1、ICS 77.040.99 H 24 中华人民共租国国家标准GB/T 3246. 2-2012 代替GB/T3246. 2 -2000 变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分:低倍组织检验方法Inspection method for structure of wrought aluminum and aluminum alloy products-Part 2: Inspection method for macrostructure 2012-12-31发布3f俨俨.臼嚣z斗二t /夕-句。.【dJ:l!4C田国.，.，山仆中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会20
2、13-10-01实施发布GB/T 3246.2-2012 目次前言.皿1 范围2 试验榕液3 试样制备4 组织检验.4 5 缺陆分类.6 试验报告.24 I GB/T 3246.2-2012 .u. -a. 目。吕GB/T 3246(变形铝及铝合金制品组织检验方法分为二个部分z一一第1部分z显微组织检验方法z一第2部分z低倍组织检验方法。本部分为GB/T3246的第2部分。本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本部分代替GB/T3246.2-2000(变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法。本部分与GB/T3246. 2-2000相比，主要变化如下z二增加了铸键氧化膜试样截面示意图;
3、一一-对板、带材低倍试样取、制样方法进行了修改p-增加了8XXX合金的碱蚀要求z一一增加了碱蚀程度的要求;一一补充了板材氧化膜断口组织、疏松和非金属夹杂的显微组织及羽毛状晶断口组织的典型照片。本部分使用重新起草法参考ASTME3-2011(金相试样制备规程和ASTME340-2010(2006) 金属和合金宏观浸蚀的试验方法编制，与ASTME3-2011和ASTME340-2010(2006)的一致性程度为非等效。本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。本部分负责起草单位z东北轻合金有限责任公司。本部分参加起草单位z西南铝业(集团)有限责任公司、北京有色金属研究总院、山
4、东究矿轻合金有限公司、辽宁忠旺集团有限公司、中国铝业西北铝加工分公司、中铝瑞闽铝板带有限公司、南山铝业股份有限公司、广州兴发铝业有限公司、镇江鼎胜铝业股份有限公司。本部分主要起草人z王美琪、侯绎、谢延翠、温庆红、韦艳琴、刘淑凤、陈立超、郭红、周霞、兰政、夏秀群、董则防、王琦。本部分所代替标准的历次版本发布情况为zGB/T 3246. 2-2000; 一一-GB/T3246-19820 mm GB/T 3246.2-2012 1 范围变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分:低倍组织检验方法GB/T 3246的本部分规定了铝及铝合金铸键(或镜坯)、变形铝及铝合金板、带、箱、管、棒、型、线、锻件以下
5、简称加工制品低倍组织检验用的试验榕液及试样制备、组织检验、缺陷分类和试验报告等。本部分适用于铝及铝合金铸链(或链坯及加工制品的低倍组织检验。2 试验溶液2. 1 特强混合酸榕液z将氢氟酸(p1. 15 g/mL)、硝酸(p1. 40 g/mL)和盐酸(p1. 19 g/mL)以(1+5+15)的体积相混合，混匀。2.2 强混合酸溶液z将氢氟酸(p1. 15 g/mL)、硝酸(p1. 40 g/mL)和盐酸(p1. 19 g/mL)和水以(1十5+15+42)的体积相混合，混匀。2.3 氢氧化铀溶液(150g/L250 g/L)。2.4 高浓度混合酸溶液Z将氢氟酸(p1. 15 g/mL)、硝酸
