CN106282861A - 一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法 - Google Patents
一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106282861A CN106282861A CN201610736785.8A CN201610736785A CN106282861A CN 106282861 A CN106282861 A CN 106282861A CN 201610736785 A CN201610736785 A CN 201610736785A CN 106282861 A CN106282861 A CN 106282861A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminium alloy
- edge
- cast ingot
- radius
- center
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
- G01N3/52—Investigating hardness or rebound hardness by measuring extent of rebound of a striking body
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0076—Hardness, compressibility or resistance to crushing
- G01N2203/0083—Rebound strike or reflected energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法,属于有色金属热处理工艺技术领域。其包括如下步骤:(1)取均匀化处理后的铝合金圆铸锭,将头尾切片,对试片测量面进行精铣、擦拭,得到铣好的切片;(2)在铣好的切片上,以圆心为中心,画两条相互垂直的直线,分别在中心处、1/2半径及靠近边缘处的边部,各进行4次硬度检测,并分别取平均值,获得中心处、1/2半径及边部三个位置的硬度值;(3)当1/2半径处的硬度值≤标准值且边部和中心处的硬度值相对上述1/2半径处的硬度值的偏差在±3HB范围内,即可评价所述铝合金铸锭的均匀化效果。本发明的检测方法简便可行,且能对铝合金圆铸锭均匀化效果进行定量分析。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法,属于有色金属热处理工艺技术领域。
背景技术
随着铝及铝合金技术的不断发展,铝材已广泛应用于轨道交通、航空航天、建筑装饰及机械电子等行业,且对铝及铝合金的综合性能要求越来越高。目前,6XXX及7XXX系等变形铝合金在轨道交通中应用较多,如6A01、6005A、7B05等,这几种合金通常是采用半连续铸造方法铸造,由于冷却速度快,结晶在非平衡状态下进行,引起严重的晶内偏析,导致铸锭中产生组织和成分上的不均匀性,且铸造时的快速冷却可引起较大的残余应力,影响后续生产过程,需对铸锭进行均匀化处理。
铝合金铸锭的均匀化处理是变形铝合金生产的第一道热处理工序。均匀化处理工艺可使非平衡组织溶解,枝晶偏析消除,且过饱和固溶元素从固溶体中析出,使铸锭组织均匀,以达到消除铸造应力,提高铸锭塑性,减小变形抗力的目的。铸锭均匀化处理效果的好坏,会直接影响材料的加工性能及后续的使用性能,经过均匀化处理的铸锭不仅容易进行挤压等生产,且表面质量和综合性能等均优于未经过均匀化的铸锭。
目前国内在铝合金均匀化效果的评价方面的研究较少,仅在YS/T67-2012《变形铝及铝合金圆铸锭》中规定“经过均匀化处理的圆铸锭显微组织不允许有过烧”,只能凭经验定性判断其均匀化效果,而并没有提供一套完整的定量评价均匀效果的检测方法。鉴于此,有必要开发一种简便可行且能定量分析的均匀化效果的检测方法。
发明内容
本发明的目的,是解决现有技术的不足,提供一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法。本发明的检测方法简便可行,且能对铝合金圆铸锭均匀化效果进行定量分析。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法,包括如下步骤:
(1)取均匀化处理后的铝合金圆铸锭,将头尾切片,对试片测量面进行精铣、擦拭,得到铣好的切片;
(2)在步骤(1)得到的铣好的切片上,以圆心为中心,画两条相互垂直的直线,分别在中心处、1/2半径及靠近边缘处的边部,各进行4次硬度检测,并分别取平均值,获得中心处、1/2半径及边部三个位置的硬度值;
(3)比较步骤(2)所得中心处、1/2半径及边部的硬度值,当1/2半径处的硬度值≤标准值且边部和中心处的硬度值相对上述1/2半径处的硬度值的偏差在±3HB范围内,即可评价所述铝合金铸锭的均匀化效果。
其中,步骤(1)对试片测量面进行精铣操作,可以保证切片表面粗糙度;试片表面进行擦拭操作,减少表面油污对测量造成的偏差。
本发明的检测方法,简便可行,且能对铝合金圆铸锭均匀化效果进行定量分析。以6A01为例,随着均匀化的进行,合金中存在的铸造应力逐渐消失,合金元素的浓度差逐渐变小,Mg2Si相的溶解达到平衡,合金的硬度也开始保持在最低值基本不变,均匀化基本完成,故可通过检测铸锭均匀化后硬度值来定量评价均匀化程度。且本发明的方法进行硬度检测,耗时短成本低,无需取金相或扫描试样,简化了检测工序,节约检测时间约6.5h/炉次,提高了生产效率,稳定了生产和产品质量。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,步骤(2)所述硬度值的检测,采用便携式硬度计。
采用上述进一步的有益效果是:采用便携式硬度计,耗时短成本低,无需取金相或扫描试样,简化了检测工序,节约检测时间约6.5h/炉次,提高了生产效率,稳定了生产和产品质量。
进一步,步骤(2)所述边部距离边缘处的距离为10-20mm。
进一步,步骤(3)所述标准值,即6A01、6005A和7B05三种合金的1/2半径处的硬度值分别为37HB、39HB、65HB。此标准值是采用本发明所提到的硬度检测方法,取本公司6A01、6005A和7B05三种合金5个炉次以上试片的硬度进行检测,并取样观察金相及扫描组织,确认所测试片均匀化程度,仅保留均匀化效果较好的硬度数据,将统计数据取平均值,并进行修正作为标准值。
