GB/T40320-2021
铝合金力学熔点测试方法
Measuringmethodformechanicalmeltingtemperatureofaluminumalloy
- 中国标准分类号（CCS）H21
- 国际标准分类号（ICS）77.040.10
- 实施日期2022-03-01
- 文件格式PDF
- 文本页数8页
- 文件大小692.47KB
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铝合金力学熔点测试方法
国家标准 GB/T40320一2021 铝合金力学熔点测试方法 NMeasuringmethoaformechaniealmeltingtemperatureofauminumalloy 2021-08-20发布 2022-03-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB/40320一2021 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分;标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草
请注意本文件的某些内容可能涉及专利
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本文件由有色金属工业协会提出
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本文件起草单位:中车青岛四方机车车辆股份有限公司、上海交通大学,山东南山铝业股份有限公 司、兵器工业第五二研究所烟台分所、国合通用测试评价认证股份公司、广西南南铝加工有限公司、 龙口市丛林铝材有限公司、中车唐山机车车辆有限公司,东北轻合金有限责任公司
本文件主要起草人丁叁叁、田爱琴、孙晓红、徐济进、申晓丽、杨泽云,郑自芹、金雨佳、高玉龙、 莫宇飞、王刚、徐世东、高军、冯超、余春、赵志国、梁景恒、蔡宜成、刘西净
GB/40320一2021 铝合金力学熔点测试方法 范围 本文件规定了铝合金力学熔点测试方法 本文件适用于铝合金板材或型材的焊接、热处理、铸造、锻压等热加工过程的力学熔点测试及其参 数优化
规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款
其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件
GB/T2614镍铬-镍硅热电偶丝 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T16825.1一2008静力单轴试验机的检验第1部分:拉力和(或)压力机测力系统的检验与 校准 GB/T16865变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法 JJF1637一2017廉金属热电偶校准规范 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
3.1 力学熔点 meehanicalmeltingtemperature 测定金属材料不同峰值温度热循环后的残余应力,形成残余应力与峰值温度曲线,残余应力达到波 峰时的温度与残余应力下降到波谷时的温度的区间,单位; 注:残余应力与峰值温度曲线上波峰时的温度为力学熔点的起始温度,波谷时的温度为力学熔点的结束温度
3.2 热循环曲线thermaleyelecurve 加热、冷却过程中温度随时间变化的曲线
方法原理 采用试验机模拟铝合金热加工过程中不同峰值温度下的热循环曲线,测量不同峰值温度下的残余 应力,得出残余应力与峰值温度的关系,通过计算获得铝合金力学熔点
5 仪器与设备 5.1试验机 5.1.1试验机的测力系统应按照GB/T16825.1一2008进行校准,其准确度应为1级或0.5级
GB/T40320一202 5.1.2试验机加热速率应不小于350/s,试验机应具有回零功能
5.1.3采用镍铬-镍硅热电偶测温,两根热电偶丝应分开,热电偶丝直径为0.15 nmm~0.30mm,热电偶 丝材料应符合GB/T2614的要求,K型热电偶应符合JJF1637一2017要求的1级热电偶
5.2夹具 5.2.1夹具材料宜采用高温合金,如工具钢、镍基合金等
5.2.2 力学熔点测试试样两端应刚性固定,装夹典型示意图见图1,固定销与上夹具刚性固定
标引序号说明 下夹具; 上夹具 -固定销 -试样
图1装夹典型示意图 5.3量具 5.3.1游标卡尺分辨力应不低于0.01mm. 5.3.2塞尺分辨力应不低于0.02mm
试样 6.1形状与尺寸 6.1.1试样形状应满足GB/T16865的要求,弯曲变形量应不大于0.20mm,矩形试样示意图见图2
6.1.2试样宽度b为试样厚度a的2倍,平行段长度
为试样宽度b的5倍
试样夹持端的形状应适 合试验机的夹头,试样夹持端和平行段长度之间以过渡圆弧连接
GB/T40320一2021 单位为毫米 OCD A丽 标引序号说明 厚度; 宽度 H 夹持端宽度; 平行段长度 圆孔间距; 试样总长度 -过渡圆弧半径
图2矩形试样示意图 6.2试样加工 6.2.1在铝合金板材,型材上取样,试样切取部位和方向应满足GB/Tl6865的规定
6.2.2切取和机械加工试样时,均应预防冷加工或受热对材料的力学性能的影响,宜在切削机床上 进行
6.2.3制备试样的缩减部分(包括过渡处)不应使用冲压加工 6.2.4加工后的试样表面应无毛刺,试样形状与尺寸应满足6.1的要求
力学熔点测试 7.1试验环境 试验环境温度应为室温,相对湿度应为30%80%
7.2热循环曲线绘制 7.2.1采用温度测量法或数值模拟技术获得实际热加工过程中工件不同位置处的温度数据
7.2.2根据温度数据,绘制不同峰值温度下的热循环曲线,如图3所示
