铸造铝合金液减压凝固试样密度检测-最新国标

铸造铝合金液减压凝固试样密度检测
1 范围
本文件规定了铸造铝合金减压凝固式样密度计算原理、试样制备、检验规则和结果评定。

本文件适用于铸造铝合金熔体炉前快速检测。

2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 5611 铸造术语
GB/T 13298 金属显微组织检验方法
GB/T 30067 金相学术语
3 术语和定义
GB/T 5611界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1
针孔度 Pinhole degree
表示针孔严重等级。

依据试样表面1cm2范围内针孔的数量和直径大小进行评判。

3.2
当量密度 Equivalent density
制取两种铝合金的试样，一种是在常压下凝固，然后测出试样的密度ρatm，另一种是在减压条件（-0.092MPa～-0.099MPa）下凝固，然后测出试样的密度ρ，根据这两种密度计算出试样的当量密度值DI。

当量密度的计算公式见公式（1）。

DI
ρρ
ρ
=⨯
atm
atm
-
100% (1)
式中：
DI——当量密度，单位为克每立方厘米（g/㎝3）；
ρ——减压凝固试的密度，单位为克每立方厘米（g/㎝3）；
ρ水——测量时水的密度，单位为克每立方厘米（g/㎝3）。

4 试样制备
4.1 制样要求
4.1.1 试验应在0～70 ℃的环境温度下进行。

4.1.2 坩埚预热，坩埚预热温度150℃～300℃。

4.1.3 坩埚内壁应干净、干燥，不刷涂料。

4.1.4 铝合金液浇铸温度720℃～750℃。

4.2 试样尺寸
4.2.1 真空减压设备应满足凝固试样在真空下凝固的要求，试样制备的大小和制备试样的坩埚参见图1和图2。

图1 真空室示意图
图2 制备试样的坩埚
4.2.2 铝合金液浇铸量40g～80g。

4.2.3 制样设备应在15s内，使真空室内的真空度达到-0.092MPa～-0.099MPa。

4.2.4 试样从中间垂直剖开，取一半作为低倍组织试样，表面处理制备按GB/T 13298规定执行。

4.2.5 试样经金相砂纸粗磨、细磨后进行机械抛光，表面不应明显划痕。

4.2.6 在室温条件下，使用10%～15%氢氧化钠溶液浸蚀30min，用清水清洗干净、烘干，用干净棉布或高号砂纸擦掉表面污迹，进行拍照对比，比对结果参考附录A和附录B。

4.3 试验条件
4.3.1 坩埚预热温度：150℃～300℃。

4.3.2 铝合金液浇铸温度：720℃～750℃。

4.3.3 铝合金液浇铸量：40 g～80g。

4.3.4 坩埚内壁不刷涂料。

4.4 操作步骤
4.4.1 制备试样坩埚预热至150℃～300℃；将浇铸试样的浇勺预热，保证铝液浇铸到坩埚内不凝固。

4.4.2 接通设备电源，设备的指示灯亮，将真空罐从设备平台上拿起，用坩埚钳把预热好的坩埚放在真空室的浇铸平台上，用预热好的浇勺往坩埚内浇铸铝合金液，浇铸的铝合金液量少于坩埚内高度的80%，不应浇满坩埚，以便试样取出。

4.4.3 试样坩埚置于真空室内，启动抽真空系统，时间继电器开始计时，在5s~15s内使真空室的真空度达到-0.092MPa～-0.099MPa之间的制样真空度，保证坩埚内的铝合金液不凝固。

4.4.4 通过真空罐上面的玻璃窗观察铝合金液凝固过程的发气状况，对含气量较大的合金液，可以观察到有大量的气泡从铝合金液中析出。

4.4.5 试样凝固完成后，将试样从坩埚内取出，完成减压凝固试样制备，进行密度测试。

5 减压凝固试样密度值的测定
5.1 计算原理
减压凝固试样当量密度算法是以减压凝固试样密度法为基础，通过在减压和常压两种条件下分别制取试样来获取当量密度值。

5.2 计算方法
减压凝固试样密度的计算，见公式（2）。

ρ=W1
W1−W2ρ
水
(2)
式中：
W1——减压凝固试样在空气中称重的重量，单位为克（g）；
W2——减压凝固试样在水中称重的重量，单位为克（g）；
ρ——减压凝固试的密度，单位为克每立方厘米（g/㎝3）；
ρ水——测量时水的密度，单位为克每立方厘米（g/㎝3）。

5.3 试验结果的有效性
试验出现下列情况之一时，其结果无效：
a)试验期间因设备故障影响了测量结果；
b)试样上表面显示出肉眼可见的铸造缺陷。

5.4 试验结果数值修约
减压凝固试样密度值应修约至小数点后两位数，修约规则按GB/T 8170的规定执行。

6 检测报告
检测报告应包括但不限于以下内容：
——本标准编号；
——试验日期、地点、试验人员；
——材料名称、牌号；
——试验条件；
——试样密度值、低倍组织照片；——试验结果。

附录A
（资料性）
不同密度值与针孔度的对应关系A.1 为不同密度值与针孔度的对应关系。

表A.1对应关系
附录B （资料性）
不同密度值与合金试样低倍组织的关系
B.1 图B.1至B.10给出了典型合金试样低倍组织的比对照片。

ρ=2.594 ρ=2.601 ρ=2.63 ρ=2.646
图B.1 ZL101
ρ=2.532 ρ=2.570 ρ=2.626 ρ=2.659
图B.2 ZL105
ρ=2.439 ρ=2.497 ρ=2.540 ρ=2.591
图B.3 ZL102
ρ=2.470 ρ=2.502 ρ=2.536 ρ=2.582
图B.4 ZL104。