Một nhà thầu đi đến khu vực trùng tu ngôi chùa, dùng đốt ngón tay gõ nhẹ lên mái ngói nhôm 0,9 mm và hỏi nhà cung cấp một câu hỏi thẳng thắn: vật liệu này cứng đến mức nào? Câu trả lời có hai phần. Nhôm có độ tinh khiết thương mại nằm ở mức khoảng 2,75 trên thang Mohs, mềm hơn đồng xu và nằm giữa móng tay ở mức 2,5 và canxit ở mức 3. Thử nghiệm vết lõm cho thấy nó ở mức khoảng 160–350 MPa Vickers và 160–550 MPa Brinell. Tuy nhiên, những số liệu được công bố đó mô tả kim loại được ủ mà hầu như không có nguyên tố hợp kim nào trong đó.
Những gì thực sự nằm trên mái nhà là một hợp kim ở nhiệt độ xác định và độ cứng của nó cao gấp hai đến sáu lần so với kim loại nguyên chất. Do đó, câu trả lời hữu ích cho bất kỳ ai đang chỉ định hoặc mua tấm lợp là: hãy ngừng hỏi về "nhôm" và bắt đầu hỏi về cấp độ và tính chất. Gạch 3003-H14 và gạch ép đùn 6061-T6 đều là nhôm nhưng chúng hoạt động hoàn toàn khác nhau dưới tác dụng của mưa đá, phanh uốn và máy uốn đường may.
Câu trả lời ngắn gọn, ở phía trước
- Nhôm nguyên chất: Mohs 2,75; Vickers 160–350 MPa (khoảng 16–36 HV); Brinell 160–550 MPa (khoảng 16–56 HB).
- Hợp kim lợp ở nhiệt độ biến dạng cứng (3003-H14, 5052-H32): thường là 40–60 HV, cứng gấp đôi so với tấm ủ.
- Hợp kim có thể xử lý nhiệt (6061-T6, 7075-T6): 95–175 HV, nhưng khả năng định dạng quá kém đối với các cấu hình mái gấp hoặc uốn.
- Lớp phủ PVDF trên gạch thành phẩm sẽ đọc 2H–3H bằng thử nghiệm bằng bút chì - đó là độ cứng màng chứ không phải độ cứng kim loại và cả hai thường bị nhầm lẫn khi nộp dự án.
Độ cứng theo thang đo: Tại sao một con số không bao giờ nói lên toàn bộ câu chuyện
Mohs là xếp hạng theo thứ tự, không phải là thước đo tuyến tính. Bước nhảy từ 2 lên 3 không tương đương với bước nhảy từ 8 lên 9 và thang đo được xây dựng để nhận dạng khoáng sản hơn là kim loại. Khi chứng chỉ nhà máy hoặc tính toán kết cấu đề cập đến độ cứng của nhôm, nó hầu như luôn có nghĩa là giá trị vết lõm. Việc biết một con số đến từ quy mô nào sẽ ngăn cản hầu hết các tranh luận về mua sắm trước khi chúng bắt đầu.
Mohs 2,75
Chống trầy xước. Một chiếc đinh thép (khoảng 5,5) hoặc kính cửa sổ sẽ dễ dàng đánh dấu nhôm nguyên chất. Hữu ích khi so sánh với đá hoặc ngói, không đáng tin cậy để kiểm soát chất lượng tấm.
Vickers (HV)
Vết lõm kim tự tháp kim cương hoạt động trên các phần mỏng ở mức tải thấp. Đây là giá trị mà hầu hết các nhà sản xuất tấm nhôm đều báo cáo và là giá trị được yêu cầu trên giấy chứng nhận của nhà máy.
Brinell (HB)
Một quả bóng cứng được ép vào bề mặt. Dải 160–550 MPa quen thuộc phản ánh độ tinh khiết và nhiệt độ khác nhau, không phải một trạng thái vật chất duy nhất.
Rockwell (HRB / HR15T)
Nhanh chóng và phổ biến trong các nhà máy. Các biến thể 15T và 30T tồn tại đặc biệt vì HRB tiêu chuẩn không đáng tin cậy trên tấm lợp mỏng.
