GB/T 43139-2023 铸造铝合金液减压凝固试样密度检测（正式版）

ICSCCS77.120.10J31铸造铝合金液减压凝固试样密度检测Densitydetectingmethodforvacuumsolidifiedsamplesofcastingaluminum国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T43139—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件中的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国铸造标准化技术委员会(SAC/TC54)提出并归口。本文件起草单位：沈阳理工大学、河南飞龙(芜湖)汽车零部件有限公司、天津立中车轮有限公司、浙江万丰摩轮有限公司、天津新立中合金集团有限公司、广东鸿图科技股份有限公司、中铝材料应用研件有限公司、山东骏程金属科技有限公司、深圳领威科技有限公司、河北新立中有色金属集团有限公司、科技股份有限公司、辽宁中科力勒检测技术服务有限公司、凤城市合鑫机械制造有限公司、浙江铂动工贸有限公司、中国航发哈尔滨东安发动机有限公司、宁波隆源股份有限公司、中国机械总院集团沈阳铸造研究所有限公司、沈阳铸研科技有限公司、机械科学研究总院(将乐)半固态技术研究所有限公司、广东宏拓仪器科技有限公司。ⅡGB/T43139—2023铸造铝合金液减压凝固试样密度检测是一种实现铝合金液快速在线评估含气量的方法。依据铸造铝合金液中气泡形成的基本原理，气泡形成的压力与铝液表面的压力有关。在真空状态下，铸造铝合金液中的气泡被放大，提高检测结果的分辨度。该方法可在浇注前对铸造铝合金液含气量实现快速分析与判断。通过测定铸造铝合金液减压凝固试样的密度值，来判定铝液含气量多少，科学评估铝合金液质量。1GB/T43139—2023铸造铝合金液减压凝固试样密度检测警示——使用本文件的人员应有正规实验室或熔炼现场工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1范围本文件适用于铸造铝合金液减压凝固试样密度的快速检测。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/T5611铸造术语3术语和定义GB/T5611界定的术语和定义适用于本文件。4原理铸造铝合金液减压凝固试样(以下简称“减压凝固试样”)密度的测定方法是基于浮力定律(阿基米德定律),通过减压凝固试样完全浸入水中进行称重，求得减压凝固试样的体积，通过密度关系式求出减压凝固试样的密度值。5试验条件减压凝固试样密度检测试验应符合以下条件：a)试验在常温(室温)、常压的环境下进行；b)铝合金液浇注温度660℃~750℃;c)测试容器内水温低于30℃。6试验设备减压凝固试样密度检测的试验设备有：a)铝合金液精炼效果在线快速检测仪，如图1所示；b)坩埚；2GB/T43139—2023d)容器；e)密度测试台架。2——坩埚；6——时间继电器；图1铝合金液精炼效果在线快速检测仪示意图7试样制备要求7.1坩埚要求7.1.1坩埚材料为不锈钢，坩埚壁厚0.9mm～1.2mm。7.1.2坩埚预热，坩埚预热温度150℃~300℃。7.1.3铝合金液浇注量：40g～110g。7.1.4坩埚内壁应清洁、干燥，不刷涂料(如刷涂料应保证涂料烘干)。7.2试样制备7.2.1真空减压设备应满足减压凝固试样在真空下凝固的要求，减压凝固试样制备的真空室示意图和制备减压凝固试样的坩埚结构图，见图2和图3。33——真空罐；5——坩埚；6—--真空通道。图2真空室示意图φhtt——坩埚的壁厚。图3制备减压凝固试样的坩埚结构图7.2.2制样设备应在15s内，使真空室内的压力达到一0.092MPa～—0.099MPa。8试验步骤8.1.1减压凝固试样密度检测试验应按以下步骤进行：4GB/T43139—2023a)将坩埚预热至150℃~300℃;b)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注平台上，用捞渣勺除去铝合金液表面的氧化皮后，用预热好的浇勺取铝合金液表面10cm以下的铝合金液，往坩埚内浇注铝合金液，浇注的铝合金液量少于坩埚内高度的80%,不应浇满坩埚，以便减压凝固试样取出；c)减压凝固试样浇注完成后，盖上真空罐，启动抽真空系统，时间继电器开始计时，在15s内使真空室的真空度达到一0.092MPa～—0.099MPa之间的制样真空度，期间坩埚内的铝合金液不凝固；d)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，对含气量较大的铝合金液，可以观察到有大量的气泡从铝合金液中析出；e)减压凝固试样凝固完成后，将减压凝固试样从坩埚内取出、称重；f)称重时，先把减压凝固试样料框放在容器中，打开电子秤开关，使指示为零，如指示背光去皮背光去皮模式○模式电源图4称重空气中重量面板示意图O电源背光去皮校准模式图5空气中重量储存时的面板示意图8.1.2将减压凝固试样放在电子秤下方容器中的料框中(保证减压凝固试样全部浸入水中),称量在水注：试验测得的密度值与铝合金针孔度、低倍组织的对应关系可参考附录A和附录B。9精密度用以下规定来判断结果的有效性。a)重复性：同一操作者在同一台仪器上对同一减压凝固试样重复测定，两次测试结果的相对标准偏差值应不超过2%,以大于这两个测试结果的相对标准偏差值2%的情况不超过5%为5GB/T43139—2023前提。差值应不超过4%,以大于这两个测试结果的相对标准偏差值4%的情况不超过5%为前提。检测报告应包括但不限于以下内容：a)本文件编号；e)试验结果。6GB/T43139—2023(资料性)合金牌号针孔度1级针孔度2级针孔度3级针孔度4级针孔度5级密度值/(g/cm³)ZL101(ZL101A)>2.640～2.600>2.600～2.550>2.550～2.480ZL102>2.610～2.570>2.570～2.530>2.530～2.460ZL104>2.590～2.550>2.550～2.510>2.510～2.440ZL105(ZL105A)>2.660～2.610>2.610～2.560>2.560～2.500ZL106>2.690～2.650>2.650～2.600>2.600～2.550ZL107>2.700～2.660>2.660～2.640>2.640～2.480ZL108>2.650～2.620>2.620～2.580>2.580～2.520ZL111>2.670～2.630>2.630～2.580>2.580～2.520ZL112>2.680～2.600>2.600～2.550>2.550～2.500ZL114A>2.640～2.600>2.600～2.550>2.550～2.480ZL115>2.6400～2.600>2.600～2.550>2.550～2.480ZL205A>2.780～2.730>2.730～2.680>2.680～2.630注：表中针孔度1级～针孔度5级与JB/T7946.3—2017表1中的针孔度等级一致。7(资料性)不同密度值与减压凝固试样低倍组织的参照比对B.1减压凝固试样低倍组织制作方法B.1.1减压凝固试样剖面经金相砂纸粗磨、细磨后进行机械抛光，表面无明显划痕。B.1.2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，用干净棉布或高目数砂纸擦掉表面污迹，进行拍照对比。B.2典型铸造铝合金不同密度值与减压凝固试样低倍组织的参照比对典型铸造铝合金不同密度值与减压凝固试样低倍组织的参照比对，比对结果参考图B.1。单位为克每立方厘米p=2.646p=2.630p=2.601p=2.594p=2.591p=2.540p=2.497p=2.439b)ZL102p=2.582p=2.536p=2.502p=2.470c)ZL104图B.1不同密度值与减压凝固试样低倍组织的比对照片8GB/T43139—2023单位为克每立