Comment évalue-t-on la dureté d'un alliage d'aluminium ?

L'essai Brinell est la méthode de mesure de la dureté la plus courante et généralement la plus adaptée à l'aluminium et à ses alliages. L'essai Rockwell est utile lorsque de nombreux échantillons nécessitent des résultats rapides. L'essai micro-Vickers à faible charge convient aux feuilles, aux bandes et aux très petites pièces d'instruments. L'essai Webster est largement utilisé pour les profilés en aluminium, tandis que l'essai Leeb est adapté aux grandes pièces moulées et forgées dont il est difficile de prélever des échantillons.

Essai de dureté Brinell

Sélectionnez le coefficient de charge K en fonction de la composition de l'alliage, de l'état de trempe et de la dureté attendue, où K = 0.102F/D². Choisissez ensuite le diamètre du pénétrateur et la force d'essai en fonction de l'épaisseur et de la largeur de l'éprouvette. La plupart des alliages d'aluminium présentent une dureté comprise entre 36 et 130 HBW. Seuls les alliages traitables thermiquement de type T4 ou T6 dépassent généralement 130 HBW, tandis que la plupart des aluminiums commercialement purs affichent une dureté inférieure à 35 HBW.

Essais de dureté Rockwell

Les échelles applicables sont notamment les échelles HRB, HRG, HRF, HRE et HR15T. Les échantillons dont la dureté est supérieure à 130 HB peuvent être testés à l'aide des échelles HRB, HRG ou HR15T. Il est préférable de tester les échantillons dont la dureté est inférieure à 130 HB à l'aide des échelles HRF ou HRE. Les essais Rockwell ne sont pas recommandés en dessous de 35 HB. L'épaisseur minimale de l'échantillon doit respecter les exigences de l'échelle de Rockwell choisie.

Essais de dureté Vickers sur des feuilles et des bandes

Les feuilles et bandes d'aluminium sont fines et souples. En Chine, l'épaisseur maximale autorisée pour les feuilles d'aluminium est de 0,2 mm. Les essais de microdureté Vickers à faible charge sont donc adaptés aux feuilles et bandes d'une épaisseur inférieure à 1 mm. Choisissez la force en fonction à la fois de la dureté du matériau et de l'épaisseur de l'éprouvette.

Essai de dureté selon la méthode Webster

L'essai Webster est largement utilisé pour les profilés extrudés, les portes et fenêtres en aluminium, les profilés de murs-rideaux, les tôles et les tubes. La norme GB/T 5237-2017 spécifie l'essai Webster pour les profilés architecturaux. La source cite également la norme JJG 139-2001 pour l'inspection sur site des profilés de murs-rideaux et indique une valeur d'acceptation supérieure à 8 HW, ce qui correspond à environ 42 à 120 HBS. [À VÉRIFIER : confirmer le numéro de la norme et la formulation de la source concernant l’instrument et la valeur d’acceptation.] La gamme d’alliages indiquée va de 1xxx à 7xxx, soit environ 42 à 98 HRE ou 42 à 120 HBW.

Essais de dureté des tôles et plaques d'aluminium

La dureté de la tôle permet d'évaluer les performances en travail à chaud, la déformation à froid et les conditions de traitement thermique. Les tôles plaquées et non plaquées doivent être traitées différemment, car le revêtement qui améliore la résistance à la corrosion peut également influencer la mesure de la dureté en surface. Les tôles non plaquées peuvent être testées selon les méthodes Brinell, Rockwell, Webster ou Barcol ; la méthode Brinell offre généralement une plus grande précision.

Les principales échelles de Rockwell utilisées pour les tôles d'aluminium sont les échelles HRB, HRE, HRF et HR15T.

Les valeurs de conversion sont tirées de la norme HB/Z 215-1992. Les duromètres Webster et Barcol sont des appareils compacts et portables adaptés aux sites de production, aux chantiers et aux entrepôts. Pour les composants assemblés qui ne peuvent pas être séparés, la source recommande un testeur Barcol GYZJ 934-1. Une plage Webster comprise entre 4 et 17 HW correspond approximativement à 42 à 120 HBS. Au-delà de 120 HBS, un testeur Webster W-B75 ou Barcol peut être utilisé.

La source ne mentionne aucune norme nationale chinoise concernant les tôles d'aluminium plaquées. Elle fait en revanche référence à la norme Boeing BBS 7221 pour les tôles de type 2024 et 7075, ainsi qu'à la norme Air Canada MPS 168-13 pour des essais de dureté plus détaillés sur les tôles d'aluminium.

Les empreintes de dureté peuvent-elles révéler la texture cristallographique ?

Un laminage incorrect peut entraîner l'apparition d'une anisotropie, ou texture cristallographique, dans les tôles et bandes d'aluminium. Lors de l'emboutissage profond qui s'ensuit, cela peut provoquer la formation d'oreilles à quatre lobes. La diffraction des rayons X est la méthode habituellement utilisée pour évaluer la texture, mais les indentations Vickers à faible charge peuvent constituer un contrôle qualitatif simple lorsqu'on ne dispose pas d'un diffractomètre à rayons X.

• Un échantillon recuit ne présentant pas de texture apparente conserve une empreinte carrée régulière, sans côtés concaves ou convexes marqués. L'emboutissage profond ne produit pas de bavures, ou seulement des bavures légères.
• Un échantillon recuit présentant une texture évidente montre des flancs d'indentation incurvés vers l'intérieur. Les oreilles se forment généralement dans les directions longitudinale et transversale.
• Un échantillon travaillé à froid présentant une texture présente des bords d'indentation bombés vers l'extérieur. Les oreilles se forment généralement à 45°.

La surveillance basée sur la dureté est simple, peu coûteuse et efficace, mais cette méthode fondée sur la forme de l'indentation est de nature qualitative et ne saurait se substituer à une mesure complète de la texture.