6、(p1. 40 g/mL)和盐酸(p1. 19 g/mL)和水以(2+1+1+76)的体积相混合，混匀。2.5 硝酸潜液(1+4)硝酸溶液。十3)。2.6 氢氧化铀溶液(80g/L 120 g/L)。3 试样制备3. 1 应根据有关标准或技术协议及表1的规定切取试样坯料。表1产品分类取样要求应在铸镀尾部切取尺寸长宽高为50mmX 50 mmX 150 mm或尺寸(直径高)为铸键(或键坯)伊50mmX150 mm的氧化膜试样坯料，并将其自150mm高墩成厚度30mm的样饼。其他低倍试样坯料分别在铸键的头部和尾部横向切取，厚度宜为25mm士5mm 应沿着垂直于产品轧制方向切取横向试样坯料，试样坯料
7、宽度宜为30mm，然后将其沿纵向切板、带材成若干段。需要进行断口组织检查的产品厚度应不小于25mm 应在挤压产品尾部沿横向切取低倍试样坯料，其中导流模挤压的产品检查焊缝质量时还需要在挤压产品挤压产品的头部切取试样坯料。试样坯料厚度宜为30mm土5mm. 粗品环应在猝火产品切取的试样坯料(或猝火后的试样坯料)上检查。特殊制品按图纸规定切取试样坯料锻件按技术图纸规定的部位切取试祥坯料3.2 应按表2的规定从试样坯料中制取试样。1 GB/T 3246.2-2012 表2试样试样制取要求分类铸键(或使坯板、带材挤压产品锻件氧化膜试样2将样饼沿直径锯开成两块，以样饼锯开面为侧面截取30检mm宽的长条样坯
8、，将样坯的直径锯开面刨成模形槽，槽深为样查坯宽度的1/3，并保证被检面积断不小于2000mm2，如图1所示。在试样坯料的侧面刨口，在受检部位开槽，尺寸过小和外形奇特的试样口在压力机上(或采用其他方法)槽深不大于宽度的1/3，坯料应加五成模形槽，但糟深不大于厚度的组在压力机上(或采用其他1月。如果试样坯料较大，也可以不开槽。在织将样坯一次折断或劈开bA，如方法将试样坯料一次折压力机上(或采用其他方法将试样坯料一次用图2所示。断或劈开bJ，如图2所示折断或劈开kd，如图2所示试检查其他断口组织用试样2样在受检部位开槽，如果试样坯料较大，也可以不开糟。在压力机上(采用其他方法)将试样坯料一次折断或劈
9、开b.d如图卜-一一一-2所示检查表面晶粒度用试样应保销产品的自然表面作为被枪资面，其他其检查表商品粒庭用试样被检查面需要进他应保留产品的自然表面行钦削加工cd，其被检查面需要进行镜削低被检查面需要进行镜削加工cJ，作为被检查面，其他被检粗糙度(Ra)应不加工cA，其粗糙度(Ra)应倍其租糙度(R)应不大于3.2m查面需要进行镜削加大于3.2m。其试工川，其租糙度(Ra)应不中挤压状态切取币大于3.2m样大于3.2m的检查低倍粗局环的试样坯料，猝火后镜削加工4时，其镜削量应大于马mma除检查铸镀氧化膜试样外，可采用其他低倍试样作为检查断口组织用试样坯料。b折断、劈开后的断口表面为被检查面。c在
10、保证不降低检查质量的前提下，也可以采用其他的加工方法。d镜削加工后的表团和折断、劈开后的断口表面，应保持洁净，无污染或损伤。2 GB/T 3246.2-2012 固1开槽后的铸键氧化膜试样截面示意图P p a) 折断开劈LU 说明31 压头52-一试样p3一支承座;4工作台。图2折、劈断口试验示意图3.3 lX X X、3XXX、5XXX及8XXX系列的检查晶粒度用试样，被检查面应浸入特强混合酸榕液(2.1)或强混合酸(2.2)中，在室温下浸蚀适当时间，或用浸蚀剂反复擦拭试样检查面，然后立即用水冲洗，可反复进行多次，直至晶粒显现清楚为止。3.4 2X XX、4XXX、6XXX和7XXX系列的检
11、查晶粒度用试样，被检查面应浸入氢氧化销榕液(2.3)或高浓度混合酸(2.的或强混合酸(2.2)中，在室温下浸蚀适当时间，或用浸蚀剂反复擦拭试样检查面，然后立即用水和硝酸溶液(2.5)清洗，直至晶粒显示清晰为止。3.5 其他试样(检查断口组织用试样除外)被检查面，应浸人表3规定的试验溶液中进行碱蚀，碱蚀时间(室温宜参照表3的规定。试样碱蚀后，应迅速将试样转入流动的清水(自来水)中，对检查面进行认真冲洗后，再转入硝酸溶液(2.5)中继续清洗，除去检查面的黑色碱蚀产物，之后再用流动的清水将检查面冲洗干净。3 GB/T 3246.2-2012 表3产品分类牌号系列试验溶液搜蚀时间.b口llnlXXX
