Hardheidsgrafiek aluminiumlegering: HW, HB, HV, HRB, HBA

De hardheid van aluminium kan beoordeeld worden met verschillende testmethoden, waaronder Brinell hardheid en Rockwell hardheid. De hardheid van aluminiumlegeringen is gerelateerd aan de andere metalen waarmee ze zijn gelegeerd, zoals magnesium, mangaan en koper. De toevoeging van deze elementen kan de corrosiebestendigheid en hardheid van aluminium aanzienlijk verbeteren.

Verschillende series aluminiumlegeringen hebben verschillende hardheidswaarden; er zijn bijvoorbeeld verschillen tussen de hardheid van 7075 aluminiumlegering en 6063 aluminiumlegering. Bovendien kan de hardheid van aluminiumlegeringen ook worden gemeten met specifieke hardheidsmeters, zoals Vickers hardheidsmeters en de Rockwell hardheidsmeter.

Dit geeft aan dat de hardheidswaarden van aluminiumlegeringen kunnen variëren afhankelijk van verschillende testmethoden en standaarden. Tegelijkertijd kan de hardheid van aluminiumlegeringen ook worden verbeterd door oppervlaktebehandelingsmethoden. Anodiseren kan bijvoorbeeld de hardheid en slijtvastheid van aluminiumlegeringen aanzienlijk verhogen.

Aluminiumlegering hardheidsgrafiek

De tabel hieronder geeft typische Vickers-hardheidswaarden gemeten met een Tianxing W-20 Vickers-hardheidsmeter voor bijna 400 verschillende soorten aluminiumlegeringen met verschillende warmtebehandelingsprocessen.

De Vickers hardheidswaarden in de tabel zijn werkelijk gemeten typische hardheidswaarden van verschillende aluminiumlegeringen en worden niet gebruikt als basis voor de kwalificatie van het materiaal. De hardheidskwalificeringswaarden voor verschillende materialen moeten verwijzen naar de overeenkomstige technische productspecificaties. In de nationale norm GB 5237.1 "Aluminum Alloy Building Profiles Part 1: Base Material" staat bijvoorbeeld dat de Vickers-hardheidswaarde van 6063-T5 niet minder dan 8HW mag zijn en de Vickers-hardheidswaarde van 6063A-T5 niet minder dan 10HW.

De Brinell-hardheidDe Vickers-hardheid, Rockwell-hardheid en Barcol-hardheid zijn alleen bedoeld als referentie en kunnen niet worden gebruikt voor conversie. Als omrekening nodig is, wordt aanbevolen om de hardheidsconversietabel van de Amerikaanse standaard ASTM E140 te gebruiken.

Aluminiumlegering hardheidsgrafiek

Welke elementen die aan een aluminiumlegering worden toegevoegd, kunnen de hardheid ervan aanzienlijk verhogen?

Elementen zoals magnesium, mangaan, titanium en zeldzame aardelementen (zoals lanthaan en yttrium) kunnen worden toegevoegd aan een aluminiumlegering om de hardheid te verhogen. Het toevoegen van magnesium kan de treksterkte van aluminium aanzienlijk verhogen; voor elke toename van magnesium met 1% neemt de treksterkte toe met ongeveer 34 MPa.

De toevoeging van mangaan kan het versterkende effect aanvullen en ook de gevoeligheid voor thermisch kraken verminderen.

Bovendien kan de toevoeging van zeldzame aardelementen (zoals lanthaan en yttrium) de weerstand tegen het afbladderen van de oxidatielaag verhogen. De toevoeging van deze elementen kan de hardheid van aluminiumlegeringen dus in verschillende mate verhogen.

Hoe kunnen de hardheid en slijtvastheid van aluminiumlegeringen worden verbeterd door oppervlaktebehandelingsmethoden?

Er zijn verschillende methoden die gebruikt kunnen worden om de hardheid en slijtvastheid van aluminiumlegeringen te verbeteren door oppervlaktebehandeling:

Anodische oxidatiebehandeling: Bij deze veelgebruikte methode wordt een dichte oxidelaag gevormd op het oppervlak van de aluminiumlegering, waardoor de hardheid en corrosiebestendigheid worden verbeterd.

Oppervlakte galvaniseren: Door een laagje metaal (zoals tin of koper) op het oppervlak van de aluminiumlegering aan te brengen, kunnen de hardheid en slijtvastheid effectief worden verbeterd.

Spuiten van slijtvaste coatings: Een speciale slijtvaste coating wordt gelijkmatig op het oppervlak van het aluminiumlegeringsmateriaal gespoten om een uniforme, dichte en harde coating te vormen. Deze methode verbetert niet alleen de slijtvastheid en corrosiebestendigheid, maar verbetert ook het uiterlijk.

Koudverharding: Deze methode verhardt de aluminiumlegering bij kamertemperatuur door koud bewerken, geschikt voor materialen van aluminiumlegeringen die hun oorspronkelijke vorm moeten behouden.

Warmtebehandeling: Voor bepaalde specifieke soorten aluminiumlegeringen (zoals 6061) kunnen hun sterkte en hardheid worden verbeterd door een verouderingsbehandeling. Dit houdt meestal een verouderingsbehandeling in na de oplossingsbehandeling.

Afzetting van amorfe CrAlN-coating met gelijkstroom door magnetronsputteren: Deze methode deponeert een amorfe CrAlN-coating op het oppervlak van de aluminiumlegering, waardoor de corrosiebestendigheid en slijtvastheid worden verbeterd.

Thermisch spuiten en zelfproducerende synthese bij hoge temperatuur: Deze methoden kunnen slijtvaste keramische coatings op het oppervlak van de aluminiumlegering voorbereiden, waardoor de slijtvastheid van de aluminiumlegering aanzienlijk wordt verbeterd.