本发明涉及机匣缺陷测试评估，特别地，涉及一种主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法。此外，还涉及一种对采用主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法制造的长条形铸块试样进行测试评估的主减速器机匣气孔缺陷试样的测试评估方法。
背景技术：
1、直升机主减速器机匣通常为镁合金铸件，镁合金铸件在铸造过程中会出现不同等级的气孔缺陷，这是由于金属液凝固过程中来不及排出的气体形成的，如炉料潮湿或锈蚀、表面不干净、炉气中水蒸气等气体、炉体及浇包等修后未烘干、型腔内的气体、浇铸时卷入气体、铸型或泥芯透气性差等情况均可能导致气孔缺陷，因而难以防范。不同等级的气孔缺陷对镁合金铸件的强度和寿命的影响也不同，若将所有存在气孔缺陷的主减速器机匣均当成废品，可能会造成不必要的浪费，目前，镁合金机匣的i类铸件，由于其关键区域应力水平高，因此，对气孔缺陷的等级要求比较高，一旦出现超过标准规定范围的缺陷，往往将导致机匣缺陷部位裂纹失效，从而无法满足性能要求，因此，由于等级越高，气孔缺陷越大，现有的镁合金机匣铸件验收标准规定中，关键区域只允许出现等级为1级的气孔缺陷，非关键区域允许出现等级为2-4级的气孔缺陷。
2、然而，现有的存在气孔缺陷的镁合金铸件在进行缺陷等级划分时，往往只是简单沿用相关转化标准，其缺乏可靠数据来判定不同等级的气孔缺陷对机匣强度和寿命的影响，可能出现部分镁合金机匣铸件上的气孔缺陷不满足验收标准，但其强度和寿命却满足验收要求，从而造成不必要的浪费。若为了获得可靠数据，而选择直接从主减速器镁合金机匣铸件中切取足够数量的包含不同等级气孔缺陷的机匣铸块来进行测试评估，则会由于气孔缺陷在主减速器镁合金机匣铸造过程中存在随机性，在同一件主减速器镁合金机匣铸件中无法切取包含不同等级气孔缺陷的机匣铸块，且包含不同等级气孔缺陷的机匣铸块无法精加工成典型试验件，导致测试周期长，成本高，测试效率低，且存在较大的失败风险。
技术实现思路
1、本发明提供了一种主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法及测试评估方法，以解决现有的对不同等级气孔缺陷的主减速器机匣进行测试评估时，测试周期长，成本高，测试效率低，且存在较大的失败风险的技术问题。
2、根据本发明的一个方面，提供一种主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，包括以下步骤：a1，准备冷铁，并对其中重复使用的冷铁进行热处理；a2，将芯砂制备成砂芯，再将型砂制备成砂型，然后将砂芯、砂型和冷铁组合成砂型模具，其中，砂型模具包括横浇道、呈长条形布设的铸块型腔以及与铸块型腔连通的冒口，多个铸块型腔间隔排布于砂型模具内并通过横浇道连通，冒口和铸块型腔一一对应布设；a3，将镁合金块熔化成镁合金溶液，再将镁合金溶液浇注至砂型模具内，且在浇注完成后，从冒口上端间隔均匀的撒入不同直径尺寸的多个圆形不溶物，以浇注形成镁合金铸件，镁合金铸块上有多个长条形铸块，且每一长条形铸块上均有不同等级的气孔缺陷；a4，从砂型模具中取出镁合金铸件，并去除镁合金铸件上的型砂和芯砂，再切割镁合金铸件上的浇冒口，以获得多个长条形铸块，然后依次对长条形铸块进行标印、表面处理和热处理；a5，对长条形铸块进行气孔缺陷检验，并标记不同等级气孔缺陷的所占区域，再根据不同等级气孔缺陷的所占区域对长条形铸块进行加工，以将单个长条形铸块加工成多个长条形铸块试样，并对多个长条形铸块试样分别进行标印，其中，每一长条形铸块试样上仅存在同一等级的气孔缺陷，且气孔缺陷位于长条形铸块试样的中心处。
3、作为上述技术方案的进一步改进：
4、进一步地，步骤a1中，热处理的具体步骤如下：将冷铁放入烘干炉中进行烘干，在260℃-300℃下保温3h-4h后，从烘干炉中取出冷铁，并自然冷却。
5、进一步地，在步骤a1中，当热处理后的冷铁的存放时间超过2天时，冷铁使用前需在150℃-180℃下保温30min-40min。