12、20-30 铸镀(或使坯)3XXX、5XXX、6XXX、8XXX氢氧化锅溶液(2.的8-15 2XXX、4XXX、7XXX3-8 lXXX、3XXX25-30 加工制品5XXX、6XXX、2A02，8XX X 氢氧化销榕液(2.的15-25 2XX X(除2A02外)、4XXX、7XXX10-20 试样的混蚀时间要求适中，接蚀时间短，试样浸蚀程度过轻，试样表面仍保持较强的金属光泽z浸蚀时间长，试样浸蚀程度过重，试样表团会出现腐蚀麻坑。b检查焊缝及氧化膜用试样的浸蚀时间应相应地增加1倍至2倍。4 组织检验4.1 -mI;原则根据有关技术标准和技术协议规定的质量要求进行检查，并随时变换光线照射方向
13、，详细观察各个部位。必要时，可用10倍以下放大镜检查，或酌情进行显微组织或其他手段分析。4.2 粗晶环的测量形状简单的粗晶环，应取粗晶环最大深度作为测量结果z形状复杂的粗晶环，环区内可画取的最大正方形的边长为粗晶环深度，如图3所示。图3形状复杂粗晶环测量方法示意固4.3 晶粒度检查长宽方向边长a的正方形粗晶区4.3. 1 应按照规定的晶粒度照片或实物对比评定，具有等轴晶粒的试样，应按照图4图11晶粒度分级标准进行评定。4 ,/ .: 、电 ,. 哈，叫叫。、令J二、.、民一. ，仙_， .l，飞 .飞-, 二酬崎.d雹4去， 4. i、1 :): I、.飞H.; .、.、由- . 圄4一级晶粒
14、度(晶粒平均面积0.026mm2) 圈5二级晶粒度(晶粒平均面积0.40mm2) 圄6三级晶粒度(晶粒平均面积1.2mm2) GB/T 3246.2-2012 5 GB/T 3246.2-2012 固7四级晶粒度(晶粒平均面积2.6mm2) 图8五级晶糙度(晶糙平均面积8.0mm勺固9六级晶粒度(晶粒平均面积16mm2) 6 G/T 3246.2-2012 固10七级晶粒度(晶粒平均面积36mm2) 圄11八级晶粒度(晶粒平均面积80mm2) 4.3.2 铸轧板(带)的晶粒度应按照图12图16进行评定。固12铸轧板一级晶粒度7 GB/T 3246.2-2012 固13铸轧植二级晶粒度圄14铸轧
15、板三级晶糙度圄15铸轧板四级晶粒度8 GB/T 3246.2-2012 图16铸轧摄五级晶粒度4.3.3 晶粒实测尺寸采用晶粒平均面积或直径或单位面积晶粒数表示，测量步骤如下所述。4.3.3. 1 根据晶粒的大小，在试样上画出10mmX10 mm或50mmX50 mm的方格，也可画出直径为10mm或50mm的圆。4.3.3.2 查出方格或圆内完整的晶粒数(p)及被方格边或圆周边所切割晶粒数(g)。当方格边或圆周边所切割晶粒数(g)为偶数时，按照式(1)计算出方格或圆内的晶粒总数(n);当方格边或圆周边所切割晶粒数(g)为奇数时，按照式(2)计算出方格或圆内的晶粒总数(川，依据式(3)计算出晶粒
16、的平均面积。n=p+0.5g . ( 1 ) 式中=n一方格或圆内的晶粒总数，单位为个Ep 方格或圈内完整的晶粒数，单位为个;g-方格线或圆周边切割的晶粒数，单位为个。n=+0. 5(g+ 1). . ( 2 ) F=S/n . . ( 3 ) 式中zF一一晶粒平均面积，单位为平方毫米(mm2); S 方格或圆的面积，单位为平方毫米(mm2)。4.3.3.3 每个试样至少选择三处进行测量，然后取平均值。4.3.3.4 当晶粒大小相差特别悬殊，分布极不均匀时，应选择最大晶粒区域。5 缺陷分类5. 1 疏松疏松是在晶界及枝晶网络等地方产生的宏观或微观的分散性微孔，如图17所示。该缺陷经浸蚀后，在横
17、向低倍试样上呈分散性的密集小针孔，边界参差不齐，多带棱角，近似锯齿状，颜色发暗，底部为尖狭的凹坑。疏松的显微组织特征如图18所示。9 GB/T 3246.2-2012 L11卡气- a) 一级就松c) 三级疏松b) 二级疏松d) 四级疏松图17疏松低倍组织(NaOH溶液浸蚀)- r , 静-, , 可J气、- . 码旦图18.松显微组织(未浸蚀)5.2 非金属夹杂非金属夹杂是混人铸镜中的熔渣或落入铸键内的其他非金属杂质，如图19所示。该缺陷经浸蚀后，在低倍横向试片上呈褐色或暗黑色凹下的点状或非定形特征，其分布没有规律。断口上呈不定形松软组织。非金属夹杂的显微组织特征如图20所示。 GB/T 3
