CN109342247A - 一种检验2a50铝负轮热处理质量的评级方法 - Google Patents

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杨建军
项红岩
刘国强
彭卫刚
武雪峰
张瑞君
常新宇
冀澎
王绍中
石月娥
贾冬升
武文华
王海旺
张继腾
张敏
许锐弘
李文
陈敬阳
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Abstract

本发明公开了一种检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，包括以下步骤：S1.将被检验试样磨制抛光后经经0.5％氢氟酸水溶液室温浸蚀2秒～5秒，在光学金相显微镜下观察，放大倍数为500倍，标准视场直径为80mm；S2.评级时，首先观察试样或零件的整个受检面，以70％以上的视场作为评定依据；当金相显微组织中存在欠热、轻微过烧、过烧、严重过烧情况下的非正常组织时，以其中最严重视场作为评定依据；S3.评级采用比较法，对照评级标准，进行金相显微组织级别的评定和判定。本发明可操作性强，能够在铝负轮的生产检验、工序检验、材料科研及失效分析等领域中得到应用。

Description

一种检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法
技术领域
本发明属于热处理检验技术领域，涉及一种检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法。
背景技术
铝负轮是坦克装甲车辆的主要承力构件，起支撑车体重量、规正履带以及缓冲、降噪、隔震等作用，在服役过程中处于高应力交变工作状态，主要承受压缩、拉伸、冲击、扭转、弯曲、剪切及疲劳应力等复杂应力，其工作条件比较复杂和苛刻，所用材料为2A50铝合金。
2A50合金属我国生产的变形铝合金2系中Al-Cu-Mg-Si-Mn系，具有良好的冷热加工、焊接、抗蚀、低温、疲劳等性能，主要用于生产形状复杂的中等强度锻件，主要热处理方式是固溶处理和时效强化，其可溶相充分固溶的温度与共晶温度的间隔很窄，具有强烈的过烧敏感性。铝合金过烧被认为是不可补救的废品形式。
从零件的力学性能、疲劳寿命和金相组织三者的关系分析，金相组织的优劣决定了零件性能的好坏和疲劳寿命的长短，但2A50合金轻微过烧对静强度性能的影响不大，甚至可观察到强度的提高。腐蚀性能和动强度性能对过烧最为敏感，但生产中据此检验过烧可操作性太差，而金相组织可以反映出过烧的开始阶段，因此通过检查金相组织来反应过烧情况是一种捷径，时间短，成本低，原因准，可以通过随炉金相试样或本体金相检验来进行，但目前缺少能够反应热处理工艺执行情况的金相检验标准。
基于上述情况，2016年从事该工作的专业技术人员成立了“装甲车辆铝负轮2A50金相检验图谱标准的制定”科研项目组，项目编号ZZ2016JT029，在无国家及行业标准检验方法的情况下，力图找到一种能够准确快捷地判断钢材热处理质量及其疲劳寿命的试验方法。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，以对2A50铝负轮热处理质量进行高精确度的判断。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，其包括以下步骤：
S1.将被检验试样磨制抛光后经经0.5％氢氟酸水溶液室温浸蚀2秒～5秒，在光学金相显微镜下观察，放大倍数为500倍，标准视场直径为80mm；
S2.评级时，首先观察试样或零件的整个受检面，以70％以上的视场作为评定依据；当金相显微组织中存在欠热、轻微过烧、过烧、严重过烧情况下的非正常组织时，以其中最严重视场作为评定依据；
S3.评级采用比较法，对照评级标准，进行金相显微组织级别的评定和判定。
其中，所述步骤S3中，评级标准分为7级。
其中，所述步骤S3中，1级为欠热组织，组织特征为：α(Al)+AlFeMnSi+W(Al5Cu2Mg8Si6)+θ(CuAl2)+Mg2Si，相含量较多，AlFeMnSi相多数沿枝晶网状分布，部分沿变形方向破碎呈条块状，部分呈骨骼状，W和θ相呈浅灰色半透明点条状，Mg2Si相极少。
其中，所述步骤S3中，2级为温度偏低组织，组织特征为：α(Al)+AlFeMnSi+Mg2Si+W(Al5Cu2Mg8Si6)+θ(CuAl2)，相均匀细致，组成相数量相对较多。
其中，所述步骤S3中，3级为优良组织，组织特征为：α(Al)+AlFeMnSi+Mg2Si+W(Al5Cu2Mg8Si6)+θ(CuAl2)，相均匀细致，强化相弥散析出，固溶充分。
其中，所述步骤S3中，4级为温度偏高组织，组织特征为：α(Al)+AlFeMnSi+Mg2Si+W(Al5Cu2Mg8Si6)+θ(CuAl2)，相含量略有减少，相边界较圆滑。
其中，所述步骤S3中，5级为微过烧组织，组织特征为：α(Al)+AlFeMnSi+Mg2Si+W(Al5Cu2Mg8Si6)+θ(CuAl2)+共晶组织，相含量减少，相边界明显圆滑，个别处出现复熔球。
其中，所述步骤S3中，6级为过烧组织，组织特征为：α(Al)+共晶组织+少量残留AlFeMnSi，强化相显著减少，复熔球数量明显增多，局部晶界加粗发毛趋直并加宽。
其中，所述步骤S3中，7级为严重过烧组织，组织特征为：α(Al)+共晶组织，晶粒粗化，复熔球数量多、尺寸大，出现三角晶界，晶界加宽和熔化。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，可操作性强，能够在铝负轮的生产检验、工序检验、材料科研及失效分析等领域中得到应用。
附图说明
