鋁合金板材的硬度檢測方法(2)

鋁合金板材的硬度檢測方法(2)


2. 包鋁合金板的硬度檢測

        包鋁合金板的硬度檢測,目前尚無國家標準依據(jù)。

        蓋波音公司《BSS 7221 硬度試驗》技術(shù)資料中,對2024和7075合金鋁板硬度檢測介紹。

        實測數(shù)據(jù)供參考,見表3。

表3 2024和70合金硬度表

合金狀態(tài)

去包鋁層

帶包鋁層

HRB

HRE

HRB

HRE

2024—T4

厚:4.83 mm

79.2~79.8

102.8~103.2

49.7~50.3

88.0~89.8

7075—T6

厚:3.18 mm

91.5~92.0

108.5~109.0

71.5~72.0

97.0~99.5

        加拿大航空公司《MPS 168—13金屬硬度試驗》技術(shù)資料中,對鋁板的硬度值檢測作了更為詳細介紹。對2024鋁合金包鋁板有如表4數(shù)據(jù)介紹。

 表4 2024合金金硬度表

合金狀態(tài)

規(guī)格/mm

洛氏硬度值

最小值

最大值

2024—O

2024—T36

2024—T36

2024—T3

2024—T4

所有

包鋁板≤1.60

包鋁板>1.6

包鋁板≤1.60

包鋁板1.63~2.3

HRH 111

HRH 110

HRE 90

HRE 93

HRH 90

2024—T3或T4

2024—T3或T4

2024—T3或T4

2024—T3或T4

2024—T3或T4

包鋁板2.31~2.54

包鋁板2.55~3.175

包鋁板3.176~4.064

包鋁板4.065~4.826

所有不包鋁產(chǎn)品

HRH 108

HRH 105

HRH 103

HRH 101

HRB 69

        從以上資料中看出,國外早已應(yīng)用洛氏硬度HRE和HRH標尺檢測包鋁合金板硬度,我國現(xiàn)已有HRE、HRH標準,上列數(shù)據(jù)可供應(yīng)用HRE、HRH標尺檢測包鋁合金板時參考。

        在應(yīng)用HRE和HRH測定包鋁合金板硬度時,應(yīng)注意其適用性。一是應(yīng)注意包鋁層厚度的影響和規(guī)律。GB/T 3880—1997對可熱處理強化鋁合金板規(guī)定:板材厚度為0.5~1.6 mm時,每面包鋁不得小于板材總厚度的4%;板材厚度>1.6~10.0 mm時,不得小于板材厚度的2%。其次,對在包鋁板上和去掉包鋁板上測定硬度,在積累分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對硬度示值標分別作出了規(guī)定。

        帶包鋁板和不帶包鋁板通過HRE、HRH硬度檢測,結(jié)果肯定是有差異的,加拿大航空公司“MPS—13金屬硬度試驗”介紹,在帶包鋁層表面測得的HRE值比在去除包鋁層測得的HRE值最大相差HRE15個單位,HRH則相差達14個單位。

通過試驗得到差異值的規(guī)律關(guān)系,分雖對帶包鋁和不帶包鋁板的HRE和HRH作出硬度值≥**的合格界限規(guī)定。這是對包鋁板硬度檢測引進消化,尋求建立一種對包鋁板檢測的標準方法。

        有資料介紹,表面洛氏HR 15T檢測1.2 mm以下鋁合金包鋁板也是可行的。

        國外有資料引證,薄鋁板原要求用HRE標尺,由于有鉆穿效應(yīng)(即壓痕深度h不能滿足試樣最小厚度t應(yīng)大于10倍h的要求,且試樣背面有肉眼可見的痕跡),允許用HR 15T標尺,即表面洛氏硬度,檢測力為147 N(15 kgf),壓頭為1.588 mm鋼球。

        國內(nèi)有試驗數(shù)據(jù)證明:2024—T3 0.3 mm包鋁板,要求HRE≥90,因為太薄,不宜用HRE檢測,實測用HR 15T,結(jié)果為80.81HR 15T。實驗驗證:HRE 90換算為HR 15T 78.5關(guān)系成立。因此,薄包鋁合金板(1.2 mm以下的)可用HR 15T表面洛氏硬度計進行硬度檢測。

        部分鋁合金常溫型布氏硬度值參見表4.

 

表4 部分鋁合金常溫典型布氏硬度值

牌號

 

 

布氏硬度

狀態(tài)

O

(M)

HX 2

(Y4)

HX 4

(Y2)

HX 6

(Y1)

HX 8

(Y)

T4

(CZ)

T 6

(CS)

1100(L 5—1)

5 A02(LF 2)

5 A03(LF3)

5056(LF 5—1)

3 A21(LF 21)

2 A(LY 1)

2 A04(LY4)

2A11(LY11)

2A12(LY12)

6A02(LD 2)

2A14(LD 10)

6061(LD 30)

7A03(LC 3)

7A04(LC 4)

7A09(LC 9)

7A10(LC 10)

23

47

58

65

28

45

47

30

45

30

60

28

60

67

35

32

68

73

40

38

73

78

47

44

77

80

105

55

115

105

160

105

165

70

120

196

135

205

150

150

150

130

鋁材織構(gòu)的判定

        應(yīng)用小負荷維氏硬度計作壓印檢測,隨后觀察壓痕形態(tài),可判定材料組織是否存在織構(gòu)。例如純鋁板帶材,由于軋制工藝不當,有時板帶材產(chǎn)生各向異性(即織構(gòu)),在隨后深沖成制品時,造成產(chǎn)品出現(xiàn)“四角”即“制耳”,為了改進工藝提高產(chǎn)品品質(zhì),在沒有X射線衍射儀的情況下,采用硬度試驗法,可定性而簡易地測定鋁板帶材是否存在織構(gòu)。其方法為,在鋁材上作小負荷維氏壓印,隨后觀察壓痕形態(tài)特征,在與深沖試驗作反復(fù)對照后,有如下結(jié)論:當退火后的板帶材試樣,無結(jié)構(gòu)組織時,壓印保持正方形規(guī)則形態(tài),四邊無凸凹現(xiàn)象,深沖后無“四角”或很小。當退火板材試樣有結(jié)構(gòu)時,正方形壓痕的四邊向內(nèi)凹沖制時“四角”產(chǎn)生的帶材的縱橫兩個方向上。當冷加工試樣有織構(gòu)時,正方形壓痕的四邊向外凸,制耳的“四角”產(chǎn)生的帶材的45°方向上。利用這種方法監(jiān)控產(chǎn)品品質(zhì),簡易而有實效。

        另外,在電池(1#)外殼鋅餅塊的硬度檢測中,也會有類似情況出現(xiàn)。電池鋅餅塊通常是用布氏硬度檢測,在測試過程中如發(fā)現(xiàn)鋼球壓痕呈橢圓形,兩個垂直方向測試的壓痕直徑有明顯差異時,也反映出材料存在織構(gòu)問題,也會在沖制電池筒(殼)時產(chǎn)生制耳。





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