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GB/T 3246.2-2012

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GB/T 3246.2-2012 英文版 160 购买 3分钟内自动发货[PDF],有增值税发票。 变形铝及铝合金制品组织检验方法 第2部分:低倍组织检验方法 有效

   
基本信息
标准编号 GB/T 3246.2-2012 (GB/T3246.2-2012)
中文名称 变形铝及铝合金制品组织检验方法 第2部分:低倍组织检验方法
英文名称 Inspection method for structure of wrought aluminum and aluminum alloy products. Part 2: Inspection method for macrostructure
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 H24
国际标准分类 77.040.99
字数估计 28,235
旧标准 (被替代) GB/T 3246.2-2000
采用标准 ASTM E3-2011, NEQ; ASTM E340-2000 (2006), NEQ
起草单位 东北轻合金有限责任公司
归口单位 全国有色金属标准化技术委员会
标准依据 国家标准公告2012年第41号
发布机构 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会
范围 GB/T 3246的本部分规定了铝及铝合金铸锭(或锭坯)、变形铝及铝合金板、带、箔、管、棒、型、线、锻件(以下简称加工制品)低倍组织检验用的试验溶液及试样制备、组织检验、缺陷分类和试验报告等。本部分适用于铝及铝合金铸锭(或锭坯)及加工制品的低倍组织检验。

GB/T 3246.2-2012
Inspection method for structure of wrought aluminum and aluminum alloy products.Part 2: Inspection method for macrostructure
ICS 77.040.99
H24
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 3246.2-2000
变形铝及铝合金制品组织检验方法
第2部分:低倍组织检验方法
2012-12-31发布
2013-10-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 试验溶液 1
3 试样制备 1
4 组织检验 4
5 缺陷分类 9
6 试验报告 24
前言
GB/T 3246《变形铝及铝合金制品组织检验方法》分为二个部分:
---第1部分:显微组织检验方法;
---第2部分:低倍组织检验方法。
本部分为GB/T 3246的第2部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分代替GB/T 3246.2-2000《变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法》。
本部分与GB/T 3246.2-2000相比,主要变化如下:
---增加了铸锭氧化膜试样截面示意图;
---对板、带材低倍试样取、制样方法进行了修改;
---增加了碱蚀程度的要求;
---补充了板材氧化膜断口组织、疏松和非金属夹杂的显微组织及羽毛状晶断口组织的典型照片。
本部分使用重新起草法参考ASTME3-2011《金相试样制备规程》和ASTME340-2010(2006)
《金属和合金宏观浸蚀的试验方法》编制,与ASTME3-2011和ASTME340-2010(2006)的一致性程
度为非等效。
