RU2602411C2 - Method for determining softening of parts from aluminium alloys - Google Patents
Method for determining softening of parts from aluminium alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2602411C2 RU2602411C2 RU2015108713/28A RU2015108713A RU2602411C2 RU 2602411 C2 RU2602411 C2 RU 2602411C2 RU 2015108713/28 A RU2015108713/28 A RU 2015108713/28A RU 2015108713 A RU2015108713 A RU 2015108713A RU 2602411 C2 RU2602411 C2 RU 2602411C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrical conductivity
- softening
- parts
- determining
- specific electrical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/20—Investigating the presence of flaws
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для определения степени разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов.The invention relates to the field of metallurgy and can be used to determine the degree of softening of parts made of aluminum alloys.
В производственной практике часто встречается дефект на крупногабаритных деталях из алюминиевых сплавов в виде участков материала с пониженными механическими свойствами. Данные участки выявляются после анодного оксидирования (анодирования) в виде темных пятен. Появление темных пятен (участков с пониженными механическими свойствами) на поверхности алюминиевых изделий происходит из-за нарушения технологии термообработки или нежелательных нагревов поверхности в процессе производства. На предприятиях процесс анодирования проводят на заключительных этапах изготовления деталей. По этой причине определить механические свойства на выявленных после анодирования темных пятнах является невозможным. В таких случаях наиболее приемлемым способом контроля остается замер удельной электропроводимости вихретоковым методом.In manufacturing practice, a defect is often found on large-sized parts made of aluminum alloys in the form of sections of material with reduced mechanical properties. These areas are detected after anodic oxidation (anodization) in the form of dark spots. The appearance of dark spots (areas with reduced mechanical properties) on the surface of aluminum products occurs due to a violation of the heat treatment technology or unwanted heating of the surface during production. In enterprises, the anodizing process is carried out at the final stages of manufacturing parts. For this reason, it is impossible to determine the mechanical properties of the dark spots identified after anodizing. In such cases, the most acceptable control method is the measurement of electrical conductivity by the eddy current method.
Известен способ определения распада твердого раствора в алюминиевых сплавах после термической обработки, включающий определение удельной электропроводимости контролируемого материала и дополнительное определение удельной электропроводимости этого же материала после его перезакалки и после отжига (ПИЗ №2093820, 15.02.1996, Кл. G01N 27/00). Для количественного определения степени распада твердого раствора в предлагаемом способе используют безразмерный коэффициент С, который не дает возможности судить о годности контролируемой детали по механическим свойствам.A known method for determining the decomposition of a solid solution in aluminum alloys after heat treatment, including the determination of the electrical conductivity of the controlled material and the additional determination of the electrical conductivity of the same material after re-quenching and after annealing (PIZ No. 2093820, 02/15/1996, Cl. G01N 27/00). To quantify the degree of decomposition of a solid solution in the proposed method, a dimensionless coefficient C is used, which makes it impossible to judge the suitability of the controlled part by mechanical properties.
Недостаток данного способа заключается в том, что по нему нельзя определить, насколько произошло послабление механических свойств в темном пятне, а следовательно, нельзя судить о годности всей детали.The disadvantage of this method is that it cannot be determined by how much the weakening of the mechanical properties in the dark spot has occurred, and therefore, it is impossible to judge the suitability of the entire part.
Целью изобретения является создание методики контроля деталей с темными пятнами, выявленными в процессе производства.The aim of the invention is to create a methodology for the control of parts with dark spots identified during the production process.
Предлагается способ определения разупрочнения деталей из алюминиевых сплавов, сопровождающийся распадом твердого раствора в алюминиевых сплавах, включающий определение удельной электропроводимости контролируемого материала на участке разупрочнения и дополнительное проведение на образцах-свидетелях (тамплетах) процессов термообработки, имитирующих условия, повлиявшие на разупрочнение деталей с последующим определением на тамплетах значения удельной электропроводимости; вытачивание из тамплетов образцов, на которых определяются механические характеристики по результатам испытаний на растяжение; построение графиков зависимости механических характеристик образцов от удельной электропроводимости; определение аппроксимирующих уравнений, по которым вычисляются граничные значения удельной электропроводимости, соответствующие допустимому нижнему значению механических свойств для каждой конкретной плавки и вида полуфабриката; сопоставление значений удельной электропроводимости на детали из алюминиевого сплава на участке разупрочнения с полученными расчетными значениями после имитационной термообработки.A method is proposed for determining the softening of parts made of aluminum alloys, accompanied by the decomposition of a solid solution in aluminum alloys, which includes determining the electrical conductivity of the controlled material at the softening site and additional conducting heat treatment processes on test specimens (templates) that mimic the conditions that affected the softening of the parts and then determining conductivity tamplets; the extraction of samples from the templates, on which the mechanical characteristics are determined according to the results of tensile tests; plotting the dependence of the mechanical characteristics of the samples on the electrical conductivity; determination of approximating equations by which the boundary values of electrical conductivity are calculated, corresponding to the permissible lower value of the mechanical properties for each specific heat and type of semi-finished product; comparing the values of electrical conductivity on the parts of aluminum alloy in the softening area with the calculated values obtained after simulation heat treatment.
При появлении темных пятен после анодирования на крупногабаритных алюминиевых деталях замеряют удельную электропроводимость на темном участке в точке, имеющей максимальное потемнение (точке разупрочнения). Если удельная электропроводимость не выше граничных значений, то такие детали можно считать годными. Установленными граничными значениями считаются значения, установленные путем имитации разупрочнения в лабораторных условиях на образцах-свидетелях (тамплетах) из той же плавки-садки по вновь разработанному способу.When dark spots appear after anodizing on large aluminum parts, the electrical conductivity is measured in a dark area at a point having maximum darkening (softening point). If the electrical conductivity is not higher than the boundary values, then such details can be considered suitable. The established boundary values are the values established by simulating softening in laboratory conditions on witness samples (tamplets) from the same smelting furnace according to the newly developed method.
Способ определения годности деталей заключается в следующем.The method for determining the suitability of parts is as follows.
Из материала той же плавки, что и деталь с темным пятном, годность которой необходимо определить, нарезаются заготовки определенного размера. Для этого используется неприменимый остаток материала. Количество заготовок зависит от способа последующей имитации и выбирается в диапазоне, достаточном для построения более точных корреляционных кривых.From a material of the same melting as a part with a dark spot, the suitability of which must be determined, preforms of a certain size are cut. An inapplicable material residue is used for this. The number of blanks depends on the method of subsequent simulation and is selected in a range sufficient to construct more accurate correlation curves.
Проводится термообработка заготовок, максимально имитируя условия, повлиявшие на разупрочнение детали в процессе производства.Heat treatment of the workpieces is carried out, imitating as much as possible the conditions that affected the softening of the part in the production process.
После термообработки на заготовках измеряется значение удельной электропроводимости. Далее из заготовок вытачиваются стандартные образцы типа III по ГОСТ 1497-84 «Методы испытаний на растяжение», на которых определяются механические характеристики по результатам испытаний на растяжение: временное сопротивление разрыву - σΒ, предел текучести при растяжении - σ0,2, относительное удлинение - δ.After heat treatment on the workpieces, the value of specific conductivity is measured. Then, standard samples of type III are turned out from the blanks according to GOST 1497-84 “Tensile test methods”, on which mechanical characteristics are determined according to the results of tensile tests: tensile strength - σ Β , tensile strength - σ 0.2 , elongation - δ.
По полученным результатам с помощью компьютерной программы Excel строятся графики зависимости механических характеристик тамплетов от удельной электропроводимости: σΒ - γ, или σ0,2 - γ, или δ - γ и определяются аппроксимирующие уравнения, по которым, в свою очередь, вычисляются граничные значения удельной электропроводимости, соответствующие допустимому нижнему значению механических свойств согласно нормативных требований на материал (ОСТ, ГОСТ, ТУ). Полученные значения принимаются как допустимые для каждой конкретной плавки и вида полуфабриката.Based on the results obtained, using the Excel computer program, graphs are constructed of the dependence of the mechanical characteristics of the templates on the electrical conductivity: σ Β - γ, or σ 0.2 - γ, or δ - γ, and approximating equations are determined by which, in turn, the boundary values are calculated electrical conductivity corresponding to the permissible lower value of the mechanical properties according to the regulatory requirements for the material (OST, GOST, TU). The obtained values are accepted as valid for each specific heat and type of semi-finished product.
Далее измеряется значение удельной электропроводимости на боевой детали и полученное значение сопоставляется с полученными расчетными граничными значениями после имитационной термообработки. После чего определяется годность боевой детали.Next, the value of the electrical conductivity on the warhead is measured and the obtained value is compared with the calculated calculated boundary values after simulation heat treatment. After that, the suitability of the combat part is determined.
