[发明专利]晶粒组织均匀性的评价方法、锻造成形工艺选择方法

说明书

本发明提供一种铝合金锻件的晶粒组织均匀性的评价方法，其包括晶粒保存步骤、晶粒静态再结晶步骤、金相组织表面拍摄步骤、晶粒度等级统计步骤以及锻件晶粒组织均匀性评价步骤。通过本发明的方法，使得简便、准确的评价铝合金锻件晶粒组织均匀性成为可能。

技术领域

本发明涉及铝合金锻件晶粒组织均匀性评价领域，是一种用于对铝合金锻件的整体晶粒组织均匀性进行评价的方法。

背景技术

国产大型客机C919虽于2017年成功首飞，但是，航空发动机、飞机控制系统、起落架系统以及大型轻质高强航空结构件等是制约国产大型客机走出国门的几大关键因素。其中，7XXX铝合金具备高强韧、塑性加工性能好及可热处理强化等优点，已经成为大型轻质高强航空结构件的主要材料之一。

7050铝合金为了适应航空构建形状要求，利用锻造进行成形非常普遍。现代锻造成形工艺多种多样，例如有分流锻造、等温锻造、复动锻、复合成形、温精锻成形、热精锻成形和冷精锻成形等，对于不同形状用途的铝合金构件进行锻造成形时，铝合金会在不同的工艺过程中经受不同的热力动力过程，在各种热模锻过程中，由于温度差异势必造成锻件表层及心部组织之间、不同方位组织之间不均匀的现象，而且铝合金锻件热模锻过程中的温度差异难以避免，因此，只能通过选择合适的锻造变形工艺来实现锻件的晶粒组织均匀性调控。为此，由于不同工艺所获得锻件的金属组织会有很大不同，对于形状固定的铝合金构件，如何能够对锻造成形工艺的优劣进行比较，获取较优工艺，选取最合适锻造工艺，一直是产业界的难题。

但是如何进行金属组织的均匀性评价并没有简便易行的方法。因此为了评估铝合金锻件的力学性能、简便的比较评估锻造工艺，产业界急需一种铝合金锻件的组织均匀性评价方法。

中国专利201610021609.6公开文本中，公开了一种镍基高温合金锻件的晶粒组织均匀性评价方法，建立了一种针对镍基高温合金锻件晶粒组织均匀性的评价函数，并结合图形对一种镍基高温合金锻件晶粒组织均匀性进行评价，其通过建立晶粒组织均匀性评价函数，结合在镍基高温合金锻件中选取的节点，统计各节点不同晶粒的晶粒度等级，以及各晶粒在所统计面积占的百分数，给岀镍基高温合金锻件不同部位或镍基高温合金锻件整体的均匀性函数值，函数值越接近0。则晶粒组织越均匀，函数值越接近1则晶粒组织越不均匀，以此来评价其晶粒组织均匀性。中国专利201110393628.9的公开文本中，公开了一种颗粒增强铝基复合材料组织均匀性评定方法，基于体视学和统计决策学基础理论，结合图像分析技术，针对颗粒增强铝基复合材料，对其显微组织中颗粒理想均匀分布状态进行数理统计，建立颗粒增强铝基复合材料组织中颗粒分布均匀性系数的计算方法。并对实际状态下的颗粒增强铝基复合材料组织中的颗粒分布状态进行了均匀性系数修正。根据上述方法，进行了试验分析，验证了体积分数为2％～8％的颗粒增强铝基复合材料的组织均匀性，其结果能够表明颗粒增强铝基复合材料中颗粒分布的均匀程度。

这些金属组织均匀性评价操作复杂，并无法满足快速、准确评价金属组织均匀性，从而快速选取合适工艺的技术要求。

发明内容

本发明人经过深入研究，发现铝合金锻件晶粒组织均匀性主要表现在锻件整体的晶粒尺寸的差别，铝合金晶粒组织的均匀性能够准确的反映铝合金锻件金属组织均匀性。进而，本发明的目的是要解决对铝合金锻件晶粒组织均匀性评价问题，从而建立一种针对铝合金锻件晶粒组织均匀性的评价函数，从而指导成形工艺的选择，获取最佳工艺。

具体而言，本发明提供一种铝合金锻件晶粒组织均匀性评价方法，其包括以下步骤：

晶粒保存步骤，将热变形后的锻件在20～40℃条件下进行淬火；

晶粒静态再结晶步骤，对晶粒保存工序中获得的锻件，在450～490℃条件下保温1～3小时进行退火处理，优选在470～480℃条件下保温1.5～2.5小时可以获得最好的退火处理；