一种适合于变形铝合金材料的再结晶组织比例分析评价的方法，其包括以下步骤：(1)从变形铝合金材料构成的工件上切取试样；(2)将切取好的试样进行预热处理；(3)制成金相样品；(4)对制取的金相样品进行浸蚀处理；(5)随机选择视场进行拍照得到金相组织照片；(6)计算再结晶组织特征区域所占的面积比例，确定该材料的再结晶组织比例。本发明专利技术涉及的方法采用了一种特别设计的处理方法，保证了材料在不改变组织特征形貌的情况下，使材料时效态、特别是变形态和固溶态的再结晶组织与变形组织特征形貌在金相条件下清晰区分显示出来。利用本方法可以较准确分辨及统计评价材料的再结晶状况，可以用于指导材料组织的调控，具有可操作性强、经济使用、适用范围广的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于金属材料组织分析领域。
技术介绍
热处理可强化变形铝合金，主要包括7XXX系铝合金、2XXX系铝合金、6XXX系铝合金及铝锂合金等，在航空航天及交通运输等领域有着广泛的应用。其材料经熔铸制坯和均匀化处理后，均需通过变形加工、固溶淬火及时效热处理来调控材料的组织，以获得需要的强度、韧性与耐蚀性能等。变形及固溶两个工序决定着材料最终的晶粒组织特征，是材料最终组织与性能的基础。材料在热变形加工过程中除获得希望的变形流线组织外，还会发生动态再结晶，形成变形组织+再结晶组织的组织形貌特征；材料变形件在随后进行的固溶过程中部分变形组织也会发生静态再结晶及晶粒长大，使材料中的变形组织比例降低、再结晶组织比例增加。材料中再结晶组织比例增加会显著影响材料组织的均匀性，严重影响其强度、断裂韧性、疲劳性能及耐蚀性能等。为此，在准确掌握材料在变形、固溶及时效半成品或成品工件中的再结晶状况，无论是对探明该材料制备工件的组织特征，还是对于指导和调整材料变形加工及固溶热处理工艺参数，以实现对材料晶粒组织的精确调控、提升该材料的使用性能都十分必要。目前对变形铝合金材料再结晶组织的分析仍多采用金相观察的方法，金相法具有观察便捷，视场广的特点。但是，目前金相法在清晰区分显示变形组织与再结晶组织形貌特征方面存在着困难，特别是对于变形状态和固溶状态的材料更是如此。变形状态的材料因基体中分布的大量粗大析出相在金相浸蚀过程中易优先发生腐蚀，严重影响了材料(亚)晶界在金相条件下的显示(见图1所示)；固溶状态的材料则是因为(亚)晶界上也无析出相，使材料的(亚)晶界较难经腐蚀在金相条件下完全显示出来(见图2所示)。只有部分时效态(特别是过时效态)的材料，因(亚)晶界及其上存在的粗大析出相在适宜的浸蚀过程中优先发生腐蚀有助于材料的(亚)晶界在金相条件下较容易清晰地显示出来。采用先进的背散射电子衍射(EBSD)方法可以较容易地显示出变形状态和固溶状态的材料的再结晶组织形貌特征，但因费用高、制样难、视场小等问题，难以用于材料进行大量的分析评价研究工作，在实际生产中很难普及。同时，至今还未形成关于变形铝合金材料再结晶组织比例分析评价的有效方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适合于变形铝合金材料的再结晶组织比例分析评价的方法，比较精确地分辨出不同状态下材料的再结晶组织和变形组织，并通过软件分析较准确地统计出材料的再结晶组织比例，直接指导实际生产中工艺参数的制定及材料组织的调控。为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案:一种适合于变形铝合金材料的再结晶组织比例分析评价的方法，该方法包括以下步骤:(I)从所需要进行再结晶组织比例分析的变形铝合金材料构成的工件上切取试样；(2)将切取好的试样进行适当的预热处理；(3)对预热处理好的试样进行研磨和抛光处理，制成质量好的金相样品；(4)对制取的金相样品进行合适的浸蚀处理，使试样中变形组织与再结晶组织特征形貌清晰区分显示出来；(5)利用金相显微镜进行组织观察，在合适的倍数下随机选择视场进行拍照，至少得到10张金相组织照片；(6)根据再结晶组织的形貌特征，利用Photoshop等图像处理分析软件对步骤(5)得到的金相照片分别进行分析，计算再结晶组织特征区域所占的面积比例，对全部金相照片的测算结果进行统计分析，由此确定该材料的再结晶组织比例，以评价该材料在取样状态下的再结晶情况。其中，所述的变形招合金材料为包括2xxx系、6xxx系、7xxx系招合金及招锂合金的可热处理强化型铝合金材料；所述的变形铝合金材料构成的工件为包括板材、锻件、型材、棒材、线材、带材、箔材、管材的变形加工材；所述的变形铝合金材料构成的工件为变形状态、固溶状态或时效状态。