Các bảng chuyển đổi giữa HV, HB và HRB phù hợp theo kinh nghiệm, chỉ có giá trị trong phạm vi đã nêu của chúng. Không thể so sánh số đọc độ cứng vi mô được thực hiện với tải trọng 10 g trên bề mặt được phủ với số đọc Brinell từ quả bóng 2,5 mm. Luôn kiểm tra tải trọng và phương pháp trước khi so sánh hai loại nhôm cạnh nhau.
Độ cứng di chuyển của hợp kim và nhiệt độ cao hơn kim loại cơ bản
Ba cơ chế thay đổi độ cứng của tấm nhôm. Làm cứng do biến dạng (nhiệt độ H) làm nguội kim loại và khóa ở các vị trí lệch. Ủ (O tính khí) giải phóng chúng và mang lại trạng thái mềm mại nhất, dễ hình thành nhất. Xử lý dung dịch cộng với quá trình lão hóa (tinh luyện T) kết tủa các hạt mịn và tạo ra độ bền cao nhất nhưng phải trả giá bằng độ dẻo. Đối với mái lợp, nơi ngói phải được gấp, uốn và đi lại, nhiệt độ H của dòng 3000 và 5000 là mức trung bình thực tế.
Tấm nhôm-magiê-mangan, dòng 3003/3004 dùng để cán hầu hết các tấm kim loại và tấm có đường may đứng, thường cung cấp 40–55 HV trong H14 hoặc H24. Điều đó đủ cứng để nhún thang và mưa đá nhẹ trong khi vẫn gấp chặt ở mép chảo và khóa sạch ở đường may. Chuyển sang loại H18 cứng hoàn toàn và tấm trở nên cứng hơn rõ rệt, nhưng bán kính uốn cong phải tăng lên và nguy cơ nứt tăng lên ở mỗi lần gấp.
Độ cứng nào thực sự mua được bạn trên mái nhà
Độ cứng là một proxy, không bao giờ đảm bảo hiệu suất. Nó chuyển thành giá trị của tấm lợp thông qua bốn cơ chế. Khả năng chống mưa đá là tiêu chuẩn đầu tiên: các thử nghiệm va đập như UL 2218 Loại 4 và FM 4473 đo vết lõm và vết nứt thay vì HV, nhưng một tấm ở 40 HV rõ ràng hoạt động tốt hơn một tấm ở 25 HV dưới cùng một viên đá. Giao thông bằng chân là trường hợp thứ hai: chảo biến dạng vĩnh viễn dưới ủng của kỹ thuật viên bảo trì thường có áp suất dưới 30 HV hoặc độ dày dưới 0,7 mm.
Gió nâng lên là thứ ba, và ở đây độ cứng thường được bán quá mức. Khả năng chống nâng bị chi phối chủ yếu bởi độ dày tấm, chiều rộng chảo, khoảng cách kẹp và chiều cao đường may, không phải bởi nhiệt độ. Một tấm mỏng, cứng vẫn có thể nâng được các kẹp. Mối quan hệ giữa thước đo, biên dạng và độ bền kéo được trình bày chi tiết hơn trong phân tích này về độ dày tấm và thiết kế biên dạng ảnh hưởng như thế nào đến khả năng chịu tải và sức nâng của gió . Độ phẳng là thứ tư: nhiệt độ cứng hơn giữ ứng suất dư khác nhau, do đó, tấm HV cao với độ phẳng kém sẽ thể hiện khả năng đóng hộp dầu rõ hơn ở độ cao có ánh nắng.
Nhôm Magiê Mangan Mái ngói kim loại đứng Hãy xem loại gạch hợp kim có đường may đứng này dành cho mái nhà ở, với lớp phủ chống thấm, chống ăn mòn có viền và các tấm định hình phù hợp với nhiều dạng kiến trúc khác nhau. Xem sản phẩm → Sự đánh đổi không thể tránh khỏi đang hình thành. Mỗi lần tăng nhiệt độ sẽ làm tăng bán kính uốn cong tối thiểu. Tấm 3003-H14 sẽ có viền bán kính gần bằng 0 ở chảo mà không bị nứt; một chiếc H18 của cùng một hợp kim có thể bị hỏng ở cùng bán kính sau một vài tháng luân chuyển nhiệt. Nếu một thiết kế yêu cầu các nếp gấp chặt, đường kéo sâu hoặc các chi tiết được uốn bằng tay thì loại cứng hơn không phải là loại tốt hơn.
