專利名稱：一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試棒的制作方法
技術領域：
本實用新型公開了一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試棒。適用于 可熱處理強化鋁合金材料淬透性、鋁合金淬火敏感性及研發高淬透性新型 鋁合金及其大規格材料與構件的淬火冷卻工藝的試驗試樣。
背景技術：
將不同合金成分或相同合金成分不同狀態的鋁合金材料，在相同外部 冷卻條件下淬火，用時效后在冷卻方向上材料或構件性能下降到規定值時 的厚度(淬透深度)來表征可熱處理強化鋁合金材料的淬透性是一種非常 直觀的方法，目前鋼鐵材料己建立了一套標準的末端淬火試驗方法
(GB/T255-1988， ASTM A255)。對于大規格鋁合金材料而言，掌握其淬透 深度與冷卻條件的關系具有非常重要的意義。本發明申請人曾提出過一種 測量鋁合金材料淬透深度的方法(中國專利200710034410. 8)，所用的試樣 為整體圓棒結構(4>20-80mmX 100-300mm)，這意味著 一方面，被測試材 料的三維方向上最小的尺寸不得小于20mm，如直徑20mm圓棒或20mm厚板材 等；另一方面，由于試樣整體結構的限制，試驗時，不能測量試樣棒上指 定點的冷卻溫度隨時間的變化曲線(冷卻曲線)，使鋁合金材料淬火敏感性 研究時有效數據缺失，影響了對鋁合金材料淬火冷卻過程中冷卻溫度隨時 間變化規律的研究，增加了鋁合金材料淬火敏感性研究的試驗成本。 發明內容
本實用新型的目的在于克服現有技術之不足而提供一種結構簡單合 理、成本低、可提供測量試樣棒上指定點冷卻過程實時溫度的測量鋁合金 材料淬透深度的淬火試棒。
本實用新型一- 一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試棒為一截面 呈圓形或方形的試樣棒， 一端端面開有一深度在2 15mm的階梯式內凹面，另一端面設有一定位螺孔。
本實用新型中，所述試樣棒的棒身上設有至少一個垂直于試樣棒軸線 的測溫孔。
本實用新型中，所述試樣棒的截面直徑為20-60mm圓形或邊長為 20-60咖的正方形，長度為60-250mm。
本實用新型中，所述測溫孔中設有熱電偶。
本實用新型中，所述試樣棒由外套、芯棒構成，所述外套一端端面開 有一深度在2 15mm的階梯式內凹面，另一端面設有定位螺孔，所述芯棒 插裝在所述外套中， 一個端面與所述外套端面設置的階梯式內凹面重合。
本實用新型中，所述芯棒截面為直徑3 10mm圓形或邊長為3 10mm 正方形的被測鋁合金。
本實用新型由于采用上述結構形式，具有如下優點
1、 采用圓形或正方形的試棒，便于機械加工；
2、 試樣尺寸小，可減少制作試樣棒所需被測材料，有利于降低測試淬 透深度的成本；
3、 在試棒棒身上設置測溫孔，在實現淬透深度測量的同時，又能測量 試樣棒上指定點的冷卻溫度隨時間的變化曲線(冷卻曲線)，為研究鋁合金 材料的淬火敏感性提供了便利條件。
4、 設置階梯式內凹面可以有效地防止噴射介質濺落到試樣棒的柱面上 對試樣棒的冷卻方式造成影響。
5、 采用外套中插裝芯棒的結構，進一步降低試棒的制作成本，同時， 由于試樣棒的外套可反復使用，從而使試驗成本更低。
綜上所述，本實用新型結構簡單合理、加工制造容易、成本低、可提 供測量試樣棒上指定點冷卻過程實時溫度，在實施淬火深度研究的同時， 可獲得鋁合金材料淬火敏感性數據，適用于可熱處理強化鋁合金材料淬透 性、鋁合金淬火敏感性及研發高淬透性新型鋁合金及其大規格材料與構件 的淬火冷卻工藝的試驗試樣。

圖1為本實用新型一種實施例的結構示意圖。
圖2為本實用新型另一種實施例的結構示意圖。
圖3是使用本實用新型進行淬透性試驗的結構示意圖4是使用本實用新型進行淬透性試驗測量的鋁合金淬透深度的硬度
與距離關系曲線圖。
其中圖1中，1-一試樣棒；
圖2中，11---外套；12-—芯棒；具體實施方式
參見附圖1,本實用新型一- 一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試
棒1為一截面呈圓形或方形的試樣棒， 一端端面開有一深度在2 15mm的
階梯式內凹面5，另一端面設有一定位螺孔；所述試樣棒1的棒身上設有至 少一個垂直于試樣棒1軸線的測溫孔10;所述試樣棒1的截面直徑為
