Como é testada a dureza das ligas de alumínio?

O ensaio Brinell é o método de dureza mais comum e, em geral, o mais adequado para o alumínio e suas ligas. O ensaio Rockwell é útil quando muitas amostras exigem resultados rápidos. O ensaio de micro-Vickers de baixa carga é adequado para folhas, tiras e peças de instrumentos muito pequenas. O ensaio de Webster é amplamente utilizado para perfis de alumínio, enquanto o ensaio de Leeb é apropriado para grandes peças fundidas e forjadas, das quais é difícil retirar amostras.

Ensaio de dureza Brinell

Selecione o fator de carga K de acordo com a composição da liga, o estado de temperamento e a dureza esperada, em que K = 0.102F/D². Em seguida, escolha o diâmetro do indentador e a força de teste de acordo com a espessura e a largura da amostra. A maioria das ligas de alumínio apresenta valores entre 36 e 130 HBW. Apenas as ligas tratáveis termicamente nas condições T4 ou T6 normalmente excedem 130 HBW, enquanto a maior parte do alumínio comercialmente puro fica abaixo de 35 HBW.

Ensaio de dureza Rockwell

As escalas aplicáveis incluem HRB, HRG, HRF, HRE e HR15T. Amostras com dureza superior a 130 HB podem ser testadas com HRB, HRG ou HR15T. Amostras com dureza inferior a 130 HB devem ser testadas preferencialmente com HRF ou HRE. Não se recomenda a realização de ensaios Rockwell para durezas inferiores a 35 HB. A espessura mínima da amostra deve atender aos requisitos da escala Rockwell selecionada.

Ensaio de dureza Vickers para folhas e tiras

A folha e a tira de alumínio são finas e macias. O limite de espessura estabelecido pela China para a folha de alumínio é de 0,2 mm. Portanto, os ensaios de microdureza ou Vickers com baixa carga são adequados para folhas e tiras com espessura inferior a 1 mm. Selecione a força levando em consideração tanto a dureza do material quanto a espessura da amostra.

Teste de dureza Webster

O teste de Webster é amplamente utilizado para perfis extrudados, portas e janelas de alumínio, perfis de fachadas cortina, chapas e tubos. A norma GB/T 5237-2017 especifica o ensaio de Webster para perfis arquitetônicos. A fonte também cita a norma JJG 139-2001 para a inspeção no local de perfis de fachadas cortina e estabelece um valor de aceitação acima de 8 HW, correspondente a aproximadamente 42 a 120 HBS. [A VERIFICAR: Confirmar o número da norma e a redação da fonte quanto ao instrumento e ao valor de aceitação.] A faixa de ligas indicada é de 1xxx a 7xxx, correspondendo a aproximadamente 42 a 98 HRE ou 42 a 120 HBW.

Ensaio de dureza de chapas e placas de alumínio

A dureza da chapa ajuda a avaliar o desempenho na conformação a quente, a deformação na conformação a frio e as condições do tratamento térmico. As chapas revestidas e não revestidas devem ser tratadas de maneira diferente, pois o revestimento que melhora a resistência à corrosão também pode afetar a leitura da superfície. As chapas sem revestimento podem ser testadas pelos métodos Brinell, Rockwell, Webster ou Barcol; o método Brinell geralmente oferece maior precisão.

As principais escalas Rockwell para chapas de alumínio são HRB, HRE, HRF e HR15T.

Os valores de conversão são citados da norma HB/Z 215-1992. Os testadores Webster e Barcol são instrumentos portáteis e compactos, adequados para locais de produção, canteiros de obras e armazéns. Para componentes montados que não podem ser separados, a fonte recomenda o testador Barcol GYZJ 934-1. Uma faixa de 4 a 17 HW no teste Webster corresponde a aproximadamente 42 a 120 HBS. Acima de 120 HBS, pode-se utilizar um testador Webster W-B75 ou um testador Barcol.

Não foi identificada nenhuma norma nacional chinesa na fonte para chapas de alumínio revestidas. Em vez disso, a fonte menciona a norma Boeing BBS 7221 para chapas de alumínio 2024 e 7075 e a norma Air Canada MPS 168-13 para testes mais detalhados de dureza de chapas de alumínio.

As indentações de dureza podem revelar a textura cristalográfica?

A laminação inadequada pode causar anisotropia, ou textura cristalográfica, em chapas e tiras de alumínio. Durante a subseqüente estampagem profunda, isso pode resultar na formação de saliências em forma de quatro lóbulos. A difração de raios X é o método usual para avaliar a textura, mas as indentações Vickers com baixa carga podem fornecer uma verificação qualitativa simples quando não há um difratômetro de raios X disponível.

• Uma amostra recozida, sem textura evidente, apresenta uma indentação quadrada regular, sem lados côncavos ou convexos pronunciados. A estampagem profunda não produz rebarbas ou produz apenas rebarbas leves.
• Uma amostra recozida com textura evidente apresenta lados da indentação curvados para dentro. Geralmente, formam-se saliências nas direções longitudinal e transversal.
• Uma amostra submetida a trabalho a frio com textura apresenta lados de indentação salientes para fora. As orelhas geralmente se formam em um ângulo de 45°.

O monitoramento baseado na dureza é simples, econômico e eficaz, mas esse método baseado na forma da indentação é qualitativo e não substitui a medição completa da textura.