アルミニウム合金の硬度はどのように測定されるのか？

ブリネル試験は、アルミニウムおよびその合金で最も一般的かつ通常最も適した硬度試験法です。ロックウェル試験は、多数の試料で迅速な結果が必要な場合に有用です。低荷重マイクロビッカース試験は、箔、ストリップ、極小の計器部品に適しています。ウェブスター試験はアルミニウム形材に広く用いられ、リーブ試験は試料採取が困難な大型鋳物や鍛造品に適しています。

ブリネル硬度試験

負荷率を選択してください K 合金組成、焼き戻し状態、および目標硬度に応じて、ここで K = 0.102F/D². 。次に、試験片の厚さと幅に応じて、圧子径と試験荷重を選択します。ほとんどのアルミニウム合金の硬度は36～130 HBWの範囲にあります。通常、130 HBWを超えるのはT4またはT6状態の熱処理可能合金のみであり、一方、市販の純アルミニウムのほとんどは35 HBW未満です。.

ロックウェル硬さ試験

適用されるスケールには、HRB、HRG、HRF、HRE、およびHR15Tが含まれます。130 HBを超える試験片には、HRB、HRG、またはHR15Tを使用できます。130 HB未満の試験片については、HRFまたはHREを用いて試験を行う方が適しています。35 HB未満の試験片については、ロックウェル試験は推奨されません。 試験片の最小厚さは、選択したロックウェル硬さ試験スケールの要件を満たす必要があります。.

箔およびストリップのビッカース硬度試験

アルミ箔やアルミストリップは薄く、柔らかい。中国におけるアルミ箔の厚さの上限は0.2 mmである。したがって、厚さ1 mm未満の箔やストリップには、低荷重ビッカース試験または微小硬度試験が適している。材料の硬度と試験片の厚さの双方を考慮して、荷重を選択すること。.

ウェブスター硬度試験

ウェブスター試験は、押出成形プロファイル、アルミニウム製のドアや窓、カーテンウォール用プロファイル、板材、およびチューブに広く用いられています。 GB/T 5237-2017は、建築用プロファイルに対するウェブスター試験を規定している。同資料では、現場でのカーテンウォールプロファイルの検査に関してJJG 139-2001も引用しており、8 HW以上（約42～120 HBSに相当）を合格値としている。 [確認事項：試験装置および合格値に関する規格番号と出典の文言を確認すること。]記載されている合金範囲は1xxx系から7xxx系で、およそ42～98 HREまたは42～120 HBWに相当する。.

アルミニウム板およびプレートの硬度試験

板材の硬度は、熱間加工性能、冷間加工変形、および熱処理状態を評価する上で役立ちます。耐食性を向上させるクラッド層は表面の測定値にも影響を与える可能性があるため、クラッド材と非クラッド材のシートは別々に扱う必要があります。 非クラッド鋼板は、ブリネル、ロックウェル、ウェブスター、またはバーコル法によって試験が可能であり、一般にブリネル法の方が高い精度が得られます。.

アルミニウム板の主なロックウェル硬度は、HRB、HRE、HRF、およびHR15Tです。.

換算値はHB/Z 215-1992から引用したものです。ウェブスター式およびバーコル式の硬度計は、生産現場、建設現場、倉庫での使用に適したコンパクトで持ち運び可能な測定器です。 分解できない組み立て済み部品については、同資料ではバーコル GYZJ 934-1 試験機の使用を推奨している。ウェブスターの4～17 HWの範囲は、おおよそ42～120 HBSに相当する。120 HBSを超える場合は、ウェブスター W-B75 またはバーコル試験機を使用することができる。.

クラッドアルミニウム板に関しては、出典には中国の国家規格は記載されていない。その代わりに、出典では、2024および7075アルミニウム板についてはボーイングのBBS 7221、より詳細なアルミニウム板の硬度試験についてはエア・カナダのMPS 168-13が言及されている。.

硬度圧痕から結晶学的集合組織を明らかにできるか？

不適切な圧延は、アルミニウム板や帯鋼に異方性、すなわち結晶組織を生じさせることがあります。その後の深絞り加工において、これが4葉状の耳状欠陥を引き起こす可能性があります。結晶組織を評価するには通常、X線回折法が用いられますが、X線回折計が利用できない場合には、低荷重のビッカース圧痕試験によって、簡単な定性的な確認を行うことができます。.

• 明らかな組織構造が見られない焼鈍処理済みの試料には、著しい凹面や凸面がなく、規則的な正方形の圧痕が残る。深絞り加工を行っても、耳は発生しないか、あるいはごくわずかにしか発生しない。.
• 明らかな組織構造を示す焼鈍試料では、圧痕の側面が内側に湾曲している。一般的に、耳は縦方向および横方向に形成される。.
• 組織構造が確認できる冷間加工試料では、へこみの側面が外側に膨らんでいる。耳は通常、45°の角度で形成される。.

硬度に基づくモニタリングは、簡便で安価、かつ効果的ですが、この圧痕形状を用いた手法は定性的なものであり、完全なテクスチャ測定の代わりとなるものではありません。.