本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。
本部分负责起草单位:东北轻合金有限责任公司。
本部分参加起草单位:西南铝业(集团)有限责任公司、北京有色金属研究总院、山东兖矿轻合金有
限公司、辽宁忠旺集团有限公司、中国铝业西北铝加工分公司、中铝瑞闽铝板带有限公司、南山铝业股份
有限公司、广州兴发铝业有限公司、镇江鼎胜铝业股份有限公司。
本部分主要起草人:王美琪、侯绎、谢延翠、温庆红、韦艳琴、刘淑凤、陈立超、郭红、周霞、兰政、
夏秀群、董则防、王琦。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 3246.2-2000;
---GB/T 3246-1982。
变形铝及铝合金制品组织检验方法
第2部分:低倍组织检验方法
1 范围
GB/T 3246的本部分规定了铝及铝合金铸锭(或锭坯)、变形铝及铝合金板、带、箔、管、棒、型、线、
锻件(以下简称加工制品)低倍组织检验用的试验溶液及试样制备、组织检验、缺陷分类和试验报告等。
本部分适用于铝及铝合金铸锭(或锭坯)及加工制品的低倍组织检验。
2 试验溶液
2.1 特强混合酸溶液:将氢氟酸(ρ1.15g/mL)、硝酸(ρ1.40g/mL)和盐酸(ρ1.19g/mL)以(1+5+
15)的体积相混合,混匀。
2.2 强混合酸溶液:将氢氟酸(ρ1.15g/mL)、硝酸(ρ1.40g/mL)和盐酸(ρ1.19g/mL)和水以(1+5
+15+42)的体积相混合,混匀。
2.3 氢氧化钠溶液(150g/L~250g/L)。
2.4 高浓度混合酸溶液:将氢氟酸(ρ1.15g/mL)、硝酸(ρ1.40g/mL)和盐酸(ρ1.19g/mL)和水以
(2+1+1+76)的体积相混合,混匀。
2.5 硝酸溶液(1+4)~硝酸溶液(1+3)。
2.6 氢氧化钠溶液(80g/L~120g/L)。
3 试样制备
3.1 应根据有关标准或技术协议及表1的规定切取试样坯料。
表1
产品分类 取样要求
铸锭(或锭坯)
应在铸锭尾部切取尺寸(长×宽×高)为50mm×50mm×150mm 或尺寸(直径×高)为
φ50mm×150mm的氧化膜试样坯料,并将其由150mm高墩成厚度30mm的样饼。
其他低倍试样坯料分别在铸锭的头部和尾部横向切取,厚度宜为25mm±5mm
板、带材
应沿着垂直于产品轧制方向切取横向试样坯料,试样坯料宽度宜为30mm,然后将其沿纵向切
成若干段。
需要进行断口组织检查的产品厚度应不小于25mm
挤压产品
应在挤压产品尾部沿横向切取低倍试样坯料,其中导流模挤压的产品检查焊缝质量时还需要在
挤压产品的头部切取试样坯料。试样坯料厚度宜为30mm±5mm。
粗晶环应在淬火产品切取的试样坯料(或淬火后的试样坯料)上检查。
特殊制品按图纸规定切取试样坯料
锻件 按技术图纸规定的部位切取试样坯料
3.2 应按表2的规定从试样坯料中制取试样。
表2
试样
分类
试样制取要求
铸锭(或锭坯) 板、带材 挤压产品 锻件
样a
氧化膜试样:
将样饼沿直径锯开成两块,
以样饼锯开面为侧面截取 30
mm宽的长条样坯,将样坯的直
径锯开面刨成楔形槽,槽深为样
坯宽度的1/3,并保证被检面积
不小于2000mm2,如图1所示。
在压力机上(或采用其他方法)
将样坯一次折断或劈开b、d,如
图2所示。
检查其他断口组织用试样:
在受检部位开槽,如果试样
坯料较大,也可以不开槽。在压
力机上(或采用其他方法)将试
样坯料一次折断或劈开b、d,如图
2所示
在试样坯料的侧面刨口,
槽深不大于宽度的1/3,
在压力机上(或采用其他
方法)将试样坯料一次折
断或劈开b、d,如图2所示
在受检部位开槽,尺寸过小和外形奇特的试样
坯料应加工成楔形槽,但槽深不大于厚度的
1/3。如果试样坯料较大,也可以不开槽。在
压力机上(或采用其他方法)将试样坯料一次
折断或劈开b、d,如图2所示
被检查面需要进行铣削加工c、d,
其粗糙度(Ra)应不大于3.2μm
检查表面晶粒度用试样
应保留产品的自然表面
作为被检查面,其他被检