本发明的有益效果是:
1.本发明的检测方法,简便可行,且能对铝合金圆铸锭均匀化效果进行定量分析。
2.本发明的方法进行硬度检测,耗时短成本低,无需取金相或扫描试样,简化了检测工序,节约检测时间约6.5h/炉次,提高了生产效率,稳定了生产和产品质量。
3.本发明的市场前景广阔,适合规模化推广应用。
附图说明
图1为本发明的铝合金圆铸锭硬度检测位置图。
图中,A为中心处,B为1/2半径,C为靠近边缘处的边部。
图2为本发明的6A01铝合金圆铸锭的硬度曲线图。
图3为本发明的6A01铝合金圆铸锭头部的200倍下的金相检测图。其中,(a)为中心处200倍金相照片,(b)为1/2半径处200倍金相照片,(c)为边部200倍金相照片。
图4为本发明的6A01铝合金圆铸锭尾部的200倍下的金相检测图。其中,(a)为中心处200倍金相照片,(b)为1/2半径处200倍金相照片,(c)为边部200倍金相照片。
图5为本发明的6A01铝合金圆铸锭尾部SEM检测图(200倍)。其中,(a)为中心处200倍扫描照片,(b)为1/2半径处200倍扫描照片,(c)为边部200倍扫描照片。
图6为本发明的6A01铝合金圆铸锭的导电率图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本实施例的铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法,包括如下步骤:
(1)取均匀化处理后的铝合金圆铸锭,将头尾切片,对试片测量面进行精铣操作,保证其表面粗糙度,试片表面应进行擦拭,减少表面油污对测量造成的偏差;
(2)在步骤(1)得到的铣好的切片上,以圆心为中心,画两条相互垂直的直线,分别在中心处、1/2半径及靠近边缘处的边部,采用KH14里氏硬度计,各进行4次硬度检测,并分别取平均值,获得中心处、1/2半径及边部三个位置的硬度值,5个炉次的6A01铸锭试片三个位置平均硬度值分别为38.9HB、37HB和35HB;
(3)在统计中心处、1/2半径及靠近边缘处的边部的基础上,从中心处到边部每隔20mm进行硬度检测,其变化曲线如图2所示。从中心处到边部,硬度呈逐渐减小的趋势,其差值较小,且头尾部硬度差值也较小。对数据进行统计分析,并计算其整个表面硬度值为36.8HB,与1/2半径位置处硬度值37HB基本一致。在生产过程中可选择1/2半径处作为硬度检测位置,边部和中心的数值作为参比数值。比较步骤(2)所得中心处和边部的硬度值相对1/2半径处的硬度值的偏差在±2HB范围内,差值较小,说明所述铝合金铸锭的均匀化效果较好。
实施例2
本实施例的铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法与实施例1步骤相同,本实施例所测合金为7B05合金。
(1)取均匀化处理后的铝合金圆铸锭,将头尾切片,对试片测量面进行精铣操作,保证其表面粗糙度,试片表面应进行擦拭,减少表面油污对测量造成的偏差;
(2)在步骤(1)得到的铣好的切片上,以圆心为中心,画两条相互垂直的直线,分别在中心处、1/2半径及靠近边缘处的边部,采用KH14里氏硬度计,各进行4次硬度检测,并分别取平均值,获得中心处、1/2半径及边部三个位置的硬度值,5个炉次的7B05铸锭试片三个位置平均硬度值分别为67HB、64HB和62.5HB;
(3)在统计中心处、1/2半径及靠近边缘处的边部的基础上,从中心处到边部每隔20mm进行硬度检测,并计算其整个表面硬度值为64.2HB,与1/2半径位置处硬度值64HB基本一致。比较步骤(2)所得中心处和边部的硬度值相对1/2半径处的硬度值的偏差在±3HB范围内,差值较小,说明所述铝合金铸锭的均匀化效果较好。
按上述步骤分别检测统计了6A01、6005A及7B05等合金5个炉次以上的均匀化后铸锭的硬度值,并跟踪验证其后续挤压压力及型材表面质量等,汇总数据并制定出均匀化检测标准,如表1所示。
表1 6A01、6005A及7B05合金铸锭均匀化效果检测标准-1/2半径处硬度值
对比试验
分别采取金相检测、扫描分析和导电率,与实施例1的硬度检测方法做对比试验,对6A01、6005A及7B05等合金多个炉次(5炉及以上)均匀化后试片进行金相及扫描检测分析,并统计其导电率。每种合金均验证5个炉次及以上,在此以6A01合金某一炉次各项检测结果进行阐述说明。
(1)通过金相组织评价均匀效果
取6A01铝合金圆铸锭均匀化后的试样做金相分析,观察是否过烧及均匀化效果情况。取样位置为铸锭头尾部的中心处、1/2半径及靠近边缘处的边部,其200倍下金相组织如图3及图4所示。由图3和图4可知:
①该炉次6A01铝合金圆铸锭未出现过烧情况,且非平衡共晶相溶解,枝晶组织消除,高熔点难溶相含量较少,说明均匀化效果较好;②从中心处到边部,残余溶质原子及第二相含量有减小的趋势,与铸造时冷却强度由中心处到边部逐渐增大有关。
通过观察金相组织是最常见的检测方法,该方法能直观地判断铸锭组织是否过烧,但难以实现对均匀化效果的评价量化。
(2)通过扫描组织评价均匀化效果
利用扫描电镜对6A01铝合金圆铸锭均匀化后的试样尾部中心处、1/2半径及靠近边缘处的边部进行分析验证,其扫描照片如图5所示。由图5可知:
该炉次圆铸锭均匀化后晶界处的共晶组织已基本完全溶解,且从中心处到边部高熔点残余相有减少趋势,但仅存在少量残余相,可认为均匀化效果较好。
从图5可清晰判断合金试样中未溶解的共晶组织,但该方法需要利用扫描电子显微镜,成本高,且而取样及制样麻烦,操作繁琐,耗时长,不适用于企业生产中大批量检测。
(3)通过导电率评价均匀化效果
使用导电率仪检测及统计6A01铝合金圆铸锭均匀化后头尾部的导电率,其导电率变化曲线如图6所示,从图6可知:从中心处到边部,导电率呈逐渐增大的趋势,其差值较小,且头部与尾部差值也较小。
对比从边部到中心处的金相、扫描、导电率及硬度检测结果,硬度变化与导电率呈负相关关系,与金相组织及扫描组织变化趋势一致,存在相关性。从扫描结果来看,均匀化效果较好,可认为在此基础上所测的硬度值具有代表性,在此硬度范围内的铸锭均匀化效果较好。硬度检测操作简便,且成本低耗时短,适合企业大批量生产检测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)取均匀化处理后的铝合金圆铸锭,将头尾切片,对试片测量面进行精铣、擦拭,得到铣好的切片;
