¿Cómo se comprueba la dureza de las aleaciones de aluminio?

El ensayo Brinell es el método de dureza más habitual y, por lo general, el más adecuado para el aluminio y sus aleaciones. El ensayo Rockwell resulta útil cuando se necesitan resultados rápidos para un gran número de muestras. El ensayo Micro-Vickers de baja carga es adecuado para láminas, tiras y piezas de instrumentos muy pequeñas. El ensayo Webster se utiliza ampliamente para perfiles de aluminio, mientras que el ensayo Leeb es adecuado para piezas fundidas y forjadas de gran tamaño de las que resulta difícil extraer muestras.

Ensayo de dureza Brinell

Selecciona el factor de carga K en función de la composición de la aleación, el estado de templado y la dureza prevista, donde K = 0.102F/D². A continuación, elija el diámetro del indentador y la fuerza de ensayo en función del grosor y la anchura de la probeta. La mayoría de las aleaciones de aluminio se sitúan entre 36 y 130 HBW. Solo las aleaciones tratables térmicamente en T4 o T6 suelen superar los 130 HBW, mientras que la mayor parte del aluminio comercialmente puro se sitúa por debajo de los 35 HBW.

Ensayo de dureza Rockwell

Las escalas aplicables son HRB, HRG, HRF, HRE y HR15T. Las muestras con una dureza superior a 130 HB pueden someterse a ensayo con HRB, HRG o HR15T. Las muestras con una dureza inferior a 130 HB se evalúan mejor con HRF o HRE. No se recomienda realizar ensayos Rockwell por debajo de 35 HB. El espesor mínimo de la probeta debe cumplir los requisitos de la escala Rockwell seleccionada.

Ensayo de dureza Vickers para láminas y tiras

El papel de aluminio y las tiras de aluminio son finos y blandos. El límite de espesor establecido en China para el papel de aluminio es de 0,2 mm. Por lo tanto, los ensayos de microdureza o de Vickers con baja carga son adecuados para el papel de aluminio y las tiras de menos de 1 mm de espesor. Selecciona la fuerza en función tanto de la dureza del material como del espesor de la probeta.

Ensayo de dureza Webster

El ensayo Webster se utiliza ampliamente para perfiles extruidos, puertas y ventanas de aluminio, perfiles de muros cortina, chapas y tubos. La norma GB/T 5237-2017 especifica el ensayo Webster para perfiles arquitectónicos. La fuente también cita la norma JJG 139-2001 para la inspección in situ de perfiles de muros cortina y establece un valor de aceptación superior a 8 HW, lo que corresponde aproximadamente a entre 42 y 120 HBS. [A VERIFICAR: Confirmar el número de la norma y la redacción original de la fuente en lo que respecta al instrumento y al valor de aceptación.] El rango de aleaciones indicado es de 1xxx a 7xxx, lo que equivale aproximadamente a entre 42 y 98 HRE o entre 42 y 120 HBW.

Ensayo de dureza de chapas y placas de aluminio

La dureza de la chapa ayuda a evaluar el comportamiento en el conformado en caliente, la deformación en el conformado en frío y las condiciones del tratamiento térmico. Las chapas revestidas y sin revestir deben tratarse de forma diferente, ya que el revestimiento que mejora la resistencia a la corrosión también puede afectar a la lectura de la superficie. Las chapas sin recubrimiento pueden someterse a ensayo mediante los métodos Brinell, Rockwell, Webster o Barcol; el método Brinell suele ofrecer una mayor precisión.

Las principales escalas Rockwell para la chapa de aluminio son HRB, HRE, HRF y HR15T.

Los valores de conversión se han extraído de la norma HB/Z 215-1992. Los durómetros Webster y Barcol son instrumentos compactos y portátiles, adecuados para plantas de producción, obras de construcción y almacenes. Para componentes ensamblados que no se pueden separar, la fuente recomienda un durómetro Barcol GYZJ 934-1. Un rango Webster de 4 a 17 HW corresponde aproximadamente a 42 a 120 HBS. Por encima de 120 HBS, se puede utilizar un durómetro Webster W-B75 o un durómetro Barcol.

En la fuente no se identifica ninguna norma nacional china para las chapas de aluminio revestidas. En su lugar, la fuente menciona la norma Boeing BBS 7221 para las chapas de aluminio 2024 y 7075, y la norma Air Canada MPS 168-13 para ensayos más detallados de dureza de las chapas de aluminio.

¿Pueden las marcas de dureza revelar la textura cristalográfica?

Un laminado inadecuado puede generar anisotropía, o textura cristalográfica, en las chapas y bandas de aluminio. Durante el embutido posterior, esto puede provocar la aparición de orejas de cuatro lóbulos. La difracción de rayos X es el método habitual para evaluar la textura, pero las indentaciones Vickers con carga baja pueden servir como una sencilla comprobación cualitativa cuando no se dispone de un difractómetro de rayos X.

• Una muestra recocida sin textura evidente conserva una hendidura cuadrada regular, sin lados cóncavos ni convexos pronunciados. El embutido profundo no produce rebabas o, en todo caso, solo rebabas leves.
• Una muestra recocida con una textura evidente presenta los lados de la hendidura curvados hacia dentro. Por lo general, se forman «orejas» en las direcciones longitudinal y transversal.
• Una muestra sometida a trabajo en frío con textura presenta los lados de la hendidura abombados hacia fuera. Las orejas suelen formarse a 45°.

La monitorización basada en la dureza es sencilla, económica y eficaz, pero este método basado en la forma de la indentación es de carácter cualitativo y no sustituye a una medición completa de la textura.