18、246.2-2012 圄19非金属夹杂低倍组织(NaOH溶液浸蚀圈20非金属夹杂显微组织(未浸蚀)5.3 外来金属夹杂及自随外来金属夹杂是在铸造过程中，由于操作不慎，掉人铸链内的其他金属条、块戎片)，或者是由于合金熔体的液流冲击，使铺底铝卷入铸键内形成白斑。白斑实质上是纯铝夹杂，一般出现在铸键底部。前者经浸蚀多呈边缘清晰的几何形状，其颜色与周围基体金属显著不同，或略有凸起特征z后者经浸蚀后其形状不定，但轮廓清晰，颜色发白，如图21所示。回到自斑低倍组织(NaOH溶液浸蚀11 G/T 3246.2-2012 5.4 氧化膜氧化膜在低倍试样上呈短线状裂缝，多集中于最大变形部位，并沿金属流线方向分布
19、，如图22所示。其断口呈白色、灰色或金黄、黄褐色的小平台，对称或对偶地分布在断裂面上，如图23所示。圄22锻件氧化膜低倍组织(NaOH溶液浸蚀8) 镶件b) 饭材圄23氧化膜断口组织12 GB/T 3246.2-2012 5.5 初晶(一次晶、粗大金属化合物、化合物偏析)该缺陷在浸蚀后的低倍试样上，多呈凸起(有时由于化合物受浸蚀脱落而下凹)的边界轮廓清晰的暗揭色块状、针状聚集物，如图24所示。其显微组织为形状规则的粗大化合物，如图25所示。断口上呈闪耀反光的小晶体群，如图26所示。图24初晶低倍组织(NaOH溶撞浸蚀)古繁贯俨守.，飞飞俨:守:J -宅气牛W飞J叫、事。i-二二叫司飞一、-二固
20、30光亮晶粒低倍组织(NaOH溶谊浸蚀)固31光亮晶粒显微组织(3号浸蚀剂浸蚀15 GB/T 3246.2-2012 5.8 气孔在横向低倍试样上，气孔是指未经浸蚀即可显现的内壁光滑的圆形或椭圆形的孔洞。气孔在铸链中的分布没有规律，常与疏松伴生。压力加工后，气孔可被变形，但不能压合，如图32所示。a) 横向试样b) 纵向试样图32气孔低倍组织(NaOH溶液浸蚀5.9冷隔冷隔是铸造时由于液流中断或供给不足，靠近槽壁的熔体金属不能形成一个结晶整体，分成内外两层。试样不经浸蚀即可发现此缺陆，如图33所示。5. 10 铸造裂绽、y 固33玲隔低倍组织(NaOH溶液浸蚀铸造裂纹是合金在结晶过程中或者在完
21、全凝固后发生开裂。前者为热裂，后者为冷裂，多数不经浸蚀即可发现，如图34所示。16 GB/T 3246. 2-2012 a) 铸徒热裂纹的铸链冷裂纹图34铸造裂纹低倍组织(NaOH溶液浸铀5. 11 板材分层板材分层包括张开型和夹杂型两种，如图35所示。在横向低倍试样的中心线上，呈直线或线段状的开裂称为张开型分层;在横向低倍试样上，呈分布部位不定的暗黑色点状或短条状开裂称为夹杂分层。5. 12 缩尾圈35摄材分层低倍组织(NaOH溶液浸蚀)(A为夹杂型;B为张开型缩尾是由于坯链表面层及附着于挤压筒内的污物或润滑剂等，因金属的不均匀流动，在挤压后期挤压制品内部形成的缺陷。按其形状和分布位置通常分
22、为两类。在尾端横向低倍试样中心呈漏斗状或裙皱状的裂缝称为一次缩尾，如图36所示，多出现在反挤压制品或残料留的过短的正挤压制品中。在挤压制品尾端横向低倍试样的外层强烈变形区内，出现同心圆状或月牙状裂缝称为二次缩尾，如图37所示，主要出现在正挤压制品的尾端。在挤压制品尾端横向低倍试样上，常出现与二次缩尾相似的一种环状条纹，如图38所示。显微组织观察，其金属组织连续性未受破坏，不是二次缩尾。17 GB/T 3246.2-2012 圄36皱挤状一次结尾低倍组织(NaOH溶谊浸蚀)(单孔模反向挤压棒材)a) .11牙状单孔镇正向挤压六角捧材b) 同心困状(单孔模正向挤压棒材c) 弧状(多孔模正向挤压捧材
