[发明专利]一种铝合金挤压型材应力腐蚀敏感性无损评估方法

说明书

本发明涉及铝合金型材技术领域，尤其涉及针对铝合金挤压型材应力腐蚀敏感性的无损评估方法。本发明根据铝合金型材不同区域的微观组织、力学及腐蚀性能的差异，将不同微观组织对应的显微硬度、腐蚀电位、面电阻及晶粒尺寸形成数据集。基于该数据集用机器学习方法训练预测模型，最终完成了根据待测表面的显微硬度、腐蚀电位以及面电阻确定该表面的晶粒大小，进一步判定铝合金型材应力腐蚀敏感性。针对现有技术在大型铝合金挤压型材表面微观组织识别的精确性和实时性上的不足，提出一种可通过手持装置测量少数点，快速、无损地检测铝合金大型挤压型材的整体应力腐蚀敏感性的方法。

技术领域：

本发明涉及金属腐蚀评估领域，具体涉及一种大型铝合金挤压型材应力腐蚀敏感性的无损评估方法。

背景技术：

随着我国轨道交通领域的快速发展，高速列车关键承重部位大型铝合金型材的性能稳定性成为制约我国高铁行业进一步国产化的关键因素。7系铝合金因其比重小、强度高、可焊性强、加工性能优良等优点，成为交通运输车辆，特别是轨道列车用大型薄壁、高精度、复杂的实心以及空心型材的主要合金。然而，高强度7系铝合金对应力腐蚀敏感，易在海洋/工业大气环境和交变载荷的耦合作用下发生开裂，严重缩短了高速列车服役寿命，可能引发重大经济损失，危及生命安全。实际生产应用过程中，国产7系铝合金的挤压型材稳定性差，不同批次间的7系铝合金应力腐蚀敏感性存在差异，存在无法快速甄别的问题。

在高速列车中，用于承重部件的7系铝合金通常使用高温挤压技术成型。挤压成型技术造成的组织不均匀，将会显著影响铝合金型材机械性能和耐应力腐蚀性能，因此需要对型材进行严格的质量把控。通常，挤压成型的铝合金从表层到芯部的微观组织分别为：二次再结晶粗晶层、一次再结晶细晶层以及芯部带状晶。这三种微观组织展现出不同的力学性能和应力腐蚀敏感性。最外侧二次再结晶粗晶层虽然会导致型材一定程度的加工软化，却能够作为耐应力腐蚀阻挡层，有效地降低铝合金型材应力腐蚀敏感性。挤压参数细微的变化将会引起铝合金型材二次再结晶粗晶层的缺失或不连续，进而导致型材应力敏感性变化，影响型材安全服役周期。传统的应力腐蚀敏感性评估方法，例如慢应变拉伸试验等，时间长、费用高，取样过程还会破坏型材的完整性，实际生产现场无法对所有批次铝合金进行实际检测。因此亟需一种既不破坏铝合金型材完整性又可快速评估其应力腐蚀敏感性的方法，从而对挤压成型的铝合金型材严控批次质量，保障高速列车运行安全，延长服役寿命。

发明内容：

针对铝合金型材因挤压成型过程造成的组织不均匀以及由此产生的应力腐蚀敏感性差异，本发明提供了一种快速、无损评估铝合金型材应力腐蚀敏感性的方法。传统应力腐蚀敏感性评估方法通常时间周期长、费用高、取样过程还会破坏型材的完整性，本发明可以避免传统克服传统应力腐蚀敏感性评估方法的不足，实现快速、高效地评估大型铝合金型材整体应力腐蚀敏感性。

本发明提供了如下的技术方案：

一种铝合金挤压型材应力腐蚀敏感性无损评估方法，铝合金挤压型材为原始挤压成型，并未对表面进行处理，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、高通量测量大型铝合金挤压型材的不同微观组织样品的显微硬度值、腐蚀开路电位值、表面面电阻值数据以及晶粒尺寸；

步骤S2、在获取上述数据过程中，采用了手持便携、简易、无损的检测方法，对同一大型铝合金挤压型材的首尾及中部进行了相应的数据获取；

步骤S3、显微硬度值、腐蚀开路电位值以及表面面电阻值数据为输入值，不同微观组织晶粒的尺寸作为输出值，以上获取的数据形成了数据集，利用机器学习的算法，建立预测模型；

步骤S4、将待测表面的显微硬度值、腐蚀开路电位值以及表面面电阻值数据输入预测模型中，得到待测表面晶粒尺寸，进一步判定对应挤压型材的应力腐蚀敏感性。

本发明的另一个技术方案是：所述大型铝合金挤压型材的不同微观组织分别为二次再结晶粗晶、一次再结晶细晶和挤压带状晶三种微观组织。