專利名稱：利用電導(dǎo)率快速檢測鋁合金淬透性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用電導(dǎo)率快速檢測變形鋁合金淬透性的方法。
背景技術(shù)：
Al-Zn-Mg-Cu和Al-Cu-Mg系鋁合金分別屬于7000系和2000系高強鋁合金， 是典型的時效強化鋁合金，在航空航天領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。大部分可時效強化 鋁合金在時效熱處理前需要首先進行固溶處理。固溶處理的完全與否直接影響到 后續(xù)的時效熱處理，進而影響到合金的最終性能。由于鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)高，散熱 快，因此具有小截面尺寸的鋁合金結(jié)構(gòu)件不存在淬透性的問題。但是，航空航天 工業(yè)的快速發(fā)展，要求采用整塊高強鋁合金厚板或模鍛件作為承力件來替代傳統(tǒng) 的鉚接件。因此，高強鋁合金也和鋼一樣面臨著一個淬透性的問題。合金板材、 鍛件厚度越厚，淬透性問題越嚴重。因此，建立一套適用于大截面尺寸變形鋁合 金淬透性的評價體系，對于航空航天工業(yè)的選材、鋁合金的熱處理規(guī)范都具有重 要意義。
所謂鋁合金的淬透性，是指合金經(jīng)過固溶處理后在淬火過程中保持固溶組織 的能力。由于鋁合金具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，因此當合金厚度小于60mm時，合金 在淬火過程中一般都能獲得完全的固溶組織，而不會產(chǎn)生"淬不透"的現(xiàn)象。隨 著合金截面尺寸的的增大，在固溶后的淬火過程中，合金的心部很可能出現(xiàn)淬不 透的現(xiàn)象，從而影響后續(xù)的時效過程和合金的力學性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于開發(fā)一種利用電導(dǎo)率快速檢測鋁合金淬透性的方法。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
一種利用電導(dǎo)率快速檢測鋁合金淬透性的方法，該方法包括下述步驟
(1) 、對鋁合金材料淬透性進行檢測，該鋁合金材料包括鋁合金板材或鍛件；
(2) 、鋁合金材料經(jīng)過固溶處理后，對固溶態(tài)的鋁合金材料進行端淬處理；
(3) 、對于端淬處理后的固溶態(tài)的鋁合金材料，測量其距淬火端所在的端淬 面不同距離的部位的電導(dǎo)率；
(4) 、以距淬火端的距離為橫坐標，以距端淬面不同距離的部位上的電導(dǎo)率 為縱坐標，將步驟(3)中測量的距端淬面不同距離的部位的電導(dǎo)率連接成曲線， 從而確定鋁合金材料的淬透性。
3固溶時效強化型鋁合金的電導(dǎo)率與合金的固溶程度有密切關(guān)系。合金中固溶 程度越充分，合金的晶格畸變越嚴重，電子運動受到的阻礙程度就越大，反映在 電導(dǎo)率上表現(xiàn)為電導(dǎo)率數(shù)值越低；反之，當合金固溶程度越小，晶格畸變也就越 小，電子在晶格間的運動所受到的阻力就越小，反映在電導(dǎo)率上表現(xiàn)為電導(dǎo)率數(shù) 值越高。當合金的淬透性較好時，在淬火過程中，合金的整體固溶程度相近，因 此合金不同部位的電導(dǎo)率變化不大；反之，如果合金淬透性較差，在淬火過程中， 合金心部保留固溶組織的能力就越差，因此晶格畸變越小，電子運動受到的阻力 就越小，從而電導(dǎo)率越高。利用電導(dǎo)率的這種變化特點，可以快速而有效的檢測 鋁合金的淬透性。
在所述的步驟(1)中，所述的鋁合金板材或鍛件是經(jīng)過熱軋或自由鍛或模 鍛而獲得。