(2)在步骤(1)得到的铣好的切片上,以圆心为中心,画两条相互垂直的直线,分别在中心处、1/2半径及靠近边缘处的边部,各进行4次硬度检测,并分别取平均值,获得中心处、1/2半径及边部三个位置的硬度值;
(3)比较步骤(2)所得中心处、1/2半径及边部的硬度值,当1/2半径处的硬度值≤标准值且边部和中心处的硬度值相对上述1/2半径处的硬度值的偏差在±3HB范围内,即可评价所述铝合金铸锭的均匀化效果。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法,其特征在于,步骤(2)所述硬度值的检测,采用便携式硬度计。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法,其特征在于,步骤(2)所述边部距离边缘处的距离为10-20mm。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法,其特征在于,步骤(3)所述标准值,即6A01、6005A和7B05三种合金的1/2半径处的硬度值分别为37HB、39HB、65HB。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610736785.8A CN106282861A (zh) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610736785.8A CN106282861A (zh) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106282861A true CN106282861A (zh) | 2017-01-04 |
Family
ID=57677240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610736785.8A Pending CN106282861A (zh) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106282861A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108459149A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-08-28 | 鞍钢股份有限公司 | 一种快速分析超深冲钢板冲裂缺陷的方法 |
CN110052732A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-26 | 东北大学 | 一种精确定位焊接热影响区软化区的方法 |
CN110646306A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-03 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种通过硬度评价连铸坯偏析的方法 |
CN113189104A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-30 | 福建工程学院 | 一种铝合金铸锭均匀化处理的相转化率快捷观测方法 |
CN114674857A (zh) * | 2020-12-10 | 2022-06-28 | 上海交通大学 | 7系铝合金晶内偏析程度的检测方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04113056U (ja) * | 1991-03-18 | 1992-10-01 | 株式会社ブリヂストン | 反発弾性試験装置 |
CN101788438A (zh) * | 2010-01-27 | 2010-07-28 | 湖南大学 | 一种测定大尺寸铝合金淬透性的试验方法 |
CN105067461A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-11-18 | 沪东重机有限公司 | 一种用于大型金属件的提高硬度测定准确度的方法 |
CN105274452A (zh) * | 2014-06-27 | 2016-01-27 | 徐本伦 | 一种6061铝合金的热处理工艺 |
-
2016
- 2016-08-26 CN CN201610736785.8A patent/CN106282861A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04113056U (ja) * | 1991-03-18 | 1992-10-01 | 株式会社ブリヂストン | 反発弾性試験装置 |
CN101788438A (zh) * | 2010-01-27 | 2010-07-28 | 湖南大学 | 一种测定大尺寸铝合金淬透性的试验方法 |
CN105274452A (zh) * | 2014-06-27 | 2016-01-27 | 徐本伦 | 一种6061铝合金的热处理工艺 |
CN105067461A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-11-18 | 沪东重机有限公司 | 一种用于大型金属件的提高硬度测定准确度的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
中国计量出版社: "《中华人民共和国国家计量检定规程汇编 硬度 力学专业》", 30 April 2001 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108459149A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-08-28 | 鞍钢股份有限公司 | 一种快速分析超深冲钢板冲裂缺陷的方法 |
CN110052732A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-26 | 东北大学 | 一种精确定位焊接热影响区软化区的方法 |
CN110052732B (zh) * | 2019-04-26 | 2021-02-19 | 东北大学 | 一种精确定位焊接热影响区软化区的方法 |