查面 需 要 进 行 铣 削 加
工c、d,其粗糙度(Ra)应不
大于3.2μm
检查表面晶粒度
用试样应保留产
品的自然表面作
为被检查面,其他
被检查面需要进
行铣削加工c、d,其
粗糙度(Ra)应不
大于3.2μm。其
中挤压状态切取
的检查低倍粗晶
环的试样坯料,淬
火 后 铣 削 加 工d
时,其铣削量应大
于5mm
被检查面需要进行铣削
加工c、d,其粗糙度(Ra)应
不大于3.2μm
a 除检查铸锭氧化膜试样外,可采用其他低倍试样作为检查断口组织用试样坯料。
b 折断、劈开后的断口表面为被检查面。
c 在保证不降低检查质量的前提下,也可以采用其他的加工方法。
d 铣削加工后的表面和折断、劈开后的断口表面,应保持洁净,无污染或损伤。
图1 开槽后的铸锭氧化膜试样截面示意图
说明:
1---压头;
2---试样;
3---支承座;
4---工作台。
图2 折、劈断口试验示意图
液(2.1)或强混合酸(2.2)中,在室温下浸蚀适当时间,或用浸蚀剂反复擦拭试样检查面,然后立即用水
冲洗,可反复进行多次,直至晶粒显现清楚为止。
(2.3)或高浓度混合酸(2.4)或强混合酸(2.2)中,在室温下浸蚀适当时间,或用浸蚀剂反复擦拭试样检
查面,然后立即用水和硝酸溶液(2.5)清洗,直至晶粒显示清晰为止。
3.5 其他试样(检查断口组织用试样除外)被检查面,应浸入表3规定的试验溶液中进行碱蚀,碱蚀时
间(室温)宜参照表3的规定。试样碱蚀后,应迅速将试样转入流动的清水(自来水)中,对检查面进行认
真冲洗后,再转入硝酸溶液(2.5)中继续清洗,除去检查面的黑色碱蚀产物,之后再用流动的清水将检查
面冲洗干净。
表3
产品分类 牌号系列 试验溶液
浸蚀时间a、b
min
铸锭(或锭坯)
1×××
氢氧化钠溶液(2.6)
20~30
8~15
3~8
加工制品
氢氧化钠溶液(2.3)
25~30
15~25
10~20
a 试样的浸蚀时间要求适中,浸蚀时间短,试样浸蚀程度过轻,试样表面仍保持较强的金属光泽;浸蚀时间长,试
样浸蚀程度过重,试样表面会出现腐蚀麻坑。
b 检查焊缝及氧化膜用试样的浸蚀时间应相应地增加1倍至2倍。
4 组织检验
4.1 一般原则
根据有关技术标准和技术协议规定的质量要求进行检查,并随时变换光线照射方向,详细观察各个
部位。必要时,可用10倍以下放大镜检查,或酌情进行显微组织或其他手段分析。
4.2 粗晶环的测量
形状简单的粗晶环,应取粗晶环最大深度作为测量结果;形状复杂的粗晶环,环区内可画取的最大
正方形的边长为粗晶环深度,如图3所示。
图3 形状复杂粗晶环测量方法示意图
4.3 晶粒度检查
4.3.1 应按照规定的晶粒度照片或实物对比评定,具有等轴晶粒的试样,应按照图4~图11晶粒度分
级标准进行评定。
图4 一级晶粒度
(晶粒平均面积0.026mm2)
图5 二级晶粒度
(晶粒平均面积0.40mm2)
图6 三级晶粒度
(晶粒平均面积1.2mm2)
图7 四级晶粒度
(晶粒平均面积2.6mm2)
图8 五级晶粒度
(晶粒平均面积8.0mm2)
图9 六级晶粒度
(晶粒平均面积16mm2)
图10 七级晶粒度
(晶粒平均面积36mm2)
图11 八级晶粒度
(晶粒平均面积80mm2)
4.3.2 铸轧板(带)的晶粒度应按照图12~图16进行评定。
图12 铸轧板一级晶粒度
图13 铸轧板二级晶粒度
图14 铸轧板三级晶粒度
图15 铸轧板四级晶粒度
图16 铸轧板五级晶粒度
4.3.3 晶粒实测尺寸采用晶粒平均面积(或直径)或单位面积晶粒数表示,测量步骤如下所述。
4.3.3.1 根据晶粒的大小,在试样上画出10mm×10mm或50mm×50mm的方格,也可画出直径
为10mm或50mm的圆。
4.3.3.2 查出方格或圆内完整的晶粒数(p)及被方格边或圆周边所切割晶粒数(g)。当方格边或圆周
边所切割晶粒数(g)为偶数时,按照式(1)计算出方格或圆内的晶粒总数(n);当方格边或圆周边所切割
晶粒数(g)为奇数时,按照式(2)计算出方格或圆内的晶粒总数(n),依据式(3)计算出晶粒的平均面积。
