6XXX系铝合金挤压型材抗拉强度与硬度关系探讨
第 卷 第 期
印 年 月
有色金属加工
〔 以祀 《
系铝合金 挤压 型 材 抗 拉 强 度 与硬 度 关 系探 讨
钟永红
深圳华加 日铝业 有 限公 司 , 广东深 圳
摘 要 通过大量 的试验结果 , 总结 出 了 系列 铝 合 金 挤 压 型 材 的抗拉 强 度与硬 度在 数值上 的 近 似换算公
式 。 利用 这些公式 , 可 根据硬度 测 量值 近似地估算 出材料 的抗 拉强 度 。
关键词 抗拉强度 维 氏硬度 韦 氏硬度
中图分类号 二 文 献标识码
问题 的提 出
系铝合金 已 广泛 应 用 在 建 筑 门窗 、 汽 车 、 造
船 、 电子 等工业 构件上 。 不 同的使 用 场 所 对 构 件 有 不
同的机械 性能要求 。 这些 机 械 性 能包 括 抗 拉 强 度 ,
维氏硬度 , 布 氏硬 度 等 。 由于 测试这些 指 标 的
试验都是破 坏性 的 , 因此 在 实 际生 产 工 序 的 品质 控 制
中 , 多使用 钳式 硬 度计 韦 氏硬 度 对 机 械 性
能进行在线监控 。 探讨 强 度 和 硬 度 之 间 的 对 应 关 系 ,
对于指导生 产有 实际意 义 。
试验方法
合金及状态
试验 涉 及 最 常 使 用 的 、 、 肠 、
肠 、 等 系 合 金 , 其 抗 拉 强 度 。 , 约 为
印 一 。
拉伸试验
抗拉强度
材料的抗 拉 强 度 是 指 材 料 被 拉 断 时 单 位 面 积 上
所能承受的最大拉 力 。
拉伸试验机
所使用 的是 日本 岛津 公 司 制 造 的 型 号 为
的电子拉伸机 。 其 负荷设 置有 、 、 、 、 、
、 档位 , 示值误 差 为 。
拉伸试样
拉伸试样 按 国标 一 , 取 平 行 部 分
宽度 场为 、 原始标距 与 为 的矩形 试样 。
拉伸试验条件
设定拉 伸速 度 为 “ 而 , 拉 伸 负 荷 档 接 近 最
大拉断力 , 以保持一 定 的应变 速 度 。 例 如厚 度
的 以 型 材 , 其 拉 伸 试 样 的 估 算 最 大 拉 断 力 为
, 则 拉伸 负荷档 设 为 。 试 验 温度 士 ℃ 。
维 氏硬度试验
试验原 理
硬 度 是 指 材 料 抵 抗 更 硬 物 体 压 人 其 表 面 的能力 。
维 氏 或 布 氏 硬度 试 验 , 是 以 一 种 负荷 施 加 于 某 顶 角
的金钢 石 角锥 压 头上 , 再 以 压 头 所 留痕 面 积 的大 小 确
定其硬 度 。
维 氏硬度试验机
使用 山 东 掖 县材 料试 验 机 厂 生 产 的 型 号 为
维 氏硬 度试 验 机 , 该 机 最 小 负 荷 档 为 , 标 准 试
验块 示 值误 差 为 。
维 氏硬度试验条件
对 于 系 合 金 , 由于 值 小 于 , 故 采 用
负荷 , 负荷 持续 时 间设 定 为 巧 秒 。
钳式硬度试验
试验 原理
钳 式 硬 度 试 验 , 是 在 一 定 的 压 力 下 , 将 压 针 压 入
试 样 的表 面 , 材 料 的硬 度 与 压人 深度成反 比 。
钳式硬度计
采用 美 国生产 的 型 号 为 一 的 钳 式 硬 度 计 , 该
硬度 计 读 数 为 至 , 误 差 为 士 。
钳式硬 度计试验条件
试验按有 色金 属行 业标 准 一 仪 进行 。
试验结果
抗拉 强度 几 一 维 氏硬 度【柳 对应 关 系
表 所 列 为 一 部 分 试 验 结 果 。 假 设 抗 拉 强 度 ,
单位 为 彻刀竿和维 氏硬 度 单位 为 留 在数
值上存在 着近 似 的 比例 关 系
有 色金属 加 工 第 卷
二
由于拉伸试 验 机 负 荷示 值误 差 为 , 维 氏硬 度
计示 值误 差 为 , 如果 不考虑其它 的操作误 差 因素 ,
则 由假设公 式 换 算 带 来 的 名 义 换 算 误 差 △为 两 者 之
和
△ 二 九
二 。、
单位为
或者
△ 二
二 单位为 甲例
由表 数据 可 以看 出 , 实 际测 出 的抗 拉 强 度 与
维 氏硬度 的 倍数值基本接近 。 个试样 测定 结
果 中 , 与 之 绝 对 误 差 小 于 名 义 换 算 误 差 按
计算 的有 个 表 中加 符 号丫 的数据 , 占总
数的 , 可见假 设 公 式 几 、 基 本 成 立 , 考 虑 换
算误差 时 , 公式 可 写 成 二 土 注 的单
位 为 , 单位 为 岁 。
表
试样
编 号
制品
规格 鬃 抗拉强度
几
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维 氏硬度
、
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刀 肠
抗拉 强度《仇 一 钳式 硬 度 韦 氏硬 度 对 应
关 系
表 所列 为一 部 分试 样 的抗 拉 强 度 与韦 氏硬
