DE3790942C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3790942C2 DE3790942C2 DE3790942A DE3790942A DE3790942C2 DE 3790942 C2 DE3790942 C2 DE 3790942C2 DE 3790942 A DE3790942 A DE 3790942A DE 3790942 A DE3790942 A DE 3790942A DE 3790942 C2 DE3790942 C2 DE 3790942C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sample
- alloy
- temperature
- liquid
- crystallization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/02—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering
- G01N25/04—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering of melting point; of freezing point; of softening point
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/202—Constituents thereof
- G01N33/2028—Metallic constituents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Mittel zur Untersuchung von Metallen und betrifft insbesondere Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in einer Legierung.The invention relates to means for investigation of metals and relates in particular to processes for the quantitative determination of the foreign substance content in a Alloy.
Es sind Verfahren zur Kontrolle des Fremdstoffgehaltes in Legierungen weitestgehend bekannt, die auf der Basis der Methode zur Thermischen Analyse entwickelt worden sind.They are procedures for checking the foreign matter content widely known in alloys that are based on the Basis of the method for thermal analysis have been developed are.
Es ist ein Verfahren zur Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes und der Temperatur eines Flüssigstahls (SU, A, 86 41 25) bekannt, welches darin besteht, daß man Verhältnisse der Zeitintervalle zwischen den Phasenumwandlungen von Metallproben mit einem bekannten und einem unbekannten Kohlenstoffgehalt zueinander vergleicht, wobei die Metallproben mit einer beliebigen konstanten Geschwindigkeit abgekühlt werden. Das bekannte Verfahren zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß die Forderung nach der Beständigkeit der Abkühlungsgeschwindigkeit nur im Zeitintervall, wo die Legierungsprobe im flüssigen Zustand verweilt, erfüllt und durch die äußeren Abkühlungsbedingungen sichergestellt wird. Im Zeitintervall der Phasenumwandlungen, d. h. bei der Kristallisation, ist die Abkühlungsgeschwindigkeit von den äußeren Abkühlungsbedingungen und den inneren Bedingungen der Wärmeentwicklung während der Kristallisation abhängig. Dabei ist die Zeit zwischen den Phasenumwandlungen, die den Temperaturbereichen zwischen den Phasenumwandlungen proportional ist, vom Grad des Nichtgleichgewichtes des Kristallisationsprozesses in jeder Stufe der Phasenumwandlung abhängig. In diesem Fall sind die Temperaturbereiche während der Phasenumwandlungen keine strikt festgelegten konstanten Werte für Legierungen mit einem unveränderlichen Kohlenstoffgehalt. Die genannten Nachteile vermindern die Genauigkeit bei der Bestimmung des Gehaltes von Eisen- Kohlenstoff-Legierungen an Kohlenstoff. Außerdem hat das Verfahren einen begrenzten Anwendungsbereich und kann nur zur Bestimmung des Gehaltes des Flüssigstahls an Kohlenstoff eingesetzt werden.It is a method for determining the carbon content and the temperature of a liquid steel (SU, A, 86 41 25), which consists in the fact that relationships the time intervals between the phase changes of metal samples with a known and an unknown Compares carbon content to each other, the Metal samples at any constant speed be cooled. The known method draws is mainly characterized by the fact that the demand for the Stability of the cooling rate only in the time interval, where the alloy sample is in the liquid state lingers, fulfilled and by the external cooling conditions is ensured. In the time interval of the phase changes, d. H. in crystallization, that is Cooling rate from the external cooling conditions and the internal conditions of heat development dependent during crystallization. Here is the Time between phase changes, the temperature ranges proportional between the phase changes is the degree of non-equilibrium of the crystallization process dependent on each stage of the phase change. In this case the temperature ranges are during the phase transformations no strictly fixed constants Values for alloys with a fixed Carbon content. Reduce the disadvantages mentioned the accuracy in determining the content of iron Carbon alloys on carbon. Also has the procedure has a limited scope and can only be used to determine the content of liquid steel of carbon can be used.
Es ist ein Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen an Silizium (SU, A, 38 19 96) bekannt, welches darin besteht, daß man die Temperatur der Phasenumwandlungen mißt und den Siliziumgehalt nach dem Temperaturunterschied der Soliduslinie von zwei Proben der flüssigen Legierung bestimmt, welche gleiche Fremdstoffmenge enthalten, aber mit unterschiedlicher Geschwindigkeit abgekühlt werden.It is a method of determining the content of Iron-carbon alloys on silicon (SU, A, 38 19 96) known, which consists in that the temperature of the phase changes and measures the silicon content the temperature difference of the solidus line from two samples the liquid alloy determines which same Contain foreign matter amount, but at different speeds be cooled.