Các biến ẩn: Lớp phủ, Anodizing và cách chạy thử nghiệm
Hai bề mặt thường bị nhầm lẫn với kim loại bên dưới chúng. Lớp hoàn thiện fluorocarbon (PVDF) trên gạch kim loại dày khoảng 25 µm và đọc 2H–3H trong bài kiểm tra độ cứng bút chì theo tiêu chuẩn ASTM D3363; con số đó cho bạn biết về khả năng xử lý và tính nguyên vẹn của màng, chứ không phải về khả năng chống sứt mẻ. Một lớp anodised là nhôm oxit, gần 9 trên thang Mohs, nhưng nó chỉ sâu 15–25 µm - một vết xước xuyên qua màng sẽ làm lộ ra kim loại mềm bên dưới và lớp phủ không tăng thêm độ cứng cấu trúc.
Phương pháp kiểm tra là biến ẩn khác. Thử nghiệm Brinell giả định mẫu vật dày so với độ sâu vết lõm - thường ít nhất gấp tám lần độ sâu của vết lõm. Trên gạch 0,9 mm, một quả bóng tiêu chuẩn 2,5 mm tạo ra số đọc bị chi phối bởi đe bên dưới tấm. Vật liệu mỏng phải được đánh giá bằng micro-Vickers trên mặt cắt ngang được gắn hoặc bằng Rockwell 15T và số đọc Leeb di động tại hiện trường chỉ được coi là so sánh tương đối.
Độ cứng Vickers điển hình trên các loại nhôm
Chiều cao của thanh tỷ lệ thuận với độ cứng Vickers điển hình tính bằng HV; các cấp liên quan đến tấm lợp nằm ở giữa phạm vi.
Nhu cầu về nhôm bị chia cắt ở đâu và tại sao tấm lợp lại nằm trong phần lớn
Khoảng một phần ba nhôm cán phẳng được sử dụng trong xây dựng và xây dựng, đó là lý do tại sao cấp độ cứng được sử dụng trên mái nhà được định hình theo quy định xây dựng, điều khoản bảo hành và yêu cầu của công ty bảo hiểm thay vì chỉ ưu tiên của nhà máy. Thực tế về cấu trúc đó rất quan trọng khi đàm phán: thông số kỹ thuật của tấm lợp có nhiều tác dụng hơn đối với sự lựa chọn tính khí mà hầu hết người mua nhận ra.
- Xây dựng: khoảng 33%
- Giao thông: khoảng 24%
- Bao bì: khoảng 20%
- Hàng tiêu dùng lâu bền: khoảng 11%
- Máy móc và khác: khoảng 12%
Tỷ lệ tiêu thụ nhôm cán phẳng gần đúng theo lĩnh vực sử dụng cuối cùng.
Trong lát cắt đó, nhôm cạnh tranh về trọng lượng và khả năng chống ăn mòn thay vì chỉ về độ cứng; trường hợp rộng hơn được đặt ra trong sự so sánh này tấm lợp nhôm so với thép và đồng , trong đó độ cứng nằm cùng với khả năng làm việc và chi phí bảo trì.
Thông số kỹ thuật và ROI: Chọn nhiệt độ trong năm bước
Bước 1 - Xác định độ phơi sáng
Vùng mưa đá, lượng muối ven biển, không khí công nghiệp, tần suất đi lại bằng chân. Mỗi loại thiết lập độ cứng bề mặt tối thiểu khác nhau.
Bước 2 - Đặt điểm và tính khí
3003-H14 hoặc 5052-H32 bao phủ hầu hết các mái nhà; dự trữ nhiệt độ O mềm hơn cho nhấp nháy và nhiệt độ T cứng hơn cho ép đùn.
Bước 3 - Xác minh trên giấy
Yêu cầu giấy chứng nhận của nhà máy với dữ liệu về độ bền kéo và độ cứng, cùng với chỉ định về nhiệt độ. "H14" bằng lời nói không phải là thông số kỹ thuật.
Bước 4 - Phù hợp với lộ trình hình thành
Xác nhận bán kính uốn cong, đường gấp nếp và chiều rộng viền so với nhiệt độ đã chọn trước khi thực hiện lệnh. Vết nứt xuất hiện trong những tuần đầu tiên chứ không phải trong những giờ đầu tiên.
