Как проверяется твердость алюминиевого сплава?

Испытание по Бринеллю является наиболее распространённым и, как правило, наиболее подходящим методом определения твёрдости алюминия и его сплавов. Испытание по Роквеллу целесообразно в тех случаях, когда требуется быстро получить результаты по большому количеству образцов. Испытание по методу микро-Виккерса с малой нагрузкой подходит для фольги, ленты и очень мелких деталей приборов. Испытание по методу Вебстера широко используется для алюминиевых профилей, тогда как испытание по методу Лееба подходит для крупных отливок и поковок, из которых трудно извлечь образцы.

Испытание на твердость по Бринеллю

Выберите коэффициент загрузки K в зависимости от состава сплава, состояния и предполагаемой твёрдости, где K = 0.102F/D². Затем выберите диаметр индентора и испытательное усилие в соответствии с толщиной и шириной образца. Твердость большинства алюминиевых сплавов находится в диапазоне от 36 до 130 HBW. Только термообрабатываемые сплавы в состоянии T4 или T6 обычно превышают 130 HBW, тогда как твердость большинства коммерчески чистого алюминия не превышает 35 HBW.

Испытание на твердость по шкале Роквелла

К применимым шкалам относятся HRB, HRG, HRF, HRE и HR15T. Для образцов с твердостью выше 130 HB можно использовать шкалы HRB, HRG или HR15T. Образцы с твердостью ниже 130 HB лучше испытывать с использованием шкал HRF или HRE. Испытания по шкале Роквелла не рекомендуется проводить при твердости ниже 35 HB. Минимальная толщина образца должна соответствовать требованиям, предъявляемым к выбранной шкале Роквелла.

Определение твердости по Виккерсу для фольги и ленты

Алюминиевая фольга и лента отличаются тонкостью и мягкостью. В Китае предельное значение толщины алюминиевой фольги составляет 0,2 мм. Поэтому для фольги и ленты толщиной менее 1 мм подходит испытание по Виккеру с малой нагрузкой или определение микротвёрдости. Выбирайте величину силы с учётом как твёрдости материала, так и толщины образца.

Определение твердости по методу Вебстера

Испытание по методу Вебстера широко применяется для экструдированных профилей, алюминиевых дверей и окон, профилей навесных фасадов, листов и труб. Стандарт GB/T 5237-2017 устанавливает требования к испытанию по методу Вебстера для архитектурных профилей. В источнике также приводится стандарт JJG 139-2001 для проверки профилей навесных фасадов на месте и указывается допустимое значение выше 8 HW, что соответствует примерно 42–120 HBS. [ПРОВЕРИТЬ: Подтвердить номер стандарта и формулировку источника в отношении прибора и допустимого значения.] Указанный диапазон сплавов — от 1xxx до 7xxx, что соответствует примерно 42–98 HRE или 42–120 HBW.

Испытания на твердость алюминиевых листов и пластин

Твёрдость листа помогает оценить характеристики горячей обработки, деформацию при холодной обработке и состояние после термообработки. К листам с покрытием и без него следует применять разные подходы, поскольку покрытие, повышающее коррозионную стойкость, также может влиять на показания, полученные при измерении поверхности. Неплакированный лист можно испытывать по методам Бринелля, Роквелла, Вебстера или Баркола; метод Бринелля, как правило, обеспечивает более высокую точность.

Основными шкалами по Роквеллу для алюминиевого листа являются HRB, HRE, HRF и HR15T.

Значения пересчёта приведены из стандарта HB/Z 215-1992. Измерители по шкалам Вебстера и Баркола представляют собой компактные портативные приборы, подходящие для использования на производственных площадках, строительных площадках и складах. Для сборочных узлов, которые невозможно разобрать, в источнике рекомендуется использовать тестер Barcol GYZJ 934-1. Диапазон показателей по шкале Вебстера от 4 до 17 HW соответствует примерно 42–120 HBS. При значениях выше 120 HBS можно использовать тестер Webster W-B75 или тестер Barcol.

В источнике не указан никакой китайский национальный стандарт для алюминиевого листа с покрытием. Вместо этого в источнике упоминается стандарт Boeing BBS 7221 для листов из сплавов 2024 и 7075, а также стандарт Air Canada MPS 168-13, содержащий более подробные требования к испытаниям алюминиевых листов на твердость.

Могут ли отпечатки твердости выявить кристаллографическую текстуру?

Неправильная прокатка может привести к возникновению анизотропии, или кристаллографической текстуры, в алюминиевых листах и лентах. При последующей глубокой вытяжке это может вызвать образование четырехлопастных ушей. Рентгеновская дифракция является стандартным методом оценки текстуры, однако при отсутствии рентгеновского дифрактометра простые качественные проверки можно проводить с помощью вдавливания по Виккерсу с малой нагрузкой.

• Отжигаемый образец без видимой текстуры сохраняет правильную квадратную вмятину без выраженных вогнутых или выпуклых сторон. При глубокой вытяжке не образуются заусенцы или образуются лишь незначительные заусенцы.
• У отжигаемого образца с выраженной текстурой края вмятины изогнуты внутрь. Уши, как правило, образуются в продольном и поперечном направлениях.
• Образец, подвергшийся холодной деформации и имеющий текстуру, демонстрирует выпуклые наружу стороны вмятины. Уши, как правило, образуются под углом 45°.

Мониторинг на основе определения твердости является простым, недорогим и эффективным методом, однако данный метод, основанный на форме вдавливания, носит качественный характер и не может заменить полноценное измерение текстуры.