Die Nachteile des vorliegenden Verfahrens bestehen darin, daß die Genauigkeit bei der Bestimmung des Gehaltes einer Legierung an Fremdstoffen von der Meßgenauigkeit bei der Messung des Absolutwertes der Temperatur der Soliduslinie abhängig ist, welche Temperatur von den Graduierungskennlinien der Thermoelemente und von deren Trägheit abhängig ist, sowie darin, daß es unmöglich ist, Unterschiede zwischen Abkühlungsgeschwindigkeiten der beiden Proben des flüssigen Metalls in Digitalform zu erfassen und auf diese Weise die Ergebnisse der Temperaturmessungen mit Hilfe von Rechenmitteln zu verarbeiten, die eine Erhöhung der Schnelligkeit des Verfahrens ermöglichen.The disadvantages of the present method exist in that the accuracy in determining the salary an alloy of foreign substances on the measuring accuracy when measuring the absolute value of the temperature the solidus line, which temperature depends on the Grading characteristics of thermocouples and their Sluggishness, as well as the fact that it is impossible Differences between cooling rates of the capture two samples of the liquid metal in digital form and in this way the results of the temperature measurements to process with the aid of computing means allow an increase in the speed of the procedure.
Gegenstand der GB-PS 21 76 011 A ist ein Verfahren zur Bestimmung der thermischen Umwandlung von Proben in einem Ofen, dessen Temperatur kontinuierlich steigt, während die Umwandlung selbst zur Steuerung der Temperatur des Ofens während der Umwandlung dient. Die Aufgabenstellung dieses Verfahrens sowie seine Lösung ist von der erfindungsgemäßen grundlegend verschieden. Dort wird ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, worin sich die zu untersuchende Probe und die Vergleichsprobe befinden, die die Gleichmäßigkeit und die geringe Umwandlungsgeschwindigkeit gewährleisten. Es wird dort die thermische Umwandlung beim Schmelzen der zu untersuchenden Probe untersucht. Erfindungsgemäß wird der Gehalt an Zusätzen gemessen durch Messung der Temperatur der Probe des Flüssigmetalls oder der Legierung während der Abkühlung und Kristallisation beispielsweise an der Luft, wobei man keinerlei Temperaturregelung des Ofens treffen muß. Bei dem bekannten Verfahren wird immer eine Vergleichsprobe im gleichen Ofen behandelt und dann der Temperaturunterschied zwischen beiden Proben gemessen. Dies ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig. Mit jedem konkreten Fall der Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in der Probe mit unbekanntem Gehalt an Zusätzen werden die Ergebnisse der Bestimmung der maximalen Temperaturunterschiede am Ende der Kristallisation der Vergleichsprobe und der Probe mit bekanntem Gehalt an Zusatz getätigt.GB-PS 21 76 011 A is a method for determination thermal conversion of samples in an oven, whose temperature rises continuously during the conversion even to control the temperature of the furnace during the Serves conversion. The task of this procedure as well its solution is fundamentally different from that of the invention. A method and an apparatus are proposed there, in which the sample to be examined and the Comparative samples that are the uniformity and the ensure low conversion speed. It will be there the thermal conversion when melting the to be examined Sample examined. According to the invention, the content of additives measured by measuring the temperature of the sample of the liquid metal or the alloy during cooling and crystallization for example in the air, with no temperature control whatsoever of the furnace. In the known method a comparison sample is always treated in the same oven and then the temperature difference between the two samples measured. This is not the case with the method according to the invention necessary. With every specific case of determining the foreign matter content in the sample with unknown content of additives are the results of determining the maximum temperature differences at the end of the crystallization of the comparison sample and the sample is made with a known content of additive.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in einer Legierung zu entwickeln, das eine schnelle quantitative Bestimmung des Fremdstoffgehaltes durch eine Änderung der zu messenden Kennwerte sowie eine schnelle Bestimmung der entsprechenden Temperaturdifferenzen während der Abkühlung und der Kristallisation, welche mit der in der Legierung enthaltenen Fremdstoffmenge verbunden sind, unter Berücksichtigung der Abkühlungsgeschwindigkeit jeder der Proben des flüssigen Metalls und unter Verwendung der Rechenmittel gewährleistet.The present invention is based on the object a method for the quantitative determination of the foreign matter content to develop in an alloy that is quick quantitative determination of the foreign matter content by a change in the parameters to be measured and a quick one Determination of the corresponding temperature differences during cooling and crystallization, which with the amount of foreign matter contained in the alloy are connected, taking into account the cooling rate each of the samples of the liquid metal and guaranteed using the computing means.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man bei einem Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in einer Legierung, welches darin besteht, daß Temperaturen der flüssigen Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt während der Abkühlung und der Kristallisation und Temperaturen der flüssigen Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt während der Abkühlung und der Kristallisation gemessen werden, erfindungsgemäß die Temperaturen der flüssigen Probe eines Reinmetalls, das die Legierungsbasis bildet, während der Abkühlung und der Kristallisation mißt, die maximalen Differenzbeträge der Temperaturen am Ende des Kristallisationsprozesses für die Reinmetallprobe, für die Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt und für die Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt bestimmt, und zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in der Legierung den maximalen Differenzbetrag der Temperaturen am Ende des Kristallisationsprozesses für die Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt von dem maximalen Differenzbetrag der Temperaturen am Ende des Kristallisationsprozesses für die Reinmetallprobe sowie den maximalen Differenzbetrag der Temperaturen am Ende des Kristallisationsprozesses für die Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt von dem maximalen Differenzbetrag der Temperaturen am Ende des Kristallisationsprozesses für die Reinmetallprobe subtrahiert und das Verhältnis des ersten Differenzbetrages und des zweiten Differenzbetrages zueinander mit der Fremdstoffmengengröße multipliziert, die in der Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt enthalten ist, wobei als maximaler Differenzbetrag der Temperaturen für jede Probe der Differenzbetrag zwischen der wahren Temperatur der Probe zum Zeitpunkt der Beendigung des Kristallisationsprozesses und der für denselben Zeitpunkt berechneten Temperatur der Probe, wenn sich keine Umwandlungswärme der Kristallisation entwickelt, angenommen wird.The task is solved in that one in a method for the quantitative determination of the Foreign matter content in an alloy, which consists of that temperatures of the liquid alloy sample with a known foreign matter content during cooling and the crystallization and temperatures of the liquid Alloy sample with an unknown foreign matter content measured during cooling and crystallization are, according to the invention, the temperatures of the liquid Sample of a pure metal that is the alloy base forms during cooling and crystallization measures the maximum difference in temperature at the end of the crystallization process for the pure metal sample, for the alloy sample with a known foreign matter content and for the alloy sample with an unknown Foreign matter content determined, and for quantitative Determination of the foreign substance content in the alloy maximum difference in temperature at the end of the day Crystallization process for the alloy sample with an unknown foreign matter content from the maximum difference the temperatures at the end of the crystallization process for the pure metal sample as well as the maximum Difference in temperature at the end of the crystallization process for the alloy sample with a known foreign matter content from the maximum difference the temperatures at the end of the crystallization process subtracted for the pure metal sample and that Ratio of the first difference and the second Differential amount to each other with the foreign substance quantity size multiplied that in the alloy sample by one Known foreign matter content is included, being the maximum Difference in temperature for each sample the difference between the true temperature the sample at the time of completion of the crystallization process and the one calculated for the same time Temperature of the sample when there is no heat of transformation the crystallization is developed, is accepted.
Es ist auch zweckmäßig, daß bei dem vorliegenden Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes einer Legierung die maximalen Differenzbeträge der Temperaturen am Ende des Kristallisationsprozesses für die Reinmetallprobe, für die Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt und für die Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt entsprechend als Differenzbetrag zwischen dem Temperaturwert für jede Probe am Ende des Kristallisationsprozesses und dem Produkt der Multiplikation des Anfangstemperaturwertes für die flüssige Reinmetallprobe, für die flüssige Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt und für die flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt mit einem nach einem Exponenten berechneten Wert bestimmt werden, dessen negative Hochzahl ein Produkt der Multiplikation des Koeffizienten, der die Abkühlungsgeschwindigkeit der entsprechenden flüssigen Probe kennzeichnet, mit der Zeit der Abkühlung jeder Probe vom Zeitpunkt, der der Anfangstemperatur der flüssigen Probe entspricht, bis zum Zeitpunkt, der der Temperatur am Ende des Kristallisationsprozesses entspricht darstellt.It is also appropriate that in the present Procedure for the quantitative determination of the foreign matter content the maximum difference amounts of an alloy the temperatures at the end of the crystallization process for the pure metal sample, for the alloy sample with a known foreign matter content and for the alloy sample with an unknown foreign substance content accordingly as the difference between the temperature value for each Sample at the end of the crystallization process and the product the multiplication of the initial temperature value for the liquid pure metal sample, for the liquid alloy sample with a known foreign matter content and for the liquid alloy sample with an unknown foreign matter content with one calculated according to an exponent Value to be determined whose negative high number is a product multiplying the coefficient by the rate of cooling the corresponding liquid Sample indicates the time each sample cools from the time of the initial temperature of the liquid Sample corresponds, up to the point in time, to the temperature at the end of the crystallization process represents.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes einer Legierung ist durch eine Universalität gekennzeichnet und kann zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in verschiedenen Legierungstypen verwendet werden. Eine Erhöhung der Genauigkeit und der Schnelligkeit des Verfahrens wird dadurch erzielt, daß die quantitative Bestimmung des Fremdstoffgehaltes ausgehend von dem Verhältnis der Temperaturdifferenzen vorgenommen wird, wobei die Berechnung der Temperaturdifferenzen und deren Verhältnisses zueinander mit Hilfe von Rechenmitteln durchgeführt wird.The method for quantitative determination according to the invention the foreign matter content of an alloy characterized by a universality and can quantitative determination of the foreign matter content in different Alloy types are used. An increase the accuracy and speed of the procedure is achieved in that the quantitative determination the foreign matter content based on the ratio of Temperature differences is made, the calculation the temperature differences and their ratio to each other with the help of computing means becomes.