6、进一步地，不同直径尺寸的多个圆形不溶物包括φ1mm的钢珠、φ2mm的钢珠和φ3mm的钢珠，钢珠的表面上涂覆有耐高温涂料。
7、进一步地，在步骤a3中，将镁合金块熔化成镁合金溶液具体包括以下步骤：预热坩埚至680℃-720℃，将镁合金块加入坩埚内，并盖上气体保护盖，以向坩埚内通入保护气体，其中，通气速率为15l/min-25l/min，加热温度为760℃-780℃；在镁合金块全部熔化后，加入预设重量的mg-zr中间合金，并搅拌8min-12min；将加热温度设置为765℃-775℃，保护气体的通气速率增加至25l/min-35l/min，然后向坩埚内放置精炼器并通入氩气进行精炼，氩气的通气速率为10l/min-20l/min，通气时间为12min-15min，精炼完成后，去除坩埚液面夹渣，以获得镁合金溶液。
8、进一步地，mg-zr中间合金使用前需在100℃-200℃下预热至少30min。
9、进一步地，步骤a3中，再将镁合金溶液浇注至砂型模具内具体包括以下步骤：将镁合金溶液的出埚温度控制在800℃-830℃，以在镁合金溶液降至765℃-775℃时，将镁合金溶液浇注至砂型模具内，并将浇注时间控制在5s-15s内。
10、进一步地，步骤a4中，热处理的具体步骤如下：将长条形铸块升温至390℃-410℃下保温1.5h-2.5h，再继续升温至515℃-525℃下保温6h-8h，然后使用60℃-80℃的淬火介质进行淬火，且淬火转移时间不超过20s，最后使长条形铸块在195℃-205℃下保温18h-24h。
11、进一步地，步骤a4中，表面处理的具体步骤如下：清理长条形铸块表面上的飞边和毛刺，再使用气体介质清除长条形铸块表面和夹缝处的砂粒，然后去除长条形铸块表面的多余物，并对长条形铸块进行铬酸盐处理。
12、根据本发明的另一方面，还提供了一种主减速器机匣气孔缺陷试样的测试评估方法，其对采用上述的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法制造的长条形铸块试样进行测试评估，包括以下步骤：b1，采用砂型铸造和机加工获取不含冶金缺陷的多个标准件，并制造多批次的长条形铸块试样，每一批次长条形铸块试样的气孔缺陷等级不同，再将多批次的长条形铸块试样精加工成光滑圆棒状的试验件，然后对试验件进行气孔缺陷检验，以去除其中气孔缺陷等级和位置不满足要求的试验件，其中，试验件包括拉伸试验件和疲劳试验件；b2，开展标准件和拉伸试验件的拉伸性能试验，以获得包含不同等级气孔缺陷的屈服强度、极限强度、屈服强度衰减系数和极限强度衰减系数的拉伸试验数据，同时开展标准件和疲劳试验件的成组法疲劳性能试验，以获得用于拟合疲劳性能曲线的试验数据，并开展标准件和试验件的升降法疲劳性能试验，以获得包含不同等级气孔缺陷的疲劳极限和疲劳极限衰减系数的疲劳试验数据；b3，通过拉伸试验数据和疲劳性能数据评估主减速器机匣上不同等级气孔缺陷部位的静强度和疲劳强度。
13、本发明具有以下有益效果：
14、本发明的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，通过准备冷铁，以使后续铸件浇注完成后快速冷却，避免铸件内部产生疏松和缩孔等冶金缺陷，并对其中重复使用的冷铁进行热处理，以消除冷铁残留的热应力和热变形，避免冷铁影响铸件质量；将芯砂制备成砂芯，再将型砂制备成砂型，然后将砂芯、砂型和冷铁组合成砂型模具，以可通过砂型模具浇注形成铸件；将镁合金块熔化成镁合金溶液，再将镁合金溶液浇注至砂型模具内，且在浇注完成后，从冒口上端间隔均匀的撒入不同直径尺寸的多个圆形不溶物，以保证镁合金溶液凝固后，圆形不熔物处在镁合金铸件的指定位置，圆形不熔物与镁合金铸件之间形成间隙，则该圆形不熔物所占据的空间可近似看作圆形气孔缺陷，以浇注形成具有多个长条形铸块的镁合金铸件，且每一长条形铸块上均有不同等级的气孔缺陷，即批量制备出不同等级气孔缺陷的长条形铸块；从砂型模具中取出镁合金铸件，并去除镁合金铸件上的型砂和芯砂，再切割镁合金铸件上的浇冒口，以获得多