[发明专利]一种测定大尺寸铝合金淬透性的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及测定铝合金淬透性的试验方法，特别是指一种测定大尺寸铝合金淬透性的试验方法，属于金属热处理技术领域。

背景技术

大截面半成品高强铝合金中间层的性能取决于它的淬透性，所谓淬透性是指合金对淬火效应能达到一定深度的能力，它受合金成份、淬火条件、尺寸等因素的影响。因此，研究铝合金淬透性对于开发新型高强铝合金及其热处理具有重要的理论和实际意义。已有研究淬透性方法主要是基于一种对淬火试样进行端淬处理，其特点是：将铝合金棒材制成端头淬火试样，它的一端放在专用设备的水流中进行淬火，在充分热处理之后，包括标准规范淬火和人工时效，在端头淬火试样长度方向的不同点上进行硬度或强度的研究。专利ZL 02136430.3提出的中高淬透性钢末端淬火装置及淬透性测定方法，其测定方法如下：将端淬试样放入电炉中加热至淬火温度，保温一段时间，快速移至端淬装置中并关闭盖子，开启喷水开关进行喷水冷却；经足够长时间冷却，将试样取出；从试样侧面磨出两相互平行的平面，测定试样硬度；根据硬度数据，建立冷却速度与硬度定量关系曲线。专利CN 200610165342.4提出了一种适用于高强变形铝合金厚板淬透性检测的方法，包括：(1)在生产高强变形铝合金厚板中，将铝合金铸锭经过热轧制成厚板件，板件的厚度不低于50mm；(2)从铝合金厚板上取试样，进行固溶热处理，然后进行端面淬火；(3)从淬火端面开始，沿厚度方向，以5～10mm为一层面，测量距离淬火端面不同层面处的硬度值，并绘制成曲线，观察每一硬度测量层面的显微组织结构特征；(4)根据步骤(3)中所测试结果，确定热轧后的铝合金厚板在生产中的固溶热处理制度，时效热处理工艺。上述两种方法，可获得相当宽的冷却速度范围，方法简单、操作简便。但是，其采用的均为小尺寸端淬试样(通常为Φ10mm的圆棒)，经热处理后所获得的组织结构、性能参数与大尺寸铝合金工件实际情况存在误差；另外，上述的端淬方法都需要专用的淬火设备，淬火工艺条件苛刻，不可能对实际热处理淬火生产过程实施工艺跟踪，是一种模拟淬火工艺方法；同时，还可能由于对其端头进行淬火而造成离端面处的冷却条件与实际淬火工艺条件不相符，并由此引起其它误差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有端淬方法存在的技术之不足而提供一种工艺简单、操作方便、可有效保证试件淬火工艺条件与大尺寸铝合金工件的实际淬火条件一致性的测定大尺寸铝合金淬透性的试验方法。

本发明一种测定大尺寸铝合金淬透性的试验方法，包括下述步骤：

第一步：铝合金试件制备

取热轧、挤压或锻造后的铝合金，制备横截面为圆形或矩形的阶梯形铝合金试件，所述圆形阶梯形铝合金试件，两端阶梯高度大于等于其直径的5倍，其余每一节阶梯的高度大于等于其直径的2倍；所述矩形阶梯形铝合金试件，宽度大于等于其最大厚度的5倍，两端阶梯高度大于等于其厚度的5倍，其余每一节阶梯的高度大于等于其厚度的2倍；

第二步：在阶梯形铝合金试件上设置测温热电偶

在所述圆形阶梯形铝合金试件每个阶梯1/2高处，沿所述阶梯横截面圆周的径向埋设测温热电偶；

在所述矩形阶梯形铝合金试件每个阶梯矩形平面的中心，沿所述阶梯厚度方向埋设测温热电偶；

第三步：对阶梯形铝合金试件热处理

对所述阶梯形铝合金试件进行固溶、淬火热处理，得到所述阶梯形铝合金试件沿厚度方向的温度-冷却时间变化曲线；

第四步：对淬火后阶梯形铝合金试件进行硬度检测与组织分析

将所述圆形阶梯形铝合金试件沿轴向剖切得到纵向切面，在每一个阶梯的纵向切面上，沿所述圆形阶梯形铝合金试件轴线选取至少5个点测量硬度值，取所测量的硬度平均值与相应阶梯的厚度值绘制成硬度-厚度关系曲线；进行显微组织结构特征分析；

将所述矩形阶梯形铝合金试件沿其高向剖切得到纵向切面，在每一个阶梯的纵向切面上，沿所述矩形阶梯形铝合金试件厚度的中线选取至少5个点测量硬度值，取所测量的硬度平均值与相应阶梯的厚度值绘制成硬度-厚度关系曲线；进行显微组织结构特征分析；

第五步：对淬火后阶梯形铝合金试件进行力学性能检测

以所述圆形阶梯形铝合金试件轴线为中心、沿所述圆形阶梯形铝合金试件轴向在每一阶梯中取样，进行拉伸试验，测量力学性能，得到力学性能数据；同时进行断口形貌分析；

以所述矩形阶梯形铝合金试件横截面中心为轴心、沿所述矩形阶梯形铝合金试件高向在每一阶梯中取样，进行拉伸试验，测量力学性能，得到力学性能数据；同时进行断口形貌分析；