Nachstehend wird die Erfindung anhand konkreter Durchführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert, welche ein Diagramm der Änderung der wahren Temperatur der flüssigen Legierungsprobe während der Abkühlung und der Kristallisation in Abhängigkeit von der Zeit und ein Diagramm der Änderung der berechneten Temperatur derselben flüssigen Probe für den Fall, wo sich die Umwandlungswärme der Kristallisation nicht entwickelt, in Abhängigkeit von der Zeit gemäß der Erfindung darstellt.The invention will become more concrete below Implementation examples with reference to the attached Drawing explains which is a diagram of the change the true temperature of the liquid alloy sample during cooling and crystallization in Dependence on time and a diagram of the change the calculated temperature of the same liquid sample for the case where the heat of transformation of the crystallization not developed depending on the time according to the invention.
Betrachten wir das Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes einer Legierung. Zur Durchführung des Verfahrens werden eine flüssige Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt, eine flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt und eine flüssige Probe eines Reinmetalls, das die Legierungsbasis bildet, entnommen. Die entsprechende flüssige Probe wird einem Gefäß mit flüssiger Legierung oder flüssigem Reinmetall mittels eines besonderen Stopfenausgusses mit einem in diesem untergebrachten Thermoelement entnommen, das an ein Registriergerät z. B. ein Digitalvoltmeter angeschlossen ist. Zur Entnahme einer entsprechenden flüssigen Probe wird der Stopfenausguß in das mit flüssigem Metall gefüllte Gefäß eingetaucht und bis auf die Temperatur des Flüssigmetalls erwärmt. Anschließend wird der mit der flüssigen Probe einer Legierung oder des Reinmetalls gefüllte Stopfenausguß aus dem Gefäß abgehoben und an Luft abgekühlt. Während der Abkühlung und der anschließenden Kristallisation der flüssigen Legierungsprobe oder der flüssigen Reinmetallprobe wird mittels des Digitalvoltmeters die Temperatur registriert, und die Ergebnisse der Temperaturmessung werden gleichzeitig in eine Rechenmaschine, z. B. einen Mikrorechner eingegeben, mit dessen Hilfe die Ergebnisse der Temperaturmessung verarbeitet und die Ergebnisse der quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in der Legierung ausgegeben werden.Let us consider the procedure for quantitative determination the foreign matter content of an alloy. To Carrying out the process will be a liquid alloy sample with a known foreign matter content, a liquid alloy sample with an unknown foreign substance content and a liquid sample of a pure metal, which forms the alloy base. The corresponding liquid sample becomes a vessel with liquid alloy or liquid pure metal by means of a special Plug spout with one housed in it Thermocouple taken from a registration device e.g. B. a digital voltmeter is connected. For removal The stopper spout becomes a corresponding liquid sample immersed in the vessel filled with liquid metal and up to the temperature of the liquid metal warmed up. Then the one with the liquid sample stopper spout filled with an alloy or pure metal lifted from the vessel and cooled in air. While cooling and subsequent crystallization the liquid alloy sample or the liquid The pure metal sample is measured using the digital voltmeter Temperature registered, and the results of the temperature measurement are simultaneously in a calculator, e.g. B. entered a microcomputer with its help processed the results of the temperature measurement and the Results of the quantitative determination of the foreign matter content are spent in the alloy.