在所述的步驟(2)中，所述的固溶處理為在400 55(TC條件下進行的固溶
熱處理，并在固溶熱處理之后再進行時效熱處理強化。
在所述的步驟(2)中，固溶處理采用鹽浴固溶處理或電阻爐固溶處理。
在所述的步驟(3)中，電導(dǎo)率的測量是從端淬面開始，在每距離端淬面 3~5mm的平面上測量電導(dǎo)率；電導(dǎo)率測量按照相應(yīng)的國標進行；對于同一個端 淬處理后的固溶態(tài)的鋁合金材料，其測試長度不小于60mm，即從端淬面到所測 量電導(dǎo)率的最后的平面距離不小于60mm。
固溶處理是提高鋁合金性能的一種重要的手段，利用電導(dǎo)率指標快速檢測鋁 合金的淬透性，對于選擇合適的淬火介質(zhì)，改進熱處理工藝，提高鋁合金的淬透 性有著重要意義。本發(fā)明針對變形鋁合金淬透性檢測方法進行了大量的研究工 作，獲取了一定的試驗數(shù)據(jù)，研究結(jié)果表明，采用本發(fā)明的方法對鋁合金進行淬 透性的評價，能夠快速、有效地評價出鋁合金的淬透性，從而為航空航天工業(yè)選 材以及鋁合金熱處理工藝優(yōu)化提供技術(shù)支撐。
本發(fā)明涉及到的一種利用電導(dǎo)率快速檢測變形鋁合金淬透性的方法的優(yōu)點
在于
(1) 、本發(fā)明的方法操作簡單易行?？梢岳帽銛y式電導(dǎo)儀實時進行檢測。
(2) 、本發(fā)明的方法檢測快速有效。電導(dǎo)率測試對樣品表面要求低，測得的 電導(dǎo)率數(shù)值能夠有效地反映出材料的淬透性變化趨勢，從而能夠快速地對鋁合金 的淬透性進行評價。


圖1為采用本發(fā)明的方法對7B04及7150鋁合金淬透性評價曲線。圖2為沿著鋁合金厚板厚度方向取圓柱狀樣品的示意圖。 圖3為切割圓柱狀樣品示意圖。
圖4為將圓柱狀樣品切割為相同高度的圓柱片的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明主要包括以下步驟
(1) 、鋁合金鑄錠經(jīng)過熱軋或自由鍛或模鍛成為具有一定厚度的鋁合金材 料(》60mm);
(2) 、沿著具有一定厚度(》60mm)的鋁合金材料的厚度方向取一直徑為 50mm的圓柱狀樣品。其取試樣過程如圖2所示，沿著鋁合金材料1的厚度方 向取一直徑為50mm的圓柱狀樣品2，其中，圓柱狀樣品2的圓柱高度等于 鋁合金材料l的厚度。
(3) 、將樣品放入固溶爐內(nèi)進行固溶處理；
(4) 、溶完畢后，將樣品迅速轉(zhuǎn)移到端淬臺進行端淬處理。要求淬火介質(zhì) 在樣品下方自下而上噴向樣品的一個端面，淬火介質(zhì)應(yīng)完全覆蓋樣品且不會飛濺 到樣品其他部位。
(5) 、樣品冷卻以后，自端淬面開始，沿高度方向，采用線切割的方式每 3 5mm長度截取圓片，如圖3、圖4所示，圓柱體樣品2的最下端面為端淬 面，以端淬面為最基準，每h高度線切割截取一段，每條切割線8之間的距 離即h高度是相同的，這樣，將圓柱體樣品2切割為若干個具有相同h高度 的圓柱片3，每個圓柱片3的h高度為3 5mm(圖4為示意圖，圖畫出4個 圓柱片)。如圖4所示，在端淬面、切割面4、 5、 6和圓柱體樣品2的最上 端面7上測量電導(dǎo)率值，并繪制成曲線；電導(dǎo)率的測量按照相應(yīng)的國家標準 進行。
實施例1:
