[發明專利]一種非沉淀強化鋁合金鑄錠強度和塑性的判斷方法

有效

• 申請號: 202110312715.0
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113049337B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 佘欣未;蔣顯全;史文;劉玉潔;李權;杜偉昌;姜愛民;余江揚
• 申請（專利權）人: 重慶市科學技術研究院;西南大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/32;G01N3/08;G01N21/25
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

本發明公開了一種非沉淀強化鋁合金鑄錠強度和塑性的判斷方法，能夠根據晶粒的尺寸細化程度和取向均勻化程度快速判斷鑄錠的強度和塑性，操作簡單，準確度較高。本發明通過下述技術方案予以實現：在非沉淀強化鋁合金鑄錠上切割樣塊，制成金相樣品；采用帶偏光鏡的金相顯微鏡觀察金相樣品彩色晶粒的尺寸和取向，判斷晶粒的尺寸細化程度和取向均勻化程度；根據晶粒的尺寸細化程度和取向均勻化程度判斷鑄錠的強度和塑性。

技術領域

本發明涉及鑄錠力學性能，具體涉及非沉淀強化鋁合金鑄錠強度和塑性的判斷方法。

背景技術

鋁合金鑄錠的強度和塑性通常是采用拉伸試驗測試材料的抗拉強度、屈服強度和斷后伸長率等力學性能指標來評價的。在一些具體情況下，往往受材料的尺寸、結構和應用環境等條件的限制，無法將其按照GB/T228-2010《金屬材料拉伸試驗室溫試驗方法》制成標準拉伸試樣進行測試，只能通過材料的組織進行經驗性判斷。

目前，鋁合金有三大強化方式，分別是固溶強化、沉淀強化和細晶強化。對鋁合金的晶粒生長有重要影響的除了溫度和變形等因素外，主要就是沉淀相。對于非沉淀強化鋁合金，判斷合金的力學性能一般是從晶粒的生長狀況入手，合金的晶粒越細小，越能有效分散合金發生的塑性變形，同時晶界面積越大，越能阻礙裂紋的擴展，合金的強度和塑性一般較高。但是，只有當晶粒足夠細小時，才會產生細晶強化，即需要確定引起細晶強化的臨界晶粒尺寸。顯然，要單獨從晶粒尺寸上準確判斷合金的強度和塑性是十分困難的。因此，僅靠上述方法來判斷非沉淀強化鋁合金鑄錠的強度和塑性是不完善的。

發明內容

本發明的目的是提供一種非沉淀強化鋁合金鑄錠強度和塑性的判斷方法，其能夠根據晶粒的尺寸細化程度和取向均勻化程度快速判斷鑄錠的強度和塑性，操作簡單，準確度較高。

本發明所述的一種非沉淀強化鋁合金鑄錠強度和塑性的判斷方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，在非沉淀強化鋁合金鑄錠上切割樣塊，制成金相樣品；

步驟二，采用帶偏光鏡的金相顯微鏡觀察金相樣品彩色晶粒的尺寸和取向，判斷晶粒的尺寸細化程度和取向均勻化程度；

步驟三，根據晶粒的尺寸細化程度和取向均勻化程度判斷鑄錠的強度和塑性。

進一步，所述步驟一中沿非沉淀強化鋁合金鑄錠寬度方向靠近側邊中心區域切割邊長為10~20毫米的正方體樣塊，經機械打磨、拋光和覆膜后，制成用于觀察晶粒信息的金相樣品。選擇該取樣位置是為了兼顧鑄錠寬度方向的中心和邊部兩個區域的晶粒結構和力學性能特點。一般地，鑄錠寬度方向的中心區域較寬，由粗大的等軸晶粒構成，強度和塑性偏低；邊部區域較窄，由細小的等軸晶粒構成，強度和塑性偏高。因此，在這兩個區域取樣均不能準確反映鑄錠的強度和塑性。

進一步，所述機械打磨依次采用標號為400、800、1500和2000的碳化硅砂紙；拋光依次采用粒徑為2.5微米的金剛石拋光膏粗拋和0.5微米的金剛石拋光劑精拋；覆膜采用的覆膜液為體積分數為95%的硫酸、體積分數為85%的磷酸和水的混合液，硫酸、磷酸和水的體積比為8:9:4。

進一步，覆膜采用的直流電的電流強度為0.1~0.2安培，通電時間為150~210秒。

進一步，覆膜過程對覆膜液進行冰水浴降溫，覆膜液的溫度為5~10攝氏度。

進一步，所述步驟二中晶粒的尺寸細化程度根據晶粒度評級標準進行判斷，若晶粒度等級高，則判斷晶粒的尺寸細化程度高。

進一步，所述步驟二中晶粒的取向均勻化程度根據晶粒在偏光鏡下的色差進行判斷，若色差大或色差分布不均勻，則判斷晶粒的取向均勻化程度低，若色差小或色差分布均勻，則判斷晶粒的取向均勻化程度高。