CN110646306A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-03 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种通过硬度评价连铸坯偏析的方法 |
CN114674857A (zh) * | 2020-12-10 | 2022-06-28 | 上海交通大学 | 7系铝合金晶内偏析程度的检测方法 |
CN114674857B (zh) * | 2020-12-10 | 2024-05-24 | 上海交通大学 | 7系铝合金晶内偏析程度的检测方法 |
CN113189104A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-30 | 福建工程学院 | 一种铝合金铸锭均匀化处理的相转化率快捷观测方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106282861A (zh) | 一种铝合金圆铸锭均匀化效果的快速检测方法 | |
Houria et al. | Influence of casting defect and SDAS on the multiaxial fatigue behaviour of A356-T6 alloy including mean stress effect | |
Wang et al. | Hot tearing susceptibility of binary Mg–Y alloy castings | |
Tzimas et al. | Evaluation of volume fraction of solid in alloys formed by semisolid processing | |
Heidarzadeh et al. | Prediction of mechanical properties in friction stir welds of pure copper | |
CN110579473A (zh) | 金属材料中枝晶组织的自动全视场定量统计分布表征方法 | |
Roy et al. | Multiaxial fatigue behaviour of A356‐T6 | |
WO2014176869A1 (zh) | 不同基质乳制品中三聚氰胺含量的拉曼光谱测量方法 | |
Zheng et al. | Healing process of casting pores in a Ni-based superalloy by hot isostatic pressing | |
Li et al. | Effect of rotation speed to welding speed ratio on microstructure and mechanical behavior of friction stir welded aluminum–L ithium alloy joints | |
Slamova et al. | Differences in microstructure and texture of Al–Mg sheets produced by twin-roll continuous casting and by direct-chill casting | |
Li et al. | Modeling the effects of Cu variations on the precipitated phases and properties of Al-Zn-Mg-Cu alloys | |
CN105806878B (zh) | 一种测定镍基高温合金初熔温度的方法 | |
Msomi et al. | The influence of materials positioning on microstructure and mechanical properties of friction stir welded AA5083/AA6082 dissimilar joint | |
Dai et al. | Microcavities accompanying a zigzag line in friction stir welded A6082-T6 alloy joint | |
CN108072747B (zh) | 一种高温合金夹杂面积定量估算方法 | |
Wu et al. | Effect of holding pressure on microstructure and fracture behavior of low-pressure die cast A356-T6 alloy | |
Zheng et al. | Characterization on morphology evolution of primary phase in semisolid A356 under slightly electromagnetic stirring | |
Cho et al. | Surface compositional inhomogeneity and subsurface microstructures in a thin-walled AZ91D plate formed by hot-chamber die casting | |
CN101216400A (zh) | 镁-铝-锌系镁合金铸态均匀化的判定方法 | |
Roskosz et al. | A complex procedure for describing porosity in precision cast elements of aircraft engines made of MAR-M 247 and MAR-M 509 superalloys | |
Franceschini et al. | An assessment of cleanliness techniques for low alloyed steel grades | |
CN104568555B (zh) | 一种锰基合金金相组织形貌显示剂及方法 | |
CN106524957A (zh) | 珠光体团尺寸的测定方法 | |
Tan et al. | Cavitation phenomenon of commercially pure titanium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170104 |