7B04和7150鋁合金厚板在飛機制造中有著廣泛的應(yīng)用，其中7150鋁合金 為高純鋁合金，是新型飛機中首選的鋁合金材料之一，因此研究合金厚板的淬透 性對于保證飛機的安全有著重要意義。對于7B04和7150鋁合金厚板(厚度均 為150mm)，按前述的取樣的方式，分別取直徑為50mm的圓柱狀樣品；并分別 對所取的樣品進行固溶，固溶制度分別采用45(TC下固溶3小時，之后分別進行 水淬；樣品冷卻以后，將圓柱體樣品分別切割為30個5mm高度的圓柱片，分別 在端淬面、切割面和圓柱體樣品的最上端面上測量電導(dǎo)率值，并繪制成曲線；電 導(dǎo)率的測量按照相應(yīng)的國家標準進行。圖1是厚度為150mm厚的7B04鋁合金厚板和7150鋁合金厚板經(jīng)過固溶處理后端淬的電導(dǎo)率曲線。由圖1可看出，隨 著距淬火端距離的增加，7B04合金淬火態(tài)電導(dǎo)率迅速增加，變化的幅度大；而 在相同的淬火條件下，7150鋁合金淬火態(tài)電導(dǎo)率值的增幅小，說明7150合金的 淬透性優(yōu)于7B04鋁合金。通過對電導(dǎo)率曲線分析，對于7B04合金，水淬的最 大深度為20mm，工件的最大淬透厚度約為40mm; 7150合金的淬透深度為 55mm，工件的最大淬透厚度約為110mm。
權(quán)利要求
1、一種利用電導(dǎo)率快速檢測鋁合金淬透性的方法，其特征在于該方法包括下述步驟(1)、對鋁合金材料淬透性進行檢測，該鋁合金材料包括鋁合金板材或鍛件；(2)、鋁合金材料經(jīng)過固溶處理后，對固溶態(tài)的鋁合金材料進行端淬處理；(3)、對于端淬處理后的固溶態(tài)的鋁合金材料，測量其距淬火端所在的端淬面不同距離的部位的電導(dǎo)率；(4)、以距淬火端的距離為橫坐標，以距端淬面不同距離的部位上的電導(dǎo)率為縱坐標，將步驟(3)中測量的距端淬面不同距離的部位的電導(dǎo)率連接成曲線，從而確定鋁合金材料的淬透性。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電導(dǎo)率快速檢測鋁合金淬透性的方法，其特征在于在所述的步驟(1)中，所述的鋁合金板材或鍛件是經(jīng)過熱軋或自由鍛或模鍛而獲得。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用電導(dǎo)率快速檢測鋁合金淬透性的方法，其特征在于在所述的步驟(2)中，所述的固溶處理為在400 55(TC條件下進行的固溶熱處理，并在固溶熱處理之后再進行時效熱處理強化。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用電導(dǎo)率快速檢測鋁合金淬透性的方法，其特征在于在所述的步驟(2)中，固溶處理采用鹽浴固溶處理或電阻爐固溶處理。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用電導(dǎo)率快速檢測鋁合金淬透性的方法，其特征在于在所述的步驟(3)中，電導(dǎo)率的測量是從端淬面開始，在每距離端淬面3 5mm的平面上測量電導(dǎo)率；電導(dǎo)率測量按照相應(yīng)的國標進行；對于同一個端淬處理后的固溶態(tài)的鋁合金材料，其測試長度不小于60mm，即從端淬面到所測量電導(dǎo)率的最后的平面距離不小于60mm。
全文摘要
一種利用電導(dǎo)率快速檢測鋁合金淬透性的方法，該鋁合金材料包括鋁合金板材或鍛件；鋁合金材料經(jīng)過固溶處理后，對固溶態(tài)的鋁合金材料進行端淬處理；對于端淬處理后的固溶態(tài)的鋁合金材料，測量其距淬火端所在的端淬面不同距離的部位的電導(dǎo)率；以距淬火端的距離為橫坐標，以距端淬面不同距離的部位上的電導(dǎo)率為縱坐標，將測量的距端淬面不同距離的部位的電導(dǎo)率連接成曲線，從而確定鋁合金材料的淬透性。采用本發(fā)明的檢測方法，可以快速而準確的評價變形鋁合金的淬透性。
文檔編號G01N27/04GK101477073SQ20091007662
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月12日
發(fā)明者劉紅偉, 張永安, 朱寶宏, 李志輝, 熊柏青, 鋒 王 申請人:北京有色金屬研究總院