度 对 应 试 验 结 果 。 现 在 假 设 。 单位 为 枷罕
和 之 间在数值上 存 在着 以 下 近 似的 比例关系
、
即使不考虑拉伸试 验 机 导 致 的抗 拉 强 度 几 的误
差 , 仅 由韦 氏硬 度 的读 数 误 差 士 、
带 来 的换 算 强 度
误差 就 为 士 浏矛 。 从 以 下 个 试样 的试 验数
据可 以 看 出 , 抗 拉强度 的数值和 的数值基本
接近 , 它 们 的绝 对误 差 。 一 稍 大 于
的有 个 , 仅 占总 试 样 的 , 由此 可 以 认 为 二
基本 成立 。 如果 考 试误差 , 公式 可写成
二 士
其 中 , 的单位为 , 为韦 氏钳读数 , 无单位 。
表
试样
编号
制 品
规格
厚度 抗拉强度 仇 韦 氏硬
度 几 一
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第 期 有色金属 加工
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一
以上 由试验总结 出的经 验 公 式 二 土
及 二 士 是 针 对 系 列 铝 合金 而 言 的 。
由于该 系列 合金 的维 氏硬 度 一 般 小 于 印 , 这 种情
况下 材 料 的布 氏硬 度 和 维 氏硬 度 接近 二
, 这是 因为这 两 种 试 验 方 法 都是 以 压 痕 单 位 面 积
上承受 负荷 的大 小 来 表 示 硬 度 值 的 高低 。 因 此 我 们
可 以认 为 二 士 同样 适 用 于 系列 铝
合金 。 、 、 、 作 为 材 料 机 械 性 能 的 不 同指
标 , 有着 内在 的联 系 , 一 般 地 说 , 硬 度 愈 大 , 相 应 强 度
也 大 , 而测 试 指标 , 需要用 价格 昂贵 的拉伸试 验 机 ,
因此 了解 它们 之 间 的关 系 , 对 于 指 导 生 产 , 控 制 产 品
质量 具有实用 意义 。 比如某 种 铝 合金 构件 , 要 求 达
到 , 我 们 可 以 根据 上 面 的 结 论 推算 出 , 该 种
构件 的 维 氏 硬 度 及 布 氏 硬 度 约 为 岁
仙矛 , 其 韦氏硬度 约为 。 下 转 第 页
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肠
有色 金属加 工 第 卷
断面公 差 水 平 。 这 一 点 也 是 高水 平 热 轧 机 的基 本 要
求 , 对后 部板形 质量 、 生产效 率的提 高是 非 常重要 的 。
热粗轧 热精轧双卷取轧机
选择热粗 轧 热精 轧 双卷 取 轧 机 时 , 热 粗 轧 机 一
般仅 配置厚度 内环 控 制 , 轧 制 速 度 选 择 在
记 。 在 精 轧 机 上 配 置 监 控 和 系 统
动态 凸度 控 制 系 统 , 轧 制 速 度 选 择 在 一 而
在 条 件 允 许 时 , 在 精 轧 机 上 应 配 置 可 变 凸 度 辊
如 辊 、 辊 或 辊等 , 提 高凸度 的控制水 平
并减少 备用 工作辊 的数量 。
热粗轧 热连 轧机
选择 热粗轧 一 机 架 热 连 轧 机 的机 型 时 , 由于
投资 、 产 量规 模 都 非 常 大 , 其 产 品 一 定 要 针 对 高精 尖
产品 , 因此对装 机水 平 的要 求也 较 高 。 除 上 述 基 本 配
置外 , 在粗轧 机 上 应 配 备 凸 度 控 制 系 统 可 以 选 择 扫
描 式 或 三点式 凸 度 仪 , 对 粗 轧 机 进 行 凸 度调 整 , 同时
也作 为精 轧机 凸 度 控 制 的输 人 控 制 。 在 投 资允 许时 ,
还 应 配备带 有 短 程 自适 应 道 次 到 道 次 的轧 制表计
算 系统 , 以 实现外 环无 法 投 人 以 前 的厚 度 、 凸 度 、 温 度
等 的 内环 自动 控 制 。 在 精 轧 机 上 除 配 备有 多 机 架 的
厚度 系 统 外 , 还 应 配 备 带 有 多 点 凸 度 检 测 仪 的
系 统 及 板 形 检 测 装 置 , 在 投 资 允 许 时 , 还 应 配备
带有 长程 自适 应 卷 材 到 卷 材 的轧 制 表 计 算 系统 及
温度 闭环 控制 系统 , 以 提 高产 品 的质量 均 匀 性 和稳定
性 。 粗 轧 机 的 轧 制 速 度 一 般 为 一 耐而 三 机
架热 轧机 的 出 品速度 在 一 耐 , 四机 架 为
一 而 , 五机 架 为 一 而 左 右 。
总之 , 在 选 择 热 轧 机 时 要 综 合 考 虑 投 资 能 力 、 市
场销售 能力 、 产 量 规模 、 产 品 方案 、 自身 技 术 及管理 能
力等 因 素 来 确 定 , 以 能 够 更 好 地 提 高 企 业 的 投 资 收
益 。
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