Ein Beispiel für die Temperaturänderung während der Abkühlung und der Kristallisation einer flüssigen Legierungsprobe, welche zum Zweikomponentensystem gehört ist in der Zeichnung wiedergegeben, wo die Temperaturwerte mit Ti bezeichnet und an der Ordinatenachse abgemessen sind, während die Werte der Zeitpunkte der Messung der Temperatur Ti mit τi bezeichnet und an der Abszissenachse abgemessen sind. Die Kurve I veranschaulicht die Änderung der wahren Temperatur Ti der flüssigen Legierungsprobe während der Abkühlung und der Kristallisation und die Kurve 2 - die Änderung der berechneten TemperaturAn example of the temperature change during the cooling and crystallization of a liquid alloy sample, which belongs to the two-component system, is shown in the drawing, where the temperature values are denoted by T i and measured on the ordinate axis, while the values of the times of measurement of the temperature T i denoted by τ i and measured on the abscissa axis. Curve I illustrates the change in the true temperature T i of the liquid alloy sample during cooling and crystallization, and curve 2 - the change in the calculated temperature
T₀e- α ( τ - τ ₀) (1)T₀e - α ( τ - τ ₀) (1)
der flüssigen Probe wiedergibt, die aus dem Produkt der Multiplikation des Anfangstemperaturwertes T₀ der flüssigen Probe, welche 20 bis 30 s vor dem Zeitpunkt τ₁ des Beginns des Kristallisationsprozesses eingestellt wird, mit dem Wert des Exponenten errechnet wird, dessen negative Hochzahl ein Produkt der Multiplikation des Koeffizienten α, der die Abkühlungsgeschwindigkeit der flüssigen Probe kennzeichnet mit der Zeit der Abkühlung der Probe vom Zeitpunkt τ₀, der der Anfangstemperatur T₀ der flüssigen Probe entspricht, bis zum Zeitpunkt τi der Messung der Temperatur Ti darstellt.reproduces the liquid sample, which is calculated from the product of the multiplication of the initial temperature value T₀ of the liquid sample, which is set 20 to 30 s before the point in time τ₁ of the start of the crystallization process, with the value of the exponent, the negative number of which is a product of the multiplication of the Coefficients α, which characterizes the cooling rate of the liquid sample with the time of cooling of the sample from the time τ₀, which corresponds to the initial temperature T₀ of the liquid sample, to the time τ i of the measurement of the temperature T i .
Die Änderung der Temperatur Ti jeder entsprechenden flüssigen Probe während der Abkühlung und der Kristallisation wird durch folgende Gleichung:The change in temperature T i of each corresponding liquid sample during cooling and crystallization is given by the following equation:
beschrieben, worin
Ti - den wahren Wert der Temperatur der flüssigen Probe,
die während der Abkühlung und der Kristallisation gemessen
wird;
τi - den Zeitpunkt der Messung der Temperatur Ti;
T₀ - die Anfangstemperatur der flüssigen Probe, deren
Wert, eine Grundlage für die Berechnung des Produktes
T₀e- α ( τ - τ ₀) bildet;
τ₀ - den Zeitpunkt der Messung der Temperatur T₀;
τ₁ - den Zeitpunkt des Beginns des Kristallisationsprozesses;
V₀ - das Volumen der flüssigen Legierungsprobe;
- das Volumen der festen Phase, die während der
Kristallisation im Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt
des Beginns τ₁ des Kristallisationsprozesses
und dem Zeitpunkt τi entstand;
- die relative Menge der festen Phase, die im
Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt τ₁ und dem
Zeitpunkt τi entstand;
L - die Umwandlungswärme der Kristallisation oder des
Reinmetalls;
C - die mittlere Wärmekapazität der flüssigen Legierungsprobe
oder der flüssigen Reinmetallprobe;
α - den Koeffizient, der die Abkühlungsgeschwindigkeit
der flüssigen Legierungsprobe oder der flüssigen
Reinmetallprobe kennzeichnet;
bedeuten.described in what
T i - the true value of the temperature of the liquid sample measured during cooling and crystallization;
τ i - the time of measurement of the temperature T i ;
T₀ - the initial temperature of the liquid sample, the value of which forms the basis for the calculation of the product T₀e - α ( τ - τ ₀) ;
τ₀ - the time of measuring the temperature T₀;
τ₁ - the time of the start of the crystallization process;
V₀ - the volume of the liquid alloy sample;
- The volume of the solid phase, which arose during the crystallization in the time interval between the time of the start τ₁ of the crystallization process and the time τ i ;
- The relative amount of the solid phase, which occurred in the time interval between the time τ₁ and the time τ i ;
L - the heat of transformation of crystallization or pure metal;
C - the mean heat capacity of the liquid alloy sample or the liquid pure metal sample;
α - the coefficient indicating the cooling rate of the liquid alloy sample or the liquid pure metal sample;
mean.
