本發明屬于金屬材料熱處理，具體的，涉及一種測定鋁合金淬透性的試驗方法。

背景技術：

1、對于鋁合金的淬透性至今沒有一套完整的試驗與評價體系，鋁合金淬透性測定和試驗方法主要來自于鋼鐵熱處理。鋼的淬透性的物理意義非常明確，即測量零件表面到半馬氏體區（即馬氏體和屈氏體或其它組織各占50%）的距離作為淬透層深度，所以鋼的淬透層深度用金相硬度法是比較容易測量的。而鋁合金淬火后保留的是過飽和固溶體，其過飽和程度很難用顯微鏡進行觀察和測試，同時類似合金鋼測定等溫轉變c曲線取樣測量鋁合金等溫轉變c曲線也相當困難。因此，無論是國內還是國外對鋁合金淬透性的詳細報道甚少，諸如鋁合金淬透性的物理意義、淬透層深度的規定及c曲線情況還沒有系統的報道。

2、通過查閱相關文獻資料，已有研究學者使用鋼鐵材料淬透性的測試方法端淬法測定鋁合金材料的淬透性，并以最大硬度下降10%作為淬透的標準。端淬法操作簡便、適用性強，但是，端淬法在測試過程中試樣主要的冷卻源只有與冷卻介質接觸的一個面，與實際零件生產過程中零件整體與冷卻介質接觸的冷卻方式存在差異，另外，端淬法采用的均為小尺寸試樣，經熱處理后所獲得的組織結構、性能參數與大尺寸鋁合金工件的實際情況存在誤差，綜上所述，使用端淬法測試金屬材料的淬透性有一定局限性。同時，端淬法需要使用專用的淬火設備，淬火工藝條件苛刻，難以對實際熱處理淬火生產過程進行工藝跟蹤，是一種模擬淬火的工藝方法，同時還可能由于進行端面淬火而造成端面處的冷卻條件與實際淬火工藝條件不相符，并由此引起其他誤差。在已有研究中，部分學者以鋁合金試樣最大硬度下降10%作為淬透的標準，該評判標準在實際生產中的應用存在局限性，與實際生產要求芯部滿足設計要求性能值的評判標準不一致。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服端淬法測試淬透性存在的技術不足，提供一種適用于實際生產的鋁合金材料淬火效果測試及測試評價方法，能直觀有效的測試鋁合金材料的實際淬火情況，試驗結果直接應用于實際生產中淬火工藝的制定。

2、為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種測定鋁合金淬透性的試驗方法，該方法包括下述步驟：

3、（1）準備鋁合金工件：其中，鋁合金工件的形狀為圓柱形，鋁合金工件的高度等于鋁合金工件的直徑，鋁合金工件的直徑為生產單位所使用鋁合金的最大有效厚度；

4、（2）進行固溶及時效熱處理：將步驟（1）中的鋁合金工件按工藝文件要求進行固溶及時效熱處理；

5、（3）進行電導率及硬度測試：按照圖1所示的取樣方法，從由步驟（2）熱處理完成后的圓柱形鋁合金工件中心取出一試片用于硬度及電導率測試，在試片長度方向，從試片表面的端面往芯部等距選點進行硬度及電導率測試；

6、（4）進行拉伸性能測試：電導率及硬度測試完成后，將步驟（3）中經過硬度及電導率測試的試片按照圖2所示的取樣方法，從試片表面的端面開始往芯部等距切取拉伸性能測試試樣，然后將每個切取下來的拉伸性能測試試樣按圖3示意圖所示均分別加工成標準的拉伸試棒，并按拉伸試驗標準要求測試拉伸試棒的抗拉強度值；

7、（5）繪制曲線圖：以位于試片表面的距離為橫坐標，分別以位于試片表面不同距離部位的硬度值、電導率值和抗拉強度值為縱坐標，將測量的位于試片表面不同部位的硬度值、電導率值和抗拉強度值連接成折線，分別獲得鋁合金工件隨表面距離變化的硬度值曲線、電導率值曲線和抗拉強度值曲線，從而確定鋁合金材料的淬透性。