图1至图7分别为检验2A50铝负轮热处理质量的1级至7级的评级标准图片。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明评级方法是将2A50铝负轮T6状态下的金相显微组织分成7个级别，分别制作成7个标准评级图片，并确定评级和判定原则，检验时只需将被检验的组织与标准评级图片比对，即可确定其组织类型及合格与否。具体步骤如下：
1.将被检验试样磨制抛光后经经0.5％氢氟酸水溶液室温浸蚀2秒～5秒，在光学金相显微镜下观察，放大倍数为500倍，标准视场直径为80mm；
2.评级时，首先观察试样或零件的整个受检面，以70％以上的视场作为评定依据；当金相显微组织中存在欠热、轻微过烧、过烧、严重过烧等非正常组织时，以其中最严重视场作为评定依据；
3.评级采用比较法，对照表1，进行金相显微组织级别的评定和判定。
表1 金相显微组织评级说明
试验原理：根据2A50铝合金固溶强化、时效强化、第二相的沉淀硬化等强化原理及主要影响因素，确定不同的热处理工艺，得到相应的金相组织，分析其组织状态、相组成、硬度、拉伸性能、旋转弯曲疲劳性能、断口形貌及其之间的关系，确定评级和判定原则，制作评级图片。
评级图片的获得，通过对2A50铝合金进行以下处理而获得：
固溶处理：B-30硝盐炉，盐浴成分为50％NaNO3+50％NaNO2，可控硅，XWG-101电子电位差计(精度0.5％)上下两区控温，温度偏差±1.5℃。
人工时效：LHT-UFP500通用干燥箱。
拉伸试验：WDW-300C微机控制电子万能试验机，GB/T228.1-2010。
硬度试验：573型布氏硬度计，GB/T231.1-2009。
疲劳试验：W+b UBM100Nm旋转弯曲疲劳机，HB5152-1996，精加工后疲劳试样的工作直径为
金相分析：OLYMPUS GX51倒置金相显微镜，GB/T3246.1-2012，金相试样采用0.5％氢氟酸水溶液浸蚀。
低倍检测：GB/T3246.2-2012。
扫描分析：Quanta 450FEG型场发射扫描电镜(SEM)，EDAX能谱仪。
由以上技术方案可以看出，采用本发明专利的试验方法进行试验，可在短时间内准确判定2A50铝负轮热处理后的组织类型及合格与否，以便更好地控制工艺，分类处理非优质品，正确返工，避免不合格品及次品流入下道工序甚至装车所带来的各种费用，可应用于各种车型铝负轮的生产检验、工序检验、失效分析、产品故障分析、工艺科研试验等，提高生产效率，降低成本，为设计、工艺、质量部门提供准确、快速和有建设性的意见，同时填补该项技术空白。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将被检验试样磨制抛光后经经0.5％氢氟酸水溶液室温浸蚀2秒～5秒，在光学金相显微镜下观察，放大倍数为500倍，标准视场直径为80mm；
S2.评级时，首先观察试样或零件的整个受检面，以70％以上的视场作为评定依据；当金相显微组织中存在欠热、轻微过烧、过烧、严重过烧情况下的非正常组织时，以其中最严重视场作为评定依据；
S3.评级采用比较法，对照评级标准，进行金相显微组织级别的评定和判定。
2.如权利要求1所述的检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，其特征在于，所述步骤S3中，评级标准分为7级。
3.如权利要求2所述的检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，其特征在于，所述步骤S3中，1级为欠热组织，组织特征为：α(Al)+AlFeMnSi+W(Al5Cu2Mg8Si6)+θ(CuAl2)+Mg2Si，相含量较多，AlFeMnSi相多数沿枝晶网状分布，部分沿变形方向破碎呈条块状，部分呈骨骼状，W和θ相呈浅灰色半透明点条状，Mg2Si相极少。
4.如权利要求3所述的检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，其特征在于，所述步骤S3中，2级为温度偏低组织，组织特征为：α(Al)+AlFeMnSi+Mg2Si+W(Al5Cu2Mg8Si6)+θ(CuAl2)，相均匀细致，组成相数量相对较多。
5.如权利要求4所述的检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，其特征在于，所述步骤S3中，3级为优良组织，组织特征为：α(Al)+AlFeMnSi+Mg2Si+W(Al5Cu2Mg8Si6)+θ(CuAl2)，相均匀细致，强化相弥散析出，固溶充分。
6.如权利要求5所述的检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，其特征在于，所述步骤S3中，4级为温度偏高组织，组织特征为：α(Al)+AlFeMnSi+Mg2Si+W(Al5Cu2Mg8Si6)+θ(CuAl2)，相含量略有减少，相边界较圆滑。
7.如权利要求6所述的检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，其特征在于，所述步骤S3中，5级为微过烧组织，组织特征为：α(Al)+AlFeMnSi+Mg2Si+W(Al5Cu2Mg8Si6)+θ(CuAl2)+共晶组织，相含量减少，相边界明显圆滑，个别处出现复熔球。
8.如权利要求7所述的检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，其特征在于，所述步骤S3中，6级为过烧组织，组织特征为：α(Al)+共晶组织+少量残留AlFeMnSi，强化相显著减少，复熔球数量明显增多，局部晶界加粗发毛趋直并加宽。
9.如权利要求8所述的检验2A50铝负轮热处理质量的评级方法，其特征在于，所述步骤S3中，7级为严重过烧组织，组织特征为：α(Al)+共晶组织，晶粒粗化，复熔球数量多、尺寸大，出现三角晶界，晶界加宽和熔化。
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