铝合金板材的硬度值可用于鉴定热加工工序的性能、冷加工的变形程度和热处理状态是否正确等。
铝合金板材有带包铝层和不带包铝层两种。带包铝层的表面可以明显提高材料表面防腐能力,飞机蒙皮和结构钣金零件大量采用带包铝层的铝合金板材。其实所谓不带包铝层的,有些高强铝合金还采用工艺包铝加工办法,制样时应注意。
硬度检测时对带包铝和不带包铝层合金板的硬度检测应区别对待。
1.不带包铝层铝合金板的硬度检测
1)布氏硬度检测法
这是最准确常规的检测方法。
根据板材厚度推荐如下检测条件,见表1:
表1根据板材厚度推荐如下检测条件
2)韦氏和巴氏硬度检测法
韦氏和巴氏法是近些年引进的硬度检测方法。它们的特点都属于小型便携式硬度计,适用测量铝合金板材。特别适用于生产现场考核工艺、建材施工地、仓库检测等。对于经组装不可分离组件,用巴克尔GYZJ934-1型硬度计测量钣金件的硬度值是有效的。
检测铝合金板材,韦氏法适用于HW4~HW17范围内,相当于布氏硬度值42~120HBS。高于120HBS的板材可选用韦氏W-B75型硬度计或巴氏硬度计检测。
3)洛氏及表面洛氏硬度检测法
在检测铝合金板材硬度时,国外资料介绍有用HRB、HRE、HR15T的。从技术上分析,HRB、HRE、HR15T、HRF标尺的适用范围对应于铝合金板材的硬度值范围是相适应的(见表2)超硬铝合金板(CS态)可用HRB和HR15T标尺。硬铝合金板(CZ、CS态)可用HRF和HRE。HRH则适于测中等或中上等硬度的铝合金板。
表2铝合金洛氏硬度与布氏硬度对照表
表2.jpg
我国在测定铝合金板的硬度检测中,开发了洛氏标尺HRB、HRE、HRH、HRF和HR15T的应用,有利于涉外加工、引进技术和技术交流等。
2.包铝合金板的硬度检测
包铝合金板的硬度检测,目前尚无国家标准依据。
美国波音公司《BBS7221硬度试验》技术资料中,对2024和7075合金铝板硬度检测介绍。
实测数据供参考,见表3。
表32024和7075合金硬度表
加拿大航公司《MPS168-13金属硬度试验》技术资料中,无损检测资源网对铝板的硬度值检测作了更为详细介绍。对2024铝合金包铝板有如表4数据介绍。
表42024合金硬度表
从以上资料中看出,国外早已应用洛氏硬度HRE和HRH标尺检测包铝合金板硬度,我国现已有HRE、HRH标准,上列数据可供应用HRE、HRH标尺检测包铝合金板时参考。
在应用HRE和HRH测定包铝合金板硬度时,应注意其适用性。一是应注意包铝层厚度的影响和规律。GB/T3880-1997对可热处理强化铝合金板规定:板材厚度为0.5~1.6mm时,每面包铝不得小于板材总厚度的4%;板材厚度>1.6~10.0mm时,不得小于板材总厚度的2%。其次,对在包铝板上和去掉包铝板上测定硬度,在积累分析数据的基础上,对硬度示值指标分别作出了规定。
带包铝板和不带包铝板通过HRE、HRH硬度检测,结果肯定是有差异的,加拿大航空公司“MPS—13金属硬度试验”介绍,在带包铝层表面测得的HRE值比在去除包铝层测得的HRE值最大相差HRE15个单位,HRH则相差达14个单位。
通过试验得到差异值的规律关系,分别对带包铝和不带包铝的HRE和HRH作出硬度值≥××的合格界限规定。这是对包铝板硬度检测引进消化,寻求建立一种包铝板检测的标准方法。
有资料介绍,表面洛氏HR15T检测1.2mm以下铝合金包铝板也是可行的。
国外有资料引证,薄铝板原要求用HRE标尺,由于有钻穿效应(即压痕深度h不能满足试样最小厚度t应大于10倍h的要求,且试样背面有肉眼可见的痕迹),允许用HR15T标尺,即表面洛氏硬度,检测力为147N(15kgf),压头为1.588mm钢球。
国内有试验数据证明:2024—T30.3mm包铝板,要求HRE≥90,因为太薄,不宜用HRE检测,实测用HR15T,结果为80.81HR15T。实验验证:HRE90换算为HR15T78.5关系成立。因此,薄包铝合金板(1.2mm以下的)可用HR15T表面洛氏硬度计进行硬度检测。
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