[发明专利]一种快速确定金属材料时效制度的方法

说明书

本发明涉及一种金属材料时效工艺制度的快速确定方法，该方法为：制备若干个待测金属材料的试样，将一个试样进行连续升温三点弯曲实验获得连续升温载荷‑温度曲线，得到初步峰值时效温度Tsubgt;p/subgt;；将其它试样在Tsubgt;p/subgt;以下的不同温度Tsubgt;pi/subgt;进行等温三点弯曲实验获得不同温度的等温载荷‑时间曲线，进而得到峰值硬化量Lsubgt;Ni/subgt;及其所对应的时间tsubgt;Pi/subgt;，选择tsubgt;Pi/subgt;‑(Tsubgt;pi/subgt;/Vsubgt;t/subgt;)≥30分钟且Lsubgt;Ni/subgt;最大的等温载荷‑时间曲线所对应的温度作为时效温度、峰值硬化时间作为时效时间。本发明的方法所需试样数量和测试时间为硬度法的1/10，缩短测试周期、减少测试成本和硬度测试法带来的人为干扰，降低了测试过程中的误差，故准确度高、实验重复性好，更有利于准确判断峰值时效的时间。

技术领域：

本发明属于金属材料加工与热处理技术领域，涉及一种金属材料时效工艺制度的快速确定方法。

背景技术：

时效处理是指固溶处理后的金属材料或制品在室温或较高温度下保持一段时间，进而获得较高强度、硬度的热处理方法。时效处理的本质是沉淀强化，是金属材料的主要强化方法之一，在工程上有着广泛的应用[崔振择.金属材料及热处理[M].金属材料及热处理,2010]。

时效处理制度的基本参数是时效温度和时效时间。当时效时间固定时，同一成分的合金随时效温度的提高，强度和硬度增大，当温度增加到最大值后，若继续升高温度，则强度和硬度下降，即过时效；当时效温度固定时，随时间的延长强化效果逐渐增大，对某些合金在时效时间过长时会出现硬度和强度下降的情况。因此，只有制定合理的时效制度才能充分发挥时效处理的强化效果。

目前，时效制度的确定主要采用硬度法，即将固溶处理后的试样在不同温度下保温而后每隔一段时间取出样品，将样品表面氧化皮磨去并进行抛光处理后进行硬度测试，根据不同温度条件下硬度随时间的变化规律，确定合理的时效制度。采用硬度法通常需要测量几十个硬度数据，实验工作量大、周期长且人工误差较大。

此外，对于某些自然时效明显的合金，固溶处理后处于非平衡状态，在室温存储过程中容易发生自然时效。如固溶处理后的6000系铝合金，室温下Mg和Si原子会发生团聚现象而形成不稳定的GP区，产生所谓的“停放效应”[苑锡妮,刁可山,曾渝,等.具有高自然时效稳定性和高烘烤硬化性的铝合金板材及其制造方法[P].上海：CN108118206A,2018-06-05.]，“停放效应”使样品的初始组织特征不一致，导致硬度法确定时效制度时的误差进一步增大。

和目前的硬度法相比，采用本发明的方法确定金属材料的时效制度具有所需试样少、测试周期短、人为误差小等优点。

发明内容：

本发明公开了一种快速确定金属材料时效制度的方法，以解决现有技术的上述技术问题以及其他潜在问题中的任意问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种快速确定金属材料时效制度的方法，所述具体包括以下步骤：

S1)制备若干个待测金属材料的试样，备用；

S2)将其中一个待测试样通过连续升温三点弯曲实验获得连续升温载荷-温度曲线(加热升温速率V_t相同)，并根据连续升温载荷-温度曲线上的特征点，确定初步峰值时效温度T_p；

S3)将剩余试样在T_p以下的温度T_pi进行等温三点弯曲实验，获得每个温度的等温载荷-时间曲线，根据等温载荷-时间曲线上的特征点确定每个T_pi温度的载荷峰值位置对应的时间，即为T_pi温度的峰值时效时间t_pi；