GB/T40320一2021 2 k1 冷却阶段 lhI2 时间人s 标引序号说明 加热过程第一阶段加热时间 te 总加热时间; -加热过程的第一阶段峰值温度; T1 T的 加热过程的第二阶段峰值温度 -冷却速率; 加热过程第一阶段加热速率 Uh 加热过程第二阶段加热速率
U2 图3热循环曲线 7.3热循环特征参数确定 7.3.1根据绘制的热循环曲线图确定峰值温度、加热速率和冷却速率,其中加热过程分为两阶段,热循 环特征参数包括第一阶段峰值温度T、第二阶段峰值温度T、第一阶段加热速率,第二阶段加热 速率U、第一阶段加热时间和总加热时间
7.3.2第二阶段峰值温度T与第一阶段峰值温度T之差应不超过50C
7.3.3 第 -阶段加热速率和第二阶段加热速率通过线性拟合获得
7.3.4第一阶段加热速率的拟合直线与试验环境温度水平线的交点对应的时间设为0s
7.3.5第二阶段加热时间(tg一t)应不小于1 S
7.3.6冷却速率
根据实际给定的冷却速率确定
7.3.7记录热循环特征参数值
7.4力学熔点测试步骤 7.4.1在200C一550C温度区间内均布选择不少于8个预设峰值温度,每个预设峰值温度测试5个 试样,根据7.6确定增补试样数量
7.4.2使用游标卡尺按GB/T16865规定的方法测量试样厚度a和宽度b,试样厚度与宽度的乘积即 为原始横截面积A
7.4.3按预设峰值温度对试样进行编号
7.4.4热电偶应点焊在试样中心线上,热电偶两焊点间距应不超过2mm,如图4所示
GB/T40320一2021 ，中心线 主热电偶烬点 图4热电偶点焊示意图 7.4.5将试样按图1装夹到试验机中,应保证试样两端刚性固定,试验过程中试样不应移动
7.4.6将热电偶连接到试验机的温度测量通道上,进行温度采集及控制
7.4.7根据热循环特征参数,编制热循环模拟试验程序,加热前应将力归零,采用位移控制模式进行 试验
7.4.8运行试验,采集和保存时间1、温度T,力F等试验数据
7.4.9按从低到高的预设峰值温度进行试验,每个预设峰值温度测试5个试样,每次试验需更换试样， 重复步骤7.4.2一7.4.8,完成不同预设峰值温度下的热模拟试验
7.5数据处理及计算 7.5.1根据试验数据,绘制力-温度的曲线图,并对数据进行拟合
7.5.2按公式(1)计算热循环过程的应力值a,绘制应力-温度曲线图,见图5 F 口= 式中 F 力,单位为牛顿(N) A -原始横截面积,单位为平方毫米(mm= 7.5.3从图5获得不同峰值温度试验下的屈服温度、屈服应力以及残余应力
150 残余应力 100 50 -50 一100 --屈服应力 -150 屈服温度 -200 100 300 400 500 025 200 温度/C 图5应力-温度曲线图 7.6数据有效性判定 7.6.1测试完成后,根据相同峰值温度下的屈服温度、屈服应力以及残余应力,按公式(2)计算样本标 准差S: S= 1r;一n.元= (:
GB/T40320一2021 式中 样本数 单次样本测量值; r 云 -样本平均值
5 7.6.2相同峰值温度下的屈服温度、屈服应力以及残余应力应在95%的置信度区间(一k-n 云十k
,S)内,记为有效数据
ko1-.为正态分布的单边误差限系数,1一a=95%为置信度,a为 k(p,l-u,) 0.05
7.6.3如果试验测试的屈服温度、屈服应力以及残余应力中任何一个数据不在置信度区间,判定试验 结果无效,应双倍取样进行补测,确保相同峰值温度下有5个有效试验数据,并进行记录
7.7力学熔点计算 对每个峰值温度下有效试验数据的残余应力取平均值,绘制残余应力与峰值温度曲线图,见 7.7.1 图6,采用一元四次方程拟合获得数学方程,求解方程一阶导数为零的温度结果,中间值为力学熔点起 始温度,最大值为力学熔点结束温度
力学熔点值按GB/T8170规定修约,结果保留至整数
7.7.2根据残余应力-峰值温度曲线(见图6),记录力学熔点数据 200r 150 10o 50 结 起 力学熔点 30C 400 500 G0o 200 蜂值温度/o 图6残余应力-峰值温度曲线图 8 试验报告 试验报告应至少包括下列内容: 本文件编号; a b 试样标识:; 铝合金牌号、状态; c d 试样尺寸; 热循环特征参数及冷却方式; e fD 试验结果
铝合金力学熔点测试方法GB/T40320-2021
铝合金是一种常用的金属材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。在工程设计和制造过程中，了解铝合金的力学性能非常重要。其中，铝合金的熔点是一个重要的物理性质，对于产品的加工和使用都有着重要的影响。
GB/T40320-2021是中国国家标准化委员会发布的关于铝合金熔点测试方法的标准。该标准规定了铝合金的熔点测试方法，包括试样制备、试验设备、试验步骤、数据处理等内容。下面我们将详细介绍这些内容。
试样制备
根据试验要求和试验目的，选取符合标准的铝合金材料作为试样。试样应当经过去污、打磨等预处理，以确保试验数据的准确性。
试验设备
铝合金的熔点测试需要使用高温炉和显微镜等设备。高温炉应当具有恒温、均匀加热、精确控温等特点，以确保试样在一定的温度范围内升温。显微镜应当具有清晰的成像效果，以便于观察试样熔点的变化。
试验步骤
首先，在高温炉中放置试样，并将温度逐渐提高至目标温度。在该过程中，需要对试样进行实时监测，以确定其熔点。一旦试样开始熔化，需要记录下温度值，并持续观察试样的变化，直到完全熔化为止。
数据处理
试验完成后，需要对测试数据进行处理。根据标准要求，应当取三个试样进行测试，并计算其平均值。同时，需要进行数据分析和统计，以确定试样的熔点值和误差范围。
总之，铝合金的熔点测试是了解铝合金力学性能的重要手段之一。通过GB/T40320-2021规定的试验方法，可以准确地测定铝合金的熔点，为制造和设计提供重要的参考依据。