Bước 5 - Kiểm tra lớp phủ sau khi tạo hình
Độ cứng và độ bám dính của bút chì được kiểm tra trên phần hoàn thiện chứ không phải trên cuộn phẳng. Hoạt động tạo hình làm hỏng màng sẽ làm mất hiệu lực bảo hành chống ăn mòn.
Tấm lợp kim loại phẳng bằng nhôm Magiê Mangan Kiểm tra mái ngói hợp kim phẳng này dành cho công trình dân dụng và phục hồi, kết hợp lớp hoàn thiện fluorocarbon với các tấm nhẹ chống ăn mòn, nứt và biến dạng. Xem sản phẩm → Về chi phí, việc chuyển từ tấm H12 mềm sang tấm H14 là một sự thay đổi nhỏ trong giá mua - một vài phần trăm trên một tấn. Lợi nhuận đến từ việc tránh được các khiếu nại và cuộc gọi lại. Việc sửa chữa hư hỏng do mưa đá trên mái nhà có đường nối đứng thường tốn gấp nhiều lần mức chênh lệch giá trên mỗi mét vuông và hiếm khi đạt được kết quả hoàn thiện ban đầu sau khi các tấm được thay thế.
Bảo trì và tuân thủ: Nội dung cần ghi vào Thông số kỹ thuật
Yêu cầu về độ cứng chỉ có hiệu lực khi được gắn với tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm. Một thông số kỹ thuật khả thi sẽ trích dẫn tiêu chuẩn tấm, hệ thống chỉ định nhiệt độ và chế độ hoạt động của lớp phủ cùng nhau để việc thay thế không thể bị bỏ qua khi xem xét.
- Tấm: ASTM B209 hoặc EN 485-2, có hợp kim và nhiệt độ được nêu rõ ràng.
- Ký hiệu nhiệt độ: ANSI H35.1 hoặc EN 515, vì vậy H14 và H24 không được coi là có thể thay thế cho nhau.
- Lớp phủ: AAMA 2605 cho PVDF, với độ cứng bút chì theo tiêu chuẩn ASTM D3363 được ghi trên tấm hoàn thiện.
- Tác động: UL 2218 Loại 4 hoặc FM 4473 trong đó mưa đá là tải trọng thiết kế.
- Ăn mòn: thử nghiệm phun muối theo tiêu chuẩn ASTM B117, với số giờ được nêu rõ thay vì ngụ ý.
Việc bảo trì tuân theo logic tương tự. Tránh các miếng mài mòn trên bề mặt được phủ; màng mềm hơn chất mài mòn và sẽ tạo thành phấn rất lâu trước khi kim loại bị mòn. Đi trên mặt phẳng của chảo giữa các gân chứ không phải trên đường nối, giữ cho máng xối thông thoáng để nước đọng không bám vào các cạnh đã cắt và nhanh chóng chạm vào phoi khoan. Các bề mặt được anod hóa và hoàn thiện bằng máy nghiền chịu được khả năng làm sạch mạnh hơn so với màng PVDF mỏng, nhưng không được hưởng lợi từ chất khử cặn có tính axit.
Tấm lợp kim loại hình chữ nhật bằng nhôm Magiê Mangan Xem lại mái ngói hỗn hợp nhôm-mangan và nhựa đường biến tính này dành cho mái cong phức tạp, mang lại khả năng tạo hình linh hoạt và giảm tải trọng cho mái trong các dự án dân cư hoặc thương mại. Xem sản phẩm → Do đó, câu trả lời đầy đủ cho "độ cứng của nhôm" là câu trả lời gồm hai dòng: khoảng 2,75 Mohs và 160–350 MPa Vickers đối với kim loại nguyên chất và một con số phụ thuộc hoàn toàn vào hợp kim và nhiệt độ cho bất kỳ thứ gì được lắp đặt trên tòa nhà. Đối với quyết định lợp mái, con số hiệu quả là dải 40–60 HV điển hình của 3003-H14 và 5052-H32 - đủ cứng để chống lại việc xử lý và mưa đá vừa phải, đủ dẻo để gấp và uốn mà không bị nứt. Chỉ định phạm vi đó, yêu cầu chứng chỉ và câu hỏi về độ cứng không còn là một cuộc trò chuyện nữa mà trở thành một chi tiết đơn hàng.