Aus der Gleichung (2) ergibt es sich, daß während der Abkühlung der flüssigen Legierungsprobe oder der flüssigen Reinmetallprobe bis zum Zeitpunkg τ₁ des Beginns des Kristallisationsprozesses die wahre Temperatur Ti der flüssigen Probe, die während der Abkühlung der flüssigen Probe gemessen wird, der berechneten Temperatur gleich ist:From equation (2) it follows that during the cooling of the liquid alloy sample or the liquid pure metal sample up to the point in time τ 1 of the start of the crystallization process, the true temperature T i of the liquid sample, which is measured during the cooling of the liquid sample, the calculated Temperature is equal to:
T₀e- α ( τ - τ ₀); Ti=T₀e- α ( τ - τ ₀). (3)T₀e - α ( τ - τ ₀) ; T i = T₀e - α ( τ - τ ₀) . (3)
Der Wert der Temperatur Ti, der zum Zeitpunkt τi während der Kristallisation jeweils der flüssigen Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt, der flüssigen Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt und der flüssigen Probe vom Reinmetall, das die Legierungsbasis bildet, übersteigt seit dem Zeitpunkt τ₁ des Beginns des Kristallisationsprozesses den berechneten Temperaturwert, der dem Ausdruck (3) entspricht und für den Zeitpunkt τi berechnet wurde, um die Größe des integralen Summanden (2):The value of the temperature T i at the time τ i during the crystallization of the liquid alloy sample with a known foreign substance content, the liquid alloy sample with an unknown foreign substance content and the liquid sample of the pure metal which forms the alloy base has exceeded since the time τ 1 of the beginning of the crystallization process the calculated temperature value, which corresponds to expression (3) and was calculated for the time τ i , by the size of the integral summand (2):
Die Größe des integralen Summanden (2) ist dem ProduktThe size of the integral summand (2) is the product
proportional. Dabei kann die wahre Temperatur Ti der Probe, welche während der Kristallisation gemessen wird, durch eine Gleichung wie folgt beschrieben werden:proportional. The true temperature T i of the sample, which is measured during the crystallization, can be described by an equation as follows:
Aus den Gleichungen (2), (3), (6) ergibt es sich, daß der Unterschied der zu messenden Temperatur Ti und der berechneten Temperatur voneinander, welche durch die Gleichung (1) ausgedrückt wird, durch die Entwicklung der Umwandlungswärme der Kristallisation L beim Übergang der flüssigen Legierungsprobe oder flüssigen Reinmetallprobe im Verlauf der Kristallisation in dem festen Zustand unter Bildung einer relativen Menge der festen Phase bestimmt wird, dieFrom equations (2), (3), (6) it follows that the difference between the temperature T i to be measured and the calculated temperature from each other, which is expressed by equation (1), is due to the evolution of the heat of transformation of the crystallization L is determined at the transition of the liquid alloy sample or liquid pure metal sample in the course of crystallization in the solid state to form a relative amount of the solid phase which
beträgt. Da im Verlauf der Kristallisation die Menge der festen Phase V(i), die sich zum Zeitpunkt τi bildet, von der Null (zum Zeitpunkt, der dem Zeitpunkt τ₁ des Beginns der Kristallisation entspricht) bis zu einem Wert V₀, der dem Volumen der flüssigen Legierungsprobe oder der flüssigen Reinmetallprobe gleich ist, zunimmt, wird die relative Menge der festen Phase durch den Ausdruck (7) ermittelt, und sie ändert sich während der Kristallisation von der Null bis 1. Das bedeutet, daß zum Zeitpunkt τ₂ der Beendigung des Kristallisationsprozesses, wo V( τ ₂)=V₀, die Bedingung:is. Since in the course of crystallization, the amount of solid phase V (i) , which forms at the time τ i , from zero (at the time corresponding to the time τ₁ of the start of crystallization) to a value V₀, which is the volume of liquid alloy sample or the liquid pure metal sample increases, the relative amount of the solid phase is determined by the expression (7), and it changes during the crystallization from zero to 1. This means that at the time τ₂ the completion of the crystallization process , where V ( τ ₂) = V₀, the condition:
erfüllt wird, worin
T₁ - die wahre Temperatur der Legierungsprobe oder der
Reinmetallprobe zum Zeitpunkt τ₂ der Beendigung des
Kristallisationsprozesses;
T₀e- α ( t ₂- τ ₀) - die berechnete Temperatur der Legierungsprobe
oder der Reinmetallprobe zum Zeitpunkt τ₂ der Beendigung
des Kristallisationsprozesses
bedeuten.is fulfilled in what
T₁ - the true temperature of the alloy sample or the pure metal sample at the time τ₂ of the completion of the crystallization process;
T₀e - α ( t ₂- τ ₀) - the calculated temperature of the alloy sample or the pure metal sample at the time τ₂ of the end of the crystallization process
mean.
