werden. Eine Rockwell-Prüfung wird unterhalb von 35 HB nicht empfohlen. Die Mindestdicke der Probe muss den Anforderungen der gewählten Rockwell-Skala entsprechen.

Vickers-Härteprüfung für Folien und Bänder

Aluminiumfolie und -band sind dünn und weich. Der in China geltende Grenzwert für die Dicke von Aluminiumfolie liegt bei 0,2 mm. Für Folien und Bänder mit einer Dicke von weniger als 1 mm eignet sich daher eine Vickers-Prüfung mit geringer Belastung oder eine Mikrohärteprüfung. Wählen Sie die Kraft entsprechend der Materialhärte und der Probenstärke aus.

Webster-Härteprüfung

Die Webster-Prüfung wird häufig bei stranggepressten Profilen, Aluminiumtüren und -fenstern, Vorhangfassadenprofilen, Blechen und Rohren eingesetzt. GB/T 5237-2017 legt die Webster-Prüfung für Architekturprofile fest. Die Quelle verweist zudem auf JJG 139-2001 für die Vor-Ort-Prüfung von Vorhangfassadenprofilen und gibt einen Abnahmewert von über 8 HW an, was etwa 42 bis 120 HBS entspricht. [ZU ÜBERPRÜFEN: Bestätigen Sie die Normnummer und den Wortlaut der Quelle hinsichtlich des Messgeräts und des Akzeptanzwerts.] Der angegebene Legierungsbereich reicht von 1xxx bis 7xxx, was etwa 42 bis 98 HRE oder 42 bis 120 HBW entspricht.

Härteprüfung von Aluminiumblechen und -platten

Die Blechhärte hilft bei der Beurteilung des Warmumformverhaltens, der Kaltverformung und des Wärmebehandlungszustands. Plattierte und nicht plattierte Bleche müssen unterschiedlich behandelt werden, da die Plattierung, die die Korrosionsbeständigkeit verbessert, auch die Oberflächenmesswerte beeinflussen kann. Unplattierte Bleche können nach den Methoden Brinell, Rockwell, Webster oder Barcol geprüft werden; die Brinell-Methode bietet in der Regel eine höhere Genauigkeit.

Die wichtigsten Rockwell-Härteskalen für Aluminiumbleche sind HRB, HRE, HRF und HR15T.

Die Umrechnungswerte stammen aus HB/Z 215-1992. Webster- und Barcol-Prüfgeräte sind kompakte, tragbare Messgeräte, die sich für Produktionsstätten, Baustellen und Lagerhallen eignen. Für montierte Bauteile, die nicht zerlegt werden können, empfiehlt die Quelle ein Barcol-Prüfgerät vom Typ GYZJ 934-1. Ein Webster-Bereich von 4 bis 17 HW entspricht etwa 42 bis 120 HBS. Oberhalb von 120 HBS kann ein Webster W-B75 oder ein Barcol-Prüfgerät verwendet werden.

In der Quelle wird keine chinesische Norm für plattierte Aluminiumbleche genannt. Stattdessen werden dort die Boeing-Spezifikation BBS 7221 für Bleche der Sorten 2024 und 7075 sowie die Air-Canada-Spezifikation MPS 168-13 für detailliertere Härteprüfungen an Aluminiumblechen erwähnt.

Können Härteeindrücke Aufschluss über die kristallographische Textur geben?

Durch unsachgemäßes Walzen kann es bei Aluminiumblechen und -bändern zu Anisotropie oder einer kristallographischen Textur kommen. Beim anschließenden Tiefziehen kann dies zu vierlappigen Ausbuchtungen führen. Die Röntgendiffraktion ist die übliche Methode zur Beurteilung der Textur, doch können Vickers-Eindrücke bei geringer Belastung eine einfache qualitative Überprüfung darstellen, wenn kein Röntgendiffraktometer zur Verfügung steht.

• Eine geglühte Probe ohne erkennbare Textur weist eine regelmäßige quadratische Eindrückung ohne ausgeprägte konkave oder konvexe Seiten auf. Beim Tiefziehen entstehen keine oder nur geringfügige Ausläufer.
• Eine geglühte Probe mit deutlicher Textur weist nach innen gewölbte Eindrückungsflanken auf. In der Regel bilden sich „Ohren“ in Längs- und Querrichtung.
• Ein kaltverformtes Probestück mit Textur weist nach außen gewölbte Seiten der Eindrücke auf. Die „Ohren“ bilden sich in der Regel in einem Winkel von 45°.

Die auf der Härte basierende Überwachung ist einfach, kostengünstig und effektiv, doch diese Methode zur Bestimmung der Eindrückform ist eher qualitativ und kein Ersatz für eine vollständige Texturmessung.