个长条形铸块，然后依次对长条形铸块进行标印、表面处理和热处理，以保证长条形铸块质量；对长条形铸块进行气孔缺陷检验，并标记不同等级气孔缺陷的所占区域，再根据不同等级气孔缺陷的所占区域对长条形铸块进行加工，以将单个长条形铸块加工成多个长条形铸块试样，并对多个长条形铸块试样分别进行标印，其中，每一长条形铸块试样仅存在同一等级的气孔缺陷，气孔缺陷位于长条形铸块试样的中心处，便于后续的测试评估；本方案可批量制备出不同等级气孔缺陷的长条形铸块试样，便于后续精加工成典型试验件并进行试验，以对不同等级气孔缺陷的机匣进行评估，相对于现有技术，大大缩短了测试周期，降低了测试成本，且降低了失败风险，实用性强，适于广泛推广和应用。
15、本发明的主减速器机匣气孔缺陷试样的测试评估方法，通过制造标准件和长条形铸块试样，再将长条形铸块试样精加工成光滑圆棒状的试验件，以真实模拟主减速器机匣内部存在的真实内孔缺陷，且根据拉伸性能试验和疲劳性能试验的要求，精加工时分别获得拉伸试验件和疲劳试验件，然后对试验件进行气孔缺陷检验，以去除其中气孔缺陷等级和位置不满足要求的试验件，以提高试验结果的可靠性，通过开展标准件和拉伸试验件的拉伸性能试验，通过比对标准件和拉伸试验件的试验数据，以获得包含不同等级气孔缺陷的屈服强度、极限强度、屈服强度衰减系数和极限强度衰减系数的拉伸试验数据，同时开展标准件和疲劳试验件的成组法疲劳性能试验，以获得用于拟合疲劳性能曲线的试验数据，并开展标准件和试验件的升降法疲劳性能试验，通过比对标准件和疲劳试验件的试验数据，以获得包含不同等级气孔缺陷的疲劳极限和疲劳极限衰减系数的疲劳试验数据，通过拉伸试验数据和疲劳性能数据可以评估主减速器机匣上不同等级气孔缺陷部位的静强度和疲劳强度，以可定量判定主减速器机匣出厂验收时的不同等级气孔缺陷的容许度，提高了机匣的合格率，节省了机匣的制造费用，缩短了机匣的制造周期，实用性强，适于广泛推广和应用。
16、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
1.一种主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，其特征在于，步骤a1中，热处理的具体步骤如下：
3.根据权利要求1所述的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，其特征在于，在步骤a1中，当热处理后的冷铁的存放时间超过2天时，冷铁使用前需在150℃-180℃下保温30min-40min。
4.根据权利要求1所述的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，其特征在于，不同直径尺寸的多个圆形不溶物包括φ1mm的钢珠、φ2mm的钢珠和φ3mm的钢珠，钢珠的表面上涂覆有耐高温涂料。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，其特征在于，在步骤a3中，将镁合金块熔化成镁合金溶液具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，其特征在于，mg-zr中间合金使用前需在100℃-200℃下预热至少30min。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，其特征在于，步骤a3中，再将镁合金溶液浇注至砂型模具内具体包括以下步骤：
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，其特征在于，步骤a4中，热处理的具体步骤如下：
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法，其特征在于，步骤a4中，表面处理的具体步骤如下：
10.一种主减速器机匣气孔缺陷试样的测试评估方法，其特征在于，对采用权利要求1-9中任一项所述的主减速器机匣气孔缺陷试样的制造方法制造的长条形铸块试样进行测试评估，包括以下步骤：
