鋁合金板材的硬度檢測方法
鋁合金板材的硬度值可用于鑒定熱加工工序的性能、冷加工的變形程度和熱處理狀態(tài)是否正確等。
鋁合金板材有帶包鋁層和不帶包鋁層兩種。帶包鋁層的表面可以明顯提高材料表面防腐能力，飛機蒙皮和結構鈑金零件大量采用帶包鋁層的鋁合金板材。其實所謂不帶包鋁層的，有些高強鋁合金還采用工藝包鋁加工辦法，制樣時應注意。
硬度檢測時對帶包鋁和不帶包鋁層合金板的硬度檢測應區(qū)別對待。
1. 不帶包鋁層鋁合金板的硬度檢測
1）布氏硬度檢測法
這是最準確常規(guī)的檢測方法。
根據(jù)板材厚度推薦如下檢測條件，見表1：
表1 根據(jù)板材厚度推薦如下檢測條件
2）韋氏和巴氏硬度檢測法
韋氏和巴氏法是近些年引進的硬度檢測方法。它們的特點都屬于小型便攜式硬度計，適用測量鋁合金板材。特別適用于生產(chǎn)現(xiàn)場考核工藝、建材施工地、倉庫檢測等。對于經(jīng)組裝不可分離組件，用巴克爾GYZJ 934-1型硬度計測量鈑金件的硬度值是有效的。
檢測鋁合金板材，韋氏法適用于HW 4~HW 17范圍內(nèi)，相當于布氏硬度值42~120 HBS。高于120 HBS的板材可選用韋氏W-B75型硬度計或巴氏硬度計檢測。
3）洛氏及表面洛氏硬度檢測法
在檢測鋁合金板材硬度時，國外資料介紹有用HRB、HRE、HR15T的。從技術上分析，HRB、HRE、HR15 T、HRF標尺的適用范圍對應于鋁合金板材的硬度值范圍是相適應的（見表2）超硬鋁合金板（CS態(tài)）可用HRB和HR15 T標尺。硬鋁合金板（CZ、CS態(tài)）可用HRF和HRE。HRH則適于測中等或中上等硬度的鋁合金板。
表2 鋁合金洛氏硬度與布氏硬度對照表
我國在測定鋁合金板的硬度檢測中，開發(fā)了洛氏標尺HRB、HRE、HRH、HRF和HR15T的應用，有利于涉外加工、引進技術和技術交流等。
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)。
美國波音公司《BBS 7221硬度試驗》技術資料中，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7075合金硬度表
加拿大航公司《MPS 168-13 金屬硬度試驗》技術資料中，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合金硬度表
從以上資料中看出，國外早已應用洛氏硬度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)可供應用HRE、HRH標尺檢測包鋁合金板時參考。
在應用HRE和HRH測定包鋁合金板硬度時，應注意其適用性。一是應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，不得小于板材總厚度的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)的基礎上，對硬度示值指標分別作出了規(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HRE 15個單位，HRH則相差達14個單位。
通過試驗得到差異值的規(guī)律關系，分別對帶包鋁和不帶包鋁的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（即壓痕深度h不能滿足試樣最小厚度t應大于10倍h的要求，且試樣背面有肉眼可見的痕跡），允許用HR15T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 0.3mm包鋁板，要求HRE≥90，因為太薄，不宜用HRE檢測，實測用HR 15T，結果為80.81HR 15T。實驗驗證：HRE 90換算為HR 15T 78.5關系成立。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。