[发明专利]一种适用于大规格铝合金型材的性能均匀性评价方法

说明书

本发明公开了一种适用于大规格铝合金型材的性能均匀性评价方法。该评价方法包括以下步骤：(1)从大规格铝合金型材上锯切型材试片；(2)根据型材截面几何形状尺寸确定试片的硬度测试位置；(3)对试片硬度测试位置进行打磨；(4)对选定的硬度测试位置进行硬度测试；(5)根据测得的硬度数据，绘制截面上的硬度分布云图，确定特征位置；(6)根据特征位置标定，在大规格型材上切取挤压方向力学性能测试试样，进行力学性能测试，根据力学性能测试结果确定型材性能不均匀性。利用本发明可以较准确地反映大规格型材的性能不均匀性，并识别材料性能薄弱位置，为型材挤压工艺调整提供指导，具有型材截面覆盖全面、经济性好、适用范围广的特点。

技术领域

本发明涉及一种适用于大规格铝合金型材的性能均匀性评价方法，属于金属材料分析检测领域。

背景技术

铝合金材料具有优异的比强度、比刚度、加工成型性能。在以航空航天及交通运输为代表的领域中，大规格铝合金型材的应用可满足装备的轻量化需求，有力地支撑了例如高铁列车、大型飞机等装备的发展。然而随着装备轻量化及装配效率需求的不断发展，基于我国不断发展的材料制备加工装备能力，铝合金型材逐渐体现出向大规格、整体化的发展趋势，而大规格铝合金型材的性能均匀性问题逐渐出现。针对该问题，不断有研究者提出通过提高合金淬火敏感性、优化制备加工工艺参数等方式降低型材性能不均匀性的方法，若能对型材性能不均匀性能够实现更为准确、全面的评价，则可对型材制备加工工艺提出有针对性的优化建议。

目前对于型材性能均匀性的评价仍多采用基于经验在型材上不同位置切取各项性能试样并进行相应测试的方法，但基于经验选择的测试位置的方法无法全面地反应型材截面的性能不均匀性，且存在位置选择存在一定的主观性，尤其是在针对大规格型材的分析中，无法对型材制备加工工艺提供更为具体的优化方向。因此迫切地需要发展一种合适的方法可以实现型材性能不均匀性的全面、迅速地评价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于大规格铝合金型材的性能均匀性评价方法，全面地分辨出型材截面上组织不均匀的位置以及型材性能不均匀程度，直接指导实际生产中大规格铝合金型材的制备加工工艺优化。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于大规格铝合金型材的性能均匀性评价方法，包括以下步骤：

(1)从铝合金型材上切割出型材试片，在该型材试片上定义X方向和Y方向，确定试片X方向最大长度L以及Y方向最大宽度T；以X方向间隔为L/n_x，其中5≤n_x≤15，Y方向间隔为T/n_y，其中3≤n_y≤10，在透明纸上绘制网格线；将绘有网格线的透明纸覆盖到试片上，将透明纸在沿X方向L/n_x，沿Y方向L/n_y范围内移动，使投影到试片表面的格点数量最多，此时将这些格点位置转印到试片表面上，作为硬度测试点；

(2)对步骤(1)选定的测试点位置附近进行打磨，直到表面粗糙度符合硬度测试要求为止；

(3)对测试点进行硬度测试，并根据测得的硬度数据，绘制试片上的硬度分布云图，确定特征位置；

(4)根据特征位置标定，在大规格型材上切取挤压方向力学性能测试试样，进行力学性能测试，根据力学性能测试结果确定型材性能不均匀性。

其中，在所述步骤(1)中，对于无法投影到试片表面的格点，若能将该格点通过沿着网格线向X方向平移L/2n_x以内的距离，或沿着网格线向Y方向平移L/2n_y以内的距离后落到试片上，则也将平移后的格点位置作为硬度测试点。

在所述步骤(1)中，切割的型材试片表面与材料变形流线方向垂直，试片厚度为10～40mm。

在所述步骤(1)中，最大长度L与最大宽度T的确定以及X方向与Y方向的确定均以型材截面图纸坐标系为准。