Tabela de dureza das ligas de alumínio: HW, HB, HV, HRB, HBA

A dureza do alumínio pode ser avaliada através de vários métodos de teste, incluindo a dureza Brinell e a dureza Rockwell. A dureza das ligas de alumínio está relacionada com os outros metais com que são ligadas, como o magnésio, o manganês e o cobre. A adição destes elementos pode aumentar significativamente a resistência à corrosão e a dureza do alumínio.

Diferentes séries de ligas de alumínio têm diferentes valores de dureza; por exemplo, existem diferenças entre a dureza da liga de alumínio 7075 e da liga de alumínio 6063. Para além disso, a dureza das ligas de alumínio também pode ser medida com aparelhos de teste de dureza específicos, tais como os aparelhos de teste de dureza Vickers e o método de teste de dureza Rockwell.

Isto indica que os valores de dureza das ligas de alumínio podem variar consoante os diferentes métodos e normas de ensaio. Simultaneamente, a dureza das ligas de alumínio também pode ser melhorada através de métodos de tratamento de superfície. Por exemplo, a anodização pode aumentar significativamente a dureza e a resistência ao desgaste das ligas de alumínio.

Gráfico de dureza da liga de alumínio

A tabela abaixo apresenta os valores típicos de dureza Vickers medidos com um aparelho de teste de dureza Vickers Tianxing W-20 para cerca de 400 tipos diferentes de materiais de liga de alumínio com diferentes processos de tratamento térmico.

Os valores de dureza Vickers apresentados na tabela são valores de dureza típicos medidos de vários materiais de liga de alumínio e não são utilizados como base para determinar se o material é qualificado. Os valores de qualificação da dureza para vários materiais devem referir-se às especificações técnicas do produto correspondente. Por exemplo, está estipulado na norma nacional GB 5237.1 "Perfis de construção em liga de alumínio - Parte 1: Material de base" que o valor de dureza Vickers do 6063-T5 não deve ser inferior a 8HW e o valor de dureza Vickers do 6063A-T5 não deve ser inferior a 10HW.

O Dureza BrinellAs tabelas de dureza Vickers, Rockwell e Barcol servem apenas de referência e não podem ser utilizadas para conversão. Se for necessária uma conversão, recomenda-se a utilização da tabela de conversão de dureza da norma americana ASTM E140.

Gráfico de dureza da liga de alumínio

Que elementos adicionados a uma liga de alumínio podem aumentar mais significativamente a sua dureza?

Elementos como o magnésio, o manganês, o titânio e os elementos de terras raras (como o lantânio e o ítrio) podem ser adicionados a uma liga de alumínio para aumentar a sua dureza. A incorporação de magnésio pode aumentar notavelmente a resistência à tração do alumínio; por cada aumento de 1% no magnésio, a resistência à tração aumenta em aproximadamente 34 MPa.

A introdução de manganês pode complementar o efeito de reforço e também diminuir a suscetibilidade à fissuração térmica.

Para além disso, a adição de elementos de terras raras (como o lantânio e o ítrio) pode aumentar a resistência à descamação da camada de oxidação. Por conseguinte, a incorporação destes elementos pode aumentar a dureza das ligas de alumínio em diferentes graus.

Como é que a dureza e a resistência ao desgaste das ligas de alumínio podem ser melhoradas através de métodos de tratamento de superfície?

Existem vários métodos que podem ser utilizados para melhorar a dureza e a resistência ao desgaste das ligas de alumínio através do tratamento de superfície:

Tratamento de oxidação anódica: Este método comum envolve a formação de uma película de óxido densa na superfície da liga de alumínio, aumentando assim a sua dureza e resistência à corrosão.

Galvanoplastia de superfície: Ao revestir uma camada de metal (como estanho ou cobre) na superfície da liga de alumínio, a sua dureza e resistência ao desgaste podem ser efetivamente melhoradas.

Pulverização de revestimentos resistentes ao desgaste: Um revestimento especial resistente ao desgaste é pulverizado uniformemente na superfície do material de liga de alumínio para formar um revestimento uniforme, denso e duro. Este método não só melhora a resistência ao desgaste e à corrosão, como também melhora o aspeto.

Endurecimento por trabalho a frio: Este método endurece a liga de alumínio à temperatura ambiente através do trabalho a frio, adequado para materiais de liga de alumínio que precisam de manter a sua forma original.

Tratamento térmico: Para certos tipos específicos de ligas de alumínio (como a 6061), a sua resistência e dureza podem ser melhoradas através de um tratamento de envelhecimento. Isto envolve normalmente um tratamento de envelhecimento após o tratamento com solução.

Deposição por pulverização catódica com magnetrão de corrente contínua de um revestimento amorfo de CrAlN: Este método deposita um revestimento amorfo de CrAlN na superfície da liga de alumínio, melhorando a sua resistência à corrosão e ao desgaste.

Pulverização térmica e síntese auto-propagante a alta temperatura: Estes métodos podem preparar revestimentos cerâmicos resistentes ao desgaste na superfície da liga de alumínio, melhorando significativamente a resistência ao desgaste da liga de alumínio.