对于所述的方法，在步骤(I)中，在需要评价的工件上切取试样数量为3 100个，尺寸为:长为10 40mm，宽为9 25mm，高为8 20mm，其中，工件原始尺寸小于取样尺寸要求时取原始尺寸；切取材料变形流线的横截面即LT向的截面进行分析。其中，所述试样切取位置除所要求的位置外，应选取工件的特征位置，包括板材和锻件厚度的1/2、1/4、1/8处、及其宽度的1/2、1/4和边缘处，棒材直径或管材壁厚的1/2、1/4、1/8处，型材各型面中间及边缘部位壁厚的1/2、1/4、1/8处，带材、线材、箔材厚度或直径的1/2处。一般来讲，切取位置至少在板材或锻件厚度的1/2处、棒材直径或管材壁厚的1/2处、型材各型面中间或边缘部位壁厚的1/2处、或者带材、线材、箔材厚度或直径的1/2处。对于所述的方法，在步骤(2)中，使用选自下组的方式对切取分析的试样进行预热处理:(1)试样取自变形状态的工件，先对试样进行适当的固溶热处理，再进行缓慢淬火或进行过时效热处理；(2)试样取自固溶状态的工件，对试样进行适当的过时效处理；(3)试样取自时效状态的工件，时效状态为欠时效或峰时效状态时，对试样再进行适当的过时效处理。其中，所述固溶处理采取连续或阶梯升温、短时处理的固溶热处理，固溶热处理温度为300 550°C，时间为0.1 3h，其中，阶梯升温的阶数在温度范围内为2 10，在单个阶梯上的保温时间为0.01 1.5h ;固溶处理后水淬，以有效消除材料在变形及其冷却过程中形成的大量析出相，并保证对材料的再结晶组织特征形貌不产生明显影响。所述过时效热处理采取单级或双级过时效处理，其中时效热处理温度为50 300°C，时间为0.5 30h，并保证时效过程对材料的再结晶组织特征形貌不产生明显影响。对于所述的方法，在步骤(4)中，所述金相浸蚀采用试剂一(84mL蒸馏水，15.5mLHN03,0.5mL HF，3g CrO3)、试剂二(95 IOOmL 蒸馏水，0.5_2mL HF)进行侵蚀、试剂三(IOOmL蒸馏水，4g KMnO4, Ig NaOH)及其组合的方式进行样品浸蚀。在步骤￠)中，用图像处理分析软件分析，计算再结晶组织特征区域所占的面积比例时，根据金相照片中(亚)晶粒组织尺寸特点确定需统计计算的再结晶晶粒最小尺寸的限定值。本专利技术所述方法不仅适用于变形铝合金材料再结晶组织比例的分析评价研究，还可以用于镁合金、钛合金等发生再结晶的金属材料。本专利技术采用特别设计的处理方法，对不同状态(变形态、固溶态和时效态)的材料进行特别的热处理，保证了材料在不改变组织特征的情况下，使材料时效态、特别是变形态和固溶态的再结晶组织与变形组织特征形貌在金相条件下明显区分显示出来，可以在工件制备的变形及随后热处理各环节中随时取样进行再结晶组织比例分析，以监控工件制备的工艺参数。本专利技术针对变形铝合金材料再结晶组织比例分析评价方法进行了大量的研究工作，获取了一定的试验数据，研究结果表明，采用本专利技术的方法对变形铝合金材料再结晶组织比例的进行分析评价，不仅能够有效地评价铝合金材料的再结晶组织特征，还能直接、准确地测试评价出材料在具体状态条件下的再结晶组织比例，为航天航空、交通运输等领域选材及铝合金材料制备工艺优化提供了有力的技术支撑。本专利技术涉及的一种适合于变形铝合金材料的再结晶组织比例分析评价的方法的优点在于:(I)本专利技术的方法，能够直接区分显示出变形铝合金材料再结晶组织与变形组织特征形貌，能够较准确地评价出铝合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适合于变形铝合金材料的再结晶组织比例分析评价的方法，其包括以下步骤：(1)从所需要进行再结晶组织比例分析的变形铝合金材料构成的工件上切取试样；(2)将切取好的试样进行预热处理；(3)对预热处理好的试样进行研磨和抛光处理，制成金相样品；(4)对制取的金相样品进行浸蚀处理，使金相样品中变形组织与再结晶组织特征形貌清晰区分显示出来；(5)利用金相显微镜进行组织观察，在50x?1000x的倍数下随机选择视场进行拍照，至少得到10张金相组织照片；(6)根据再结晶组织的形貌特征，利用Photoshop等图像处理分析软件对步骤(5)得到的金相照片分别进行分析，计算再结晶组织特征区域所占的面积比例，对全部金相照片的测算结果进行统计分析，由此确定该材料的再结晶组织比例，以评价该材料在取样状态下的再结晶情况。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李锡武，熊柏青，张永安，李志辉，朱宝宏，刘红伟，王锋，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：
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