23、图37二次缩尾低倍组织(NaOH溶擅浸蚀)18 GB/T 3246.2-2012 a) 弧状(忽孔模锈压捧材的同心圄状(单孔模挤E捧材圄38环状条纹低倍组织(NaOH溶液浸蚀)5. 13 成层成层出现在挤压制品横向试样t的边缘，常有明显的壳状分层或圆弧状裂缝，官最易产生在制品边缘或尖角处，如回39所示。的管材内璧成层的棒材边缘成层圄39成层低倍组织(NaOH溶液浸蚀)5. 14 挤压裂纹挤压裂纹是在挤压制品表面层产生的锯齿状开裂，一般出现在横向低倍试样的边缘，呈现小弧状裂口，在纵向则呈周期性的开裂，特别严重的成锯齿状，从制品表面容易发现。轻者往往隐于皮下，通过低倍检查才能发现，如图40、图41
24、所示。19 GB/T 3246.2-2012 5. 15 津火裂纹圄40皮下挤压裂敏低倍组织(横向(NaOH溶液浸蚀)固41皮下挤压裂纹断口组织(纵向)摔火裂纹是经悴火处理的加工制品低倍试样上沿晶界开裂的网状裂纹，如图42所示。轻者分布于边部的粗晶区，重者则能扩展到中心细晶区。a) 租晶环区内的淳火裂纹b) 严重的洋火裂纹固42津火裂敏低倍组织(NaOH溶液浸蚀20 GB/T 3246.2-2012 5. 16 粗晶环粗晶环是在洋火处理后的挤压制品横向低倍试样上，沿周边出现粗大再结晶晶粒组织区。单孔挤压呈环形，多孔挤压呈月牙形，如图43所示。粗晶环在纵向的分布规律z从尾端向头端逐渐减少。a)
25、六角棕材的环状粗昂环的棒材的月牙状粗晶环图43粗晶环倍组织特征(NaOH溶液浸蚀)5. 17 焊舍不良焊合不良是采用舌形模或分流组合模挤压的制品，在低倍试片的焊合区出现连接或断续的黑色缝隙，如图44.所示。如出现白色或暗色的细道，未破坏内部组织的连续性，则属正常组织。固44焊合不良低倍组织(NaOH溶液浸蚀(箭头1指示焊合不良;箭头2指示白色或暗色细道)5. 18 锻造裂纹在锻造过程中，由于张力作用所引起的开裂现象称为锻造裂纹。出现在试样边部的分散发状裂纹区称为边部裂纹，如图45a)所示。出现在试样中心部位的不规则孔洞称为中心裂纹，如图45b)所示。21 GB/T 3246.2-2012 a)
26、锻件边部裂纹的银件中心裂纹固45锻造裂纹低倍组织(NaOH溶霞浸蚀)5. 19 压折在模压锻件低倍试样的边缘，出现由外向里斜向延伸的，终端常呈须状分叉的光滑折缝线称为压折，如图46所示。压折通常出现在模锻件的肋条与腹板之间的过渡圆弧位置，压折处一般伴随有局部流纹不顺。22 图46压新低倍组织(NaOH溶液浸铀箭头指示黑线条)GB/T 3246.2-2012 5.20 流按不顺金属模压变形时，反映金属流动景象的流线未能按制品外形轮廓分布称为流纹不顺。其中，流线呈树木年轮状或水流滥涡状时称为涡流，流线贯穿制品截面时称为穿流，如图47、图48所示。a) 年轮状涡流b) 激涡状涡流圄47涡流低倍组织(
27、NaOH溶擅浸蚀圄48穿流低倍组织(NaOH溶蘸浸蚀5.21 裂口铸轧板的表面局部出现抛物线状并深入断面一定深度的裂缝称为裂口，如图49所示。巧v，! 图49铸轧板裂口(NaOH溶灌浸蚀)j 23 GB/T 3246.2-2012 5.22 纵向裂蚊(纵向开裂)在铸轧板表面沿纵向出现一条或几条笔直的裂缝，其断面可看到存在一定的开裂深度称为纵向裂纹，如图50所示。图50铸轧板纵向裂敏(NaOH溶液浸蚀6 试验报告24 试验报告应包括下列内容zu 报告日期;b) 牌号或化学成分Fc) 状态代号zd) 试样号ze) 缺陷类型50 组织说明zg) 浸蚀条件。NON|N.守N肉H阁。华人民共和国家标准变
28、形铝及铝合金制晶组织检验方法第2部分z低倍组织检验方法GB/T 3246. 2-2012 国中晤中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(10004日网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销铸开本880X12301/16 印张2字数48千字2013年6月第一版2013年6月第一次印刷4培书号:155066. 1-47075定价30.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107打印日期:2013年7月4HF002A