n=p+0.5g (1)
式中:
n---方格或圆内的晶粒总数,单位为个;
p---方格或圆内完整的晶粒数,单位为个;
g---方格线或圆周边切割的晶粒数,单位为个。
n=p+0.5(g+1) (2)
F=S/n (3)
式中:
F---晶粒平均面积,单位为平方毫米(mm2);
S---方格或圆的面积,单位为平方毫米(mm2)。
4.3.3.3 每个试样至少选择三处进行测量,然后取平均值。
4.3.3.4 当晶粒大小相差特别悬殊,分布极不均匀时,应选择最大晶粒区域。
5 缺陷分类
5.1 疏松
疏松是在晶界及枝晶网络等地方产生的宏观或微观的分散性微孔,如图17所示。该缺陷经浸蚀
后,在横向低倍试样上呈分散性的密集小针孔,边界参差不齐,多带棱角,近似锯齿状,颜色发暗,底部为
尖狭的凹坑。疏松的显微组织特征如图18所示。
图17 疏松低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
图18 疏松显微组织(未浸蚀)
5.2 非金属夹杂
非金属夹杂是混入铸锭中的熔渣或落入铸锭内的其他非金属杂质,如图19所示。该缺陷经浸蚀
后,在低倍横向试片上呈褐色或暗黑色凹下的点状或非定形特征,其分布没有规律。断口上呈不定形松
软组织。非金属夹杂的显微组织特征如图20所示。
图19 非金属夹杂低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
图20 非金属夹杂显微组织(未浸蚀)
5.3 外来金属夹杂及白斑
外来金属夹杂是在铸造过程中,由于操作不慎,掉入铸锭内的其他金属(条、块或片),或者是由于合
金熔体的液流冲击,使铺底铝卷入铸锭内形成白斑。白斑实质上是纯铝夹杂,一般出现在铸锭底部。前
者经浸蚀多呈边缘清晰的几何形状,其颜色与周围基体金属显著不同,或略有凸起特征;后者经浸蚀后
其形状不定,但轮廓清晰,颜色发白,如图21所示。
图21 白斑低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
5.4 氧化膜
氧化膜在低倍试样上呈短线状裂缝,多集中于最大变形部位,并沿金属流线方向分布,如图22所
示。其断口呈白色、灰色或金黄、黄褐色的小平台,对称或对偶地分布在断裂面上,如图23所示。
图22 锻件氧化膜低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
图23 氧化膜断口组织
5.5 初晶(一次晶、粗大金属化合物、化合物偏析)
该缺陷在浸蚀后的低倍试样上,多呈凸起(有时由于化合物受浸蚀脱落而下凹)的边界轮廓清晰的
暗褐色块状、针状聚集物,如图24所示。其显微组织为形状规则的粗大化合物,如图25所示。断口上
呈闪耀反光的小晶体群,如图26所示。
图24 初晶低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
图25 初晶显微组织(未浸蚀)
图26 初晶的断口组织
5.6 羽毛状晶
羽毛状晶又称花边状组织,是择优取向的孪晶。其低倍组织为许多平行的细条组成,类似羽毛,断
口组织呈片状,如图27、图28所示。显微观察时,羽毛状晶的枝晶网络比柱状晶和等轴晶都细,而且化
合物的分布比较连续。偏振光下观察时,可看到由许多平行的薄片组成,每个薄片由一共同孪晶面分成
明暗两部分,如图29所示。
图27 羽毛状晶低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
图28 羽毛状晶断口组织
图29 羽毛状晶偏光组织(阳极制膜偏光)
5.7 光亮晶粒
光亮晶粒在横向低倍试片上为色泽光亮,对光线无选择性,并有树枝状结晶特征的组织,如图30所
示。其显微组织特征是枝晶粗大、网络稀薄。光亮晶粒的硬度低于正常组织,如图31所示。
图30 光亮晶粒低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