Seit dem Zeitpunkt τ₂ der Beendigung des Kristallisationsprozesses hört die Entwicklung der Umwandlungswärme der Kristallisation L auf, was der Bedingung L=0 entspricht, und der Prozeß der Abkühlung der festen Probe ist dem Gesetz untergeordnet, das durch die Gleichung (3) beschrieben wird. Aus den Gleichungen (2), (3), (6), (8) ergibt es sich, daß im Verlauf der Kristallisation der flüssigen Legierungsprobe oder der flüssigen Reinmetallprobe die Änderungen der berechneten Werte der Temperatur (1) den Prozeß der Abkühlung der flüssigen Probe für den Fall charakterisieren, wo sich keine Umwandlungswärme der Kristallisation L entwickelt, wobei der Differenzbetrag zwischen der wahren Temperatur Ti, die während der Abkühlung und der Kristallisation der flüssigen Probe gemessen wird, und der berechneten Temperatur (1) von der Null bis zum maximalen Wert zum Zeitpunkt τ₂ der Beendigung des Prozesses der Kristallisation zunimmt, dessen Größe zum Verhältnis der Umwandlungswärme der Kristallisation L und der mittleren Wärmekapazität C der flüssigen Probe zueinander proportional ist und als maximaler Differenzbetrag zwischen den Temperaturen ΔT am Ende des Prozesses der Kristallisation der flüssigen Legierungsprobe oder der flüssigen Reinmetallprobe:Since the time τ₂ the completion of the crystallization process, the evolution of the heat of transformation of crystallization L ceases, which corresponds to the condition L = 0, and the process of cooling the solid sample is subordinate to the law described by the equation (3). From equations (2), (3), (6), (8) it follows that in the course of the crystallization of the liquid alloy sample or the liquid pure metal sample, the changes in the calculated values of temperature (1) the process of cooling the liquid Characterize the sample in the case where no heat of transformation of the crystallization L develops, the difference between the true temperature T i measured during the cooling and the crystallization of the liquid sample and the calculated temperature (1) from zero to maximum value at the time τ₂ of the completion of the crystallization process increases, the size of which is proportional to the ratio of the heat of transformation of the crystallization L and the average heat capacity C of the liquid sample to one another and as the maximum difference between the temperatures ΔT at the end of the process of crystallization of the liquid alloy sample or the liquid pure metal sample:
ΔT=T₁-T₀e- α ( t ₂- τ ₀) (9)ΔT = T₁-T₀e - α ( t ₂- τ ₀) (9)
bezeichnet wurde.was designated.
Da durch die Vergrößerung der Fremdstoffmenge in der Legierung oder im Reinmetall eine Änderung der Umwandlungswärme der Kristallisation L der Legierung oder des Reinmetalls sowie der mittleren Wärmekapazität der flüssigen Legierungsprobe oder der flüssigen Reinmetallprobe hervorgerufen wird, wird auch der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT am Ende des Kristallisationsprozesses, welche der flüssigen Probe entspricht, von der Fremdstoffmenge in der Legierung abhängig sein.Because by increasing the amount of foreign matter in the Alloy or in pure metal a change in the heat of transformation the crystallization L of the alloy or Pure metal and the average heat capacity of the liquid Alloy sample or the liquid pure metal sample is also caused, the maximum difference the temperatures ΔT at the end of the crystallization process, which corresponds to the liquid sample, from the amount of foreign matter in the alloy.
Die Eigenschaft des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT am Ende des Kristallisationsprozesses, sich in Abhängigkeit von dem Fremdstoffgehalt der Legierung zu ändern, wurde in der vorliegenden Erfindung zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes ausgenutzt. Das Verfahren wird durch die Bestimmung des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₂ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Probe des Reinmetalls, das die Legierungsbasis bildet, des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₃ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt und des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₄ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt verwirklicht, wobei der quantitative Fremdstoffgehalt der Legierung nach der Formel:The property of the maximum difference of Temperatures ΔT at the end of the crystallization process, depends on the foreign matter content of the alloy was changed in the present invention quantitative determination of the foreign substance content exploited. The procedure is determined by determining the maximum Difference in temperature ΔT₂ at the end of Crystallization process for the liquid sample of the Pure metal, which forms the basis of the alloy, of the maximum Difference in temperature ΔT₃ at the end of Crystallization process for the liquid alloy sample with a known foreign matter content and the maximum Difference in temperature ΔT₄ at the end of Crystallization process for the liquid alloy sample realized with an unknown foreign substance content, where the quantitative impurity content of the alloy according to the formula:
berechnet wird, worin
P% - die unbekannte Fremdstoffmenge in einer Legierung;
K% - die bekannte Fremdstoffmenge in einer Legierung;
ΔT₂ - den maximalen Differenzbetrag der Temperaturen am
Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige
Probe des Reinmetalls, das die Legierungsbasis bildet;
ΔT₃ - den maximalen Differenzbetrag der Temperaturen am
Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige
Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt;
ΔT₄ - den maximalen Differenzbetrag der Temperaturen am
Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige
Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt
bedeuten.is calculated in which
P% - the unknown amount of foreign matter in an alloy;
K% - the known amount of foreign matter in an alloy;
ΔT₂ - the maximum difference in temperature at the end of the crystallization process for the liquid sample of the pure metal that forms the alloy base;
ΔT₃ - the maximum difference in temperature at the end of the crystallization process for the liquid alloy sample with a known foreign matter content;
ΔT₄ - mean the maximum difference in temperature at the end of the crystallization process for the liquid alloy sample with an unknown foreign substance content.
Für die Berechnung des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₃ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt, des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₄ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt und des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₂ am Ende des Prozesses der Kristallisation der flüssigen Probe des Reinmetalls, das die Legierungsbasis bildet, muß der Koeffizient α ermittelt werden, der die Abkühlungsgeschwindigkeit der entsprechenden flüssigen Probe kennzeichnet.For the calculation of the maximum difference the temperatures ΔT₃ at the end of the crystallization process for the liquid alloy sample with a known foreign matter content, the maximum difference the temperatures ΔT₄ at the end of the crystallization process for the liquid alloy sample with a unknown foreign matter content and the maximum difference the temperatures ΔT₂ at the end of the process the crystallization of the liquid sample of the pure metal, that forms the alloy basis, the coefficient α be determined, the cooling rate of the corresponding liquid sample.
Die Ermittlung des Koeffizienten α wird während der Abkühlung der entsprechenden flüssigen Probe in einem Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt τ₀ der Messung der Anfangstemperatur T₀ und dem Zeitpunkt τ₃ der Messung der Temperatur T₆ vorgenommen, deren Wert den Wert der entsprechenden Temperatur T₅ des Beginns des Kristallisationsprozesses für die flüssige Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt, die flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt und die flüssige Probe des Reinmetalls, das die Legierungsbasis (siehe Zeichnung) bildet, immer übersteigt.The coefficient α is determined during the Cooling of the corresponding liquid sample in one Time interval between the time τ₀ the measurement of Initial temperature T₀ and the time τ₃ the measurement the temperature T₆ made, the value of the value of corresponding temperature T₅ of the start of the crystallization process for the liquid alloy sample with a known foreign matter content, the liquid alloy sample with an unknown foreign substance content and the liquid sample of the pure metal that is the alloy base (see drawing) always exceeds.
Die Berechnung des Koeffizienten wird auf der Grundlage des Verhältnisses des Differenzbetrages zwischen dem natürlichen Logarithmus der Anfangstemperatur ln T₀ der entsprechenden flüssigen Probe und dem natürlichen Logarithmus der Temperatur T₆ lnT₆ und des Differenzbetrages zwischen dem Zeitpunkt τ₃ der Messung der Temperatur T₀ zueinander nach der Formel:The calculation of the coefficient is based on the ratio of the difference between the natural logarithm of the initial temperature ln T₀ the corresponding liquid sample and the natural one Logarithm of the temperature T₆ lnT₆ and the difference between the time τ₃ the measurement of the temperature T₀ to each other according to the formula:
vorgenommen, worin
T₆ - die wahre Temperatur der flüssigen Probe, die während
des Abkühlungsprozesses gemessen wird und deren
Wert den Wert der Temperatur T₅ am Beginn des Prozesses
der Kristallisation der entsprechenden flüssigen
Legierungsprobe oder der flüssigen Reinmetallprobe
übersteigt;
τ₃ - den Zeitpunkt der Messung der Temperatur T₆
bedeuten.made in which
T₆ - the true temperature of the liquid sample measured during the cooling process and the value of which exceeds the value of the temperature T₅ at the start of the process of crystallization of the corresponding liquid alloy sample or the pure metal liquid sample;
τ₃ - the time of measuring the temperature T₆
mean.
Nach der Bestimmung des Koeffizienten α für die flüssige Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt, für die flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt und für die flüssige Probe eines Reinmetalls, das die Legierungsbasis bildet, wird seit dem Zeitpunkt τ₀ der Messung der Temperatur T₀ für jede entsprechende flüssige Probe während der Abkühlung und der Kristallisation das Produkt der Multiplikation des Anfangstemperaturwertes T₀ mit einem nach einem Exponenten berechneten Wert errechnet, dessen negative Hochzahl ein Produkt der Multiplikation des Koeffizