[发明专利]热处理可强化铝合金时效过程的在线监测方法

说明书

本发明涉及热处理可强化铝合金时效过程的在线监测方法，通过先建立关于待时效处理的热处理可强化铝合金样品的电阻率与相应力学性能参数之间的对应关系的标准数据库；在后续工业生产过程中，通过测定产品的电阻率，并与标准数据库比对，即可预估预定升温制度下，时效处理一定时间后，获得的热处理可强化铝合金产品的相应力学性能参数。采用本发明的方法，可在时效过程中实时监测材料时效的效果，而无需待时效完成后取样、制样进行硬度或强度测试获得其力学性能，简单，有效，快速；可避免能耗的浪费；另外，现有取样检测的方法为破坏性的，对于不可加工破坏的产品，不适用。而本方法为无损检测，不破坏材料，适用性强。

技术领域

本发明涉及金属热处理技术领域，涉及热处理可强化铝合金时效过程的在线监测方法，该方法尤其适用于Al-Mg-Si合金型材时效过程的在线监测。

背景技术

6000系(Al-Mg-Si)铝合金具有成形性好、耐腐蚀性好、强度适中、外观亮丽、无毒无污染、可焊性好、回收价值高等特点，在建筑、船舶、道路交通等领域应用广泛，也被认为是汽车轻量化的理想材料。铝合金材料压力加工、成型包括铸造、轧制、挤压、拉拔等方法。

Al-Mg-Si合金的主要合金元素为Mg和Si，有时还在合金中添加少量的Cu或Mn元素以提高合金的力学性能。此类合金为可热处理强化铝合金，其最终性能是通过铸锭均匀化和固溶处理、淬火和人工时效或自然时效获得。淬火是指将铸造、挤压、轧制后的型材经500摄氏度以上快速冷却，获得过饱和固溶体。时效作为最后一道材料加工工序，在加热到150～200摄氏度(具体温度与合金含量有关)保持6-8h后，获得最终需要的材料性能。时效的主要目的是让固溶原子发生析出反应，形成第二相，从而起到析出强化的作用。如Al-Mg-Si合金型材的生产过程的各阶段热处理、物理过程、性能变化的关系如下：

工艺过程：1)固溶热处理——2)淬火——3)堆放(自然时效)——4)人工时效；

物理过程：1)合金元素在基体中形成固溶体——2)快速冷却形成过饱和固溶体——3)形成团簇、GP区等析出相——4)形成β或β+β'析出相；

性能变化过程：1)均匀化——2)形成固溶强化，强度、硬度比铸锭稍高——3)强度、硬度提高，达到T4态力学性能——4)强度、硬度明显提高，达到T6态力学性能；

以Al-Mg-Si合金型材为例，其生产的工艺过程为：1)铸棒加热，固溶处理——2)在挤压机上热挤压——3)在线淬火——4)整形、锯切——5)按生产节拍堆放——6)在时效炉中加热时效处理——7)冷却后对力学性能抽样检测(硬度、拉伸、电导率测试等)——8)包装，出厂。

但在实际的生产过程中，由于产品在时效炉中的堆放、设备不稳定、时效炉温度场不均匀等原因，经常发生抽检力学性能不合格的问题，在这中情况下需要将产品或部分产品重新送入到时效炉中加热进行补时效或重新时效。即产品的时效效果不能实时监测，需出炉冷却后检验才可确定，这样一来一回，需反复冷却、加热，消耗热量大，加工时间也变得更长，降低工业生产效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种热处理可强化铝合金时效过程的在线监测方法，以解决不能实时监测合金产品在时效过程中的时效效果的技术问题，通过实时监测判断合金是否达到峰值时效的力学性能，缩短生产节拍，减少反复过程。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：热处理可强化铝合金时效过程的在线监测方法，包括如下步骤：

S1、取待时效处理的热处理可强化铝合金样品，置于时效炉内，按预定升温制度升温，时效处理T₁时间后，测量热处理可强化铝合金样品的电阻率ρ₁，测量完毕后，将该热处理可强化铝合金样品从时效炉内取出，冷却至室温，测量热处理可强化铝合金样品力学性能，获得T₁时间下，热处理可强化铝合金样品的电阻率ρ₁和相应力学性能参数；