尺寸稳定性,是指材料在受机械力、热或其他外界条件作用下,其外形尺寸不发生变化的性能。由于聚合物具有黏弹性,在恒定外力(包括自身质量)作用下,易产生蠕变现象,导致制品的尺寸不稳定。一般说来,柔性链的聚合物抗蠕变能力较差,而刚性链的聚合物则较强。采用冷热循环热处理工艺( 改变的T7热处理工艺) 来调整2A12铝合金显微组织从而提高其材料的尺寸稳定性。结果表明:该热处理方法与常见T6工艺、T4工艺对比,其铝合金的抗拉强度、屈服强度、微屈服强度都明显高于T6工艺15%,更优于T4工艺。显微组织观察表明:经过深冷循环处理的铝合金材料的体积收缩使得材料内部产生了大量的位错和亚晶等,铝合金晶粒没有明显再结晶回复,同时强化相已完全转化为S’相,相比T6工艺析出相析出更完全、分布更加均匀,从而提高其各种力学性能和尺寸稳定性。采用无负载条件下测试尺寸稳定性的结果表示:在相同条件下,T7工艺下比T4工艺下的尺寸稳定性提高了3%。
冷热冲击下材料尺寸稳定性实时检测
参照精密仪表温度冲击的工作状态,提出了交变温度下材料尺寸变化的实时检测的新方法,较之前常见的残余应力测试法( 只能间接推算结果) 、圆环开口法( 测量精度不高,时间周期长) 测试方法更加合理、准确及快捷。通过设定一定的变温速率和循环次数,同时检测每次温度冲击后的在特定温度下的试样剩余长度,累计循环若干次以后便可清晰地检测到材料的尺寸变化,本试验循环温度为20~150℃ 条件下,加热、冷却速率为8℃/min,循环15次,在循环到20℃ 时保温25min后检测并记录试样长度,测试精度可达到10-7。冷热冲击过程中,试样经不同次数的交变温度循环后,其单位尺寸的变化量公式中的L0—试样在起始测试点( 20℃ ) 的尺寸;Li—试样经i次冷热循环后在20℃测量时尺寸。结果清楚地反映出试样在冷热循环过程中的尺寸变化规律,可同时获得每次冷热循环后试样尺寸的变化量以及固定环次数下的尺寸变化总量,从而可以更加方便、直观地对材料的无负载的条件下尺寸稳定性进行评价。
交变温度下尺寸变化
3种不同的时效热处理方式下,2A12铝合金在20~150℃之间,冷热冲击条件下的所显示的尺寸稳定性结果。2A12铝合金分别经不同时效工艺处理后,在冷热冲击条件下,**次、第二次循环过程后,3种状态的材料都发生了明显的变化,但T7工艺的变化量明显低于其它两种工艺,随着后续循环过程增加,三种工艺都没有明显的变化。分析结果可得,经T6、T7处理后,其尺寸稳定性都优于T4工艺下的铝合金材料。采用T7热处理工艺后较T4工艺尺寸稳定性提高了33%,较T6工艺下尺寸稳定性提高了15%。