20-60mm圓形或邊長為20-60mm的正方形；
參見附圖2,本實用新型的另一實施例中，所述試樣棒1由外套11、 芯棒12構成，所述外套11 一端端面開有一深度在2 15mm的階梯式內凹 面5，另一端面設有定位螺孔，所述芯棒12插裝在所述外套11中， 一個端 面與所述外套端面設置的階梯式內凹面5重合;所述芯棒12截面為直徑3 IO訓圓形或邊長為3 10mm正方形的被測鋁合金。
參見附圖3，使用本實用新型-一 一種測量鋁合金材料淬透深度的淬 火試棒測量鋁合金淬透性的具體操作方法是將試樣棒1的一端通過螺紋 與耐火隔熱板2相連，使試樣棒1通過隔熱板2懸掛到支架3上，試樣棒1 的另一端端面開有一深度不大于15mm的階梯式內凹面5，將連接在設有閥 門7、流量計8，壓力計9的管路4上的噴嘴6對準鋁合金試樣棒1的內凹 面5噴射冷卻介質，階梯式內凹面5可以保證冷卻介質不會濺到試樣棒的 柱面上對試樣棒的冷卻方式造成影響，在試樣棒1上的測溫孔10放置熱電 偶，用于測量該位置的冷卻曲線。
參見附圖4，是采用本實用新型測量鋁合金淬透深度的硬度與距離關系 曲線圖，將按附圖3的裝置安裝、淬火后的鋁合金試樣沿其中心軸線剖開，在偏離中心軸線不大于5mm范圍內沿軸向進行硬度測量；記錄測試點硬度 和測試點與所述內凹面的距離，建立硬度與距離坐標，將記錄數據反映到 所述坐標中，繪出硬度(H)與距離(D)關系的H-D曲線13，在H-D關系圖所 示最高硬度最多下降10%的范圍內，任意確定一個硬度值作為標準，用水平 線14繪在H-D曲線上，得到與H-D曲線相交的一個交點15，該交點對應的 距離d即為淬透深度。硬度測量設備為HV-5維氏硬度計，測量參數為3 公斤載荷，保壓15秒。
權利要求1、一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試棒，其特征在于所述淬火試棒為一截面呈圓形或方形的試樣棒，一端端面開有一深度在2～15mm的階梯式內凹面，另一端面設有一定位螺孔。
2、 根據權利要求1所述的一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試棒， 其特征在于所述試樣棒的棒身上設有至少一個垂直于試樣棒軸線的測溫 孔。
3、 根據權利要求1所述的一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試棒， 其特征在于所述試樣棒的截面直徑為20-60mm圓形或邊長為20-60mm的 正方形，長度為60-250mm。
4、 根據權利要求1所述的一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試棒， 其特征在于所述測溫孔中設有熱電偶。
5、 根據權利要求1所述的一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試棒，其特征在于所述試樣棒由外套、芯棒構成，所述外套一端端面開有一深 度在2 15mm的階梯式內凹面，另一端面設有定位螺孔，所述芯棒插裝在 所述外套中， 一個端面與所述外套端面設置的階梯式內凹面重合。
6、 根據權利要求5所述的一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試棒， 其特征在于所述芯棒截面為直徑3 10mm圓形或邊長為3 10mm正方形 的被測鋁合金。
專利摘要一種測量鋁合金材料淬透深度的淬火試棒，所述淬火試棒為一截面呈圓形或方形的試樣棒，一端端面開有一深度在2～15mm的階梯式內凹面，另一端面設有一定位螺孔。本實用新型結構簡單合理、加工制造容易、成本低、可提供測量試樣棒上指定點冷卻過程實時溫度，在實施淬火深度研究的同時，可獲得鋁合金材料淬火敏感性數據，適用于可熱處理強化鋁合金材料淬透性、鋁合金淬火敏感性及研發高淬透性新型鋁合金及其大規格材料與構件的淬火冷卻工藝的試驗試樣。
文檔編號C21D1/55GK201400694SQ200920063828
公開日2010年2月10日 申請日期2009年3月27日 優先權日2009年3月27日
發明者里 萬, 周才人, 勇 張, 張云崖, 張新明, 譚季波, 趙穎超, 鄧運來, 晨 錢 申請人:中南大學