8、進一步，在步驟（1）中，所述鋁合金工件為可熱處理強化鋁合金。

9、進一步，在步驟（1）中，所述鋁合金工件為熱軋、鍛造或者鑄造獲得。

10、進一步，在步驟（2）中，所述的固溶熱處理使用的設備為硝鹽槽或空氣循環電爐，加熱溫度為465~535使，具體固溶溫度和保溫時間依據材料類別確定，固溶后按標準要求進行時效強化。

11、進一步，在步驟（3）中，所述試片尺寸為：寬32~100mm、厚度10~15mm、長度與圓柱形鋁合金工件直徑等長，其中試片的寬度不小于標準要求的拉伸試棒的長度。

12、進一步，在步驟（4）中，所述拉伸試棒為國標gb/t?228.1?金屬材料?拉伸實驗?第一部分：室溫實驗方法中的標準試樣。

13、在本發明中，在步驟（5）中，其中所述方法適用于熱處理可強化鋁合金材料淬火效果的直接測試研究，通過對比鋁合金在不同淬火條件（如固溶溫度、冷卻方式、淬火介質溫度等）下的淬透性，將鋁合金材料熱處理標準的驗收值作為鋁合金淬透性的評估標準，保證了工藝與實際生產的一致性，為航空航天等領域的鋁合金淬火工藝優化提供了有力的技術支撐。

14、本發明所述的淬透性測試方法，不僅可應用于鋁合金材料，還可應用于鋼鐵、鈦合金等材料的淬透性研究。

15、發明的有益效果為：本發明的方法，能夠直接、準確的模擬鋁合金工件生產過程中的實際淬火情況，不僅能夠有效地評價鋁合金材料的淬透性，還可保證工藝與實際生產的一致性，為航空航天等領域的鋁合金淬火工藝優化提供了有力的技術支撐。同時該發明方法的適用性強，可應用于鋼鐵、鈦合金等材料的淬透性研究。

技術特征：

1.一種測定鋁合金淬透性的試驗方法，其特征在于：該方法包括下述步驟：

2.根據權利要求1所述的測定鋁合金淬透性的試驗方法，其特征在于：在步驟（1）中，鋁合金工件為可熱處理強化鋁合金。

3.根據權利要求1所述的測定鋁合金淬透性的試驗方法，其特征在于：在步驟（1）中，鋁合金工件為熱軋、鍛造或者鑄造獲得。

4.根據權利要求1所述的測定鋁合金淬透性的試驗方法，其特征在于：固溶熱處理使用的設備為硝鹽槽或空氣循環電爐，加熱溫度為465~535℃，具體固溶溫度和保溫時間依據材料類別確定，固溶后按標準要求進行時效強化。

5.根據權利要求1所述的測定鋁合金淬透性的試驗方法，其特征在于：在步驟（3）中，試片尺寸為：寬32~100mm、厚度10~15mm、長度與圓柱形鋁合金工件直徑等長，其中試片的寬度不小于標準要求的拉伸試棒的長度。

6.根據權利要求1所述的測定鋁合金淬透性的試驗方法，其特征在于：在步驟（4）中，拉伸試棒為國標gb/t?228.1?金屬材料?拉伸實驗?第一部分：室溫實驗方法中的標準試樣。

技術總結
本發明公開了一種測定鋁合金淬透性的試驗方法，該方法包括下述步驟：（1）準備鋁合金工件；（2）將步驟（1）中的鋁合金工件按工藝文件要求進行固溶及時效熱處理；（3）進行電導率及硬度測試；（4）進行拉伸性能測試；（5）繪制曲線圖：從而確定鋁合金材料的淬透性；本發明的優點是：本發明的方法，能夠直接、準確的模擬鋁合金工件生產過程中的實際淬火情況，不僅能夠有效地評價鋁合金材料的淬透性，還可保證工藝與實際生產的一致性，為航空航天等領域的鋁合金淬火工藝優化提供了有力的技術支撐。同時該發明方法的適用性強，可應用于鋼鐵、鈦合金等材料的淬透性研究。

技術研發人員：王義良,漆誠,彭亮亮,呂晨,熊路蘭,廖可,李旭勇,李彩虹
受保護的技術使用者：江西洪都航空工業集團有限責任公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28