Пример 1Example 1
Установлено, что причиной появления темных пятен на детали из сплава марки В95очТ2 является нагрев материала в процессе механической обработки. Анализ технологии механической обработки из профилей показал, что в процессе изготовления возможными факторами, влияющими на распад твердого раствора, являются: затупление фрезы, увеличение подачи, вращение фрезы на одном месте при ее входе и выходе, несоблюдение режимов резания, вызывающее повышение температуры обрабатываемых деталей при механической обработке. В качестве имитации нарушения режима механической обработки, в результате которого возможен перегрев, выбраны 30-минутная выдержка при температурах: 200°С, 210°С, 220°С, 230°С, 240°С, 250°С.It has been established that the cause of the appearance of dark spots on parts made of an alloy of the grade V95ochT2 is the heating of the material during machining. Analysis of the technology of machining from profiles showed that during the manufacturing process, possible factors affecting the decomposition of the solid solution are: blunting the cutter, increasing the feed, rotating the cutter in one place at its entrance and exit, non-compliance with the cutting conditions, causing an increase in the temperature of the machined parts when machined. As an imitation of violation of the machining mode, which may result in overheating, a 30-minute exposure at temperatures of 200 ° C, 210 ° C, 220 ° C, 230 ° C, 240 ° C, 250 ° C was selected.
Пример 2Example 2
Установлено, что причиной появления темных пятен на детали из сплава марки В95очТ2 является нарушение режимов нагрева в процессе термоправки. Анализ технологии термоправки профилей показал, что возможными факторами, влияющими на распад твердого раствора, являются: нагрев заготовок выше или длительнее установленных температурно-временных норм. Соответственно имитацию нарушения режима термоправки осуществляем путем длительной выдержки при допустимой температуре и при температуре выше допустимой по сравнению с требованиями технологии. Выбрано время выдержки - 0,5; 1; 2; 3 часа при температуре 200°С.It is established that the cause of the appearance of dark spots on the parts made of alloy grade V95ochT2 is a violation of the heating regimes during thermal correction. An analysis of the technology of thermal correction of profiles showed that possible factors affecting the decomposition of a solid solution are: heating the workpieces higher or longer than the established temperature-time standards. Accordingly, imitation of violation of the thermal correction regime is carried out by prolonged exposure at an acceptable temperature and at a temperature higher than permissible in comparison with the requirements of the technology. The exposure time is chosen - 0.5; one; 2; 3 hours at a temperature of 200 ° C.
Пример 3Example 3
Установлено, что причиной появления темных пятен на детали из сплава марки В95очТ2 является некачественная закалка. Анализ технологии термообработки профилей показал, что возможными факторами, влияющими на распад твердого раствора, являются: длительное время переноса образцов из печи в закалочный бак, плотная упаковка изделий при термической обработке, большая садка, высокая температура закалочной среды, наличие воздушных карманов из-за неправильного расположения изделий в садке при термообработке. Имитацию в данном случае осуществляем снижением температуры закалки путем увеличения времени переноса образцов из печи нагрева перед погружением в закалочный бак (процесс закалки). В процессе закалки длительность времени переноса выбрана 10; 80; 180; 240; 300 секунд.It was established that the cause of the appearance of dark spots on the parts made of an alloy of the brand V95ochT2 is poor-quality hardening. An analysis of the heat treatment technology of the profiles showed that the possible factors affecting the decomposition of the solid solution are: a long time for transferring samples from the furnace to the quenching tank, tight packing of the products during heat treatment, a large charge, high temperature of the quenching medium, and the presence of air pockets due to improper location of products in the cage during heat treatment. Simulation in this case is carried out by lowering the hardening temperature by increasing the transfer time of samples from the heating furnace before immersion in the hardening tank (hardening process). In the process of hardening, the duration of the transfer time is selected 10; 80; 180; 240; 300 seconds.
После имитационной термообработки по примеру 1, 2 или 3 на тамплетах измеряются значения удельной электропроводимости и определяются механические свойства (временное сопротивление разрыву, предел текучести при растяжении, относительное удлинение).After the simulated heat treatment according to example 1, 2 or 3, the values of electrical conductivity are measured on the templates and mechanical properties are determined (tensile strength, tensile strength, elongation).
При сопоставлении полученных значений механических свойств, приведенных в таблицах 1, 2, 3, с требованиями ТУ 1-83-58-2002, приведенными в таблице 4, выявлено, что наиболее чувствительным параметром является временное сопротивление разрыву σΒ. Соответственно с помощью компьютерной программы Excel строим графики зависимости σB - γ (фиг.1, 2, 3).When comparing the obtained values of the mechanical properties shown in tables 1, 2, 3 with the requirements of TU 1-83-58-2002, shown in table 4, it was found that the most sensitive parameter is the tensile strength σ Β . Accordingly, using the computer program Excel, we construct graphs of the dependence σ B - γ (Figs. 1, 2, 3).
Далее по уравнению, полученному через линии тренда, определяется значение удельной электропроводимости, соответствующее минимально допустимому значению прочности для исследуемого материала, равному 51 кгс/мм2. Получаем следующее граничное значение удельной электропроводимости, превышение которого недопустимо. В случае для деталей с темными пятнами причиной образования которых послужил нагрев при термической обработке, граничное значение удельной электропроводимости равно 22,9 МСм/м; для деталей с темными пятнами, причиной образования которых послужил перегрев при термоправке, граничное значение удельной электропроводимости равно 23,0 МСм/м; для деталей с темными пятнами, причиной образования которых послужила некачественная закалка, граничное значение удельной электропроводимости равно 23,2 МСм/м.Further, according to the equation obtained through the trend lines, the value of electrical conductivity is determined, which corresponds to the minimum allowable strength value for the material under study, equal to 51 kgf / mm 2 . We obtain the following boundary value of specific conductivity, the excess of which is unacceptable. In the case of parts with dark spots, the reason for the formation of which was the heating during heat treatment, the boundary value of the specific conductivity is 22.9 MSm / m; for parts with dark spots, the cause of the formation of which was overheating during thermal correction, the boundary value of the specific conductivity is 23.0 MSm / m; for parts with dark spots, the cause of the formation of which was poor-quality hardening, the boundary value of the electrical conductivity is 23.2 MSm / m.
Измеряем значение удельной электропроводимости контролируемой детали и сопоставляем с расчетными значениями, полученными после имитационной термообработки. Если значение, измеренное на детали, ниже граничного, то деталь пропускается в дальнейшее производство. Дополнительно по тем же уравнениям возможно вычислить, насколько произошло снижение. Для этого в уравнение подставляется значение удельной электропроводимости, полученное на детали.We measure the value of the electrical conductivity of the controlled part and compare it with the calculated values obtained after simulation heat treatment. If the value measured on the part is lower than the boundary value, then the part is passed into further production. Additionally, by the same equations it is possible to calculate how much the decline has occurred. For this, the value of specific conductivity obtained on the part is substituted into the equation.
Использование предлагаемого способа позволяет определить степень разупрочнения на деталях из алюминиевых сплавов в количественном выражении и на его основе определять изменения механических свойств в результате нарушения технологических процессов, возникающих в производственной практике.Using the proposed method allows to determine the degree of softening on parts of aluminum alloys in quantitative terms and on its basis to determine changes in mechanical properties as a result of disruption of technological processes that arise in industrial practice.
Применение данного способа увеличивает точность и информативность для определения годности детали неразрушающим методом.The application of this method increases the accuracy and information content to determine the suitability of the part non-destructive method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015108713/28A RU2602411C2 (en) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | Method for determining softening of parts from aluminium alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015108713/28A RU2602411C2 (en) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | Method for determining softening of parts from aluminium alloys |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015108713A RU2015108713A (en) | 2016-09-27 |
| RU2602411C2 true RU2602411C2 (en) | 2016-11-20 |
Family
ID=57018264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015108713/28A RU2602411C2 (en) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | Method for determining softening of parts from aluminium alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2602411C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698519C1 (en) * | 2018-11-12 | 2019-08-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Electrochemical method for early detection of damages in aluminum alloys, which are deformable in an aqueous medium |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4947117A (en) * | 1989-01-03 | 1990-08-07 | Iowa State University Research Foundation | Nondestructive detection of an undesirable metallic phase, T1, during processing of aluminum-lithium alloys |
| RU2093820C1 (en) * | 1996-02-15 | 1997-10-20 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский институт легких сплавов" | Process of determination of degree of decomposition of solid solution in aluminium alloys after thermal treatment |
| RU2140071C1 (en) * | 1996-06-06 | 1999-10-20 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский институт легких сплавов" | Process determining operational life of bearing member made of high-temperature thermally compacted aluminum alloy in structure of aircraft |
| RU2194976C1 (en) * | 2001-04-05 | 2002-12-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО "СПЕКТР" | Device measuring conductivity |
| US7018489B2 (en) * | 2002-11-13 | 2006-03-28 | Alcoa Inc. | Artificial aging control of aluminum alloys |
-
2015
- 2015-03-12 RU RU2015108713/28A patent/RU2602411C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4947117A (en) * | 1989-01-03 | 1990-08-07 | Iowa State University Research Foundation | Nondestructive detection of an undesirable metallic phase, T1, during processing of aluminum-lithium alloys |
| RU2093820C1 (en) * | 1996-02-15 | 1997-10-20 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский институт легких сплавов" | Process of determination of degree of decomposition of solid solution in aluminium alloys after thermal treatment |
| RU2140071C1 (en) * | 1996-06-06 | 1999-10-20 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский институт легких сплавов" | Process determining operational life of bearing member made of high-temperature thermally compacted aluminum alloy in structure of aircraft |
| RU2194976C1 (en) * | 2001-04-05 | 2002-12-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО "СПЕКТР" | Device measuring conductivity |
| US7018489B2 (en) * | 2002-11-13 | 2006-03-28 | Alcoa Inc. | Artificial aging control of aluminum alloys |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698519C1 (en) * | 2018-11-12 | 2019-08-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Electrochemical method for early detection of damages in aluminum alloys, which are deformable in an aqueous medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015108713A (en) | 2016-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lin et al. | Effect of temperature and strain rate on the compressive deformation behavior of 42CrMo steel | |
| Černý | Growth and retardation of physically short fatigue cracks in an aircraft Al-alloy after shot peening | |
| Ktari et al. | A crack propagation criterion based on ΔCTOD measured with 2D‐digital image correlation technique | |
| RU2602411C2 (en) | Method for determining softening of parts from aluminium alloys | |
| Vidal et al. | Fatigue behaviour at elevated temperature of friction stir channelling solid plates of AA5083-H111 aluminium alloy | |
| Javaheri et al. | Fatigue assessment of the welded joints containing process relevant imperfections | |
| Lee et al. | The effect of thermal exposure on the electrical conductivity and static mechanical behavior of several age hardenable aluminum alloys | |
| Yan et al. | Statistical method for the fatigue life estimation of coke drums | |
| Li et al. | Damage investigation of boron steel at hot stamping conditions | |
| Kang et al. | Determination of the constitutive behaviour of AA6022-T4 aluminium alloy spot welds at large strains | |
| RU2628870C2 (en) | Structure diagnostics method of thin-wall pipes from aluminium alloys | |
| Kumar et al. | Characterization of crack tip stresses in plane-strain fracture specimens having weld center crack | |
| Stephen et al. | The effect of pitting corrosion on split sleeve cold hole expanded, bare 7075-T651 aluminium alloy | |
| CN114295491A (en) | Prediction method for creep damage and time evolution behavior of deformation | |
| Merklein et al. | Experimental investigation of heat-treated aluminum profiles | |
| Zhakupov et al. | Non-destructive method for determining the mechanical properties of rolled steel | |
| Di Michele et al. | Investigation on the strain behaviour of a precipitation-hardenable aluminium alloy through a temperature gradient based heat treatment | |
| Alabi et al. | Measuring the stress, strain and strain-rate in heat treated medium carbon steel samples and finding the constituted material related properties | |
| RU2624613C1 (en) | Method of metals testing for tension-compression and the sample for its implementation | |
| RU2698698C1 (en) | Method for quantitative evaluation of burn in deformable thermo-reinforced aluminum alloys using eds-analysis | |
| Galkin et al. | Distribution of the mechanical properties of semiproducts over their volume predicted as function of the technological parameters of hot metal forming | |
| Shigapov et al. | Monitoring the Softening of Aluminum-Alloy V95ochT2 Shapes by a Nondestructive Method | |
| Dyja et al. | Physical simulation of microstructure evolution of the specimens made of 30MnB4 steel | |
| Tamanna et al. | Effect of Sample Geometry on Strain Uniformity and Double Hit Compression Tests for Softening Kinetics Determination | |
| Moradi et al. | Response Surface Methodology for the Remaining Creep Life Estimation by the Small Punch Creep Test |