图31 光亮晶粒显微组织(3号浸蚀剂浸蚀)
5.8 气孔
在横向低倍试样上,气孔是指未经浸蚀即可显现的内壁光滑的圆形或椭圆形的孔洞。气孔在铸锭
中的分布没有规律,常与疏松伴生。压力加工后,气孔可被变形,但不能压合,如图32所示。
图32 气孔低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
5.9 冷隔
冷隔是铸造时由于液流中断或供给不足,靠近槽壁的熔体金属不能形成一个结晶整体,分成内外两
层。试样不经浸蚀即可发现此缺陷,如图33所示。
图33 冷隔低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
5.10 铸造裂纹
铸造裂纹是合金在结晶过程中或者在完全凝固后发生开裂。前者为热裂,后者为冷裂,多数不经浸
蚀即可发现,如图34所示。
图34 铸造裂纹低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
5.11 板材分层
板材分层包括张开型和夹杂型两种,如图35所示。在横向低倍试样的中心线上,呈直线或线段状
的开裂称为张开型分层;在横向低倍试样上,呈分布部位不定的暗黑色点状或短条状开裂称为夹杂
分层。
图35 板材分层低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
(A为夹杂型;B为张开型)
5.12 缩尾
缩尾是由于坯锭表面层及附着于挤压筒内的污物或润滑剂等,因金属的不均匀流动,在挤压后期挤
压制品内部形成的缺陷。按其形状和分布位置通常分为两类。在尾端横向低倍试样中心呈漏斗状或褶
皱状的裂缝称为一次缩尾,如图36所示,多出现在反挤压制品或残料留的过短的正挤压制品中。在挤
压制品尾端横向低倍试样的外层强烈变形区内,出现同心圆状或月牙状裂缝称为二次缩尾,如图37所
示,主要出现在正挤压制品的尾端。
在挤压制品尾端横向低倍试样上,常出现与二次缩尾相似的一种环状条纹,如图38所示。显微组
织观察,其金属组织连续性未受破坏,不是二次缩尾。
图36 皱折状一次缩尾低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
(单孔模反向挤压棒材)
图37 二次缩尾低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
图38 环状条纹低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
5.13 成层
成层出现在挤压制品横向试样上的边缘,常有明显的壳状分层或圆弧状裂缝,它最易产生在制品边
缘或尖角处,如图39所示。
图39 成层低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
5.14 挤压裂纹
挤压裂纹是在挤压制品表面层产生的锯齿状开裂,一般出现在横向低倍试样的边缘,呈现小弧状裂
口,在纵向则呈周期性的开裂,特别严重的成锯齿状,从制品表面容易发现。轻者往往隐于皮下,通过低
倍检查才能发现,如图40、图41所示。
图40 皮下挤压裂纹低倍组织(横向)
(NaOH溶液浸蚀)
图41 皮下挤压裂纹断口组织(纵向)
5.15 淬火裂纹
淬火裂纹是经淬火处理的加工制品低倍试样上沿晶界开裂的网状裂纹,如图42所示。轻者分布于
边部的粗晶区,重者则能扩展到中心细晶区。
图42 淬火裂纹低倍组织(NaOH溶液浸蚀)
5.16 粗晶环
粗晶环是在淬火处理后的挤压制品横向低倍试样上,沿周边出现粗大再结晶晶粒组织区。单孔挤
压呈环形,多孔挤压呈月牙形,如图43所示。粗晶环在纵向的分布规律:从尾端向头端逐渐减少。
图43 粗晶环低倍组织特征(NaOH溶液浸蚀)
5.17 焊合不良
焊合不良是采用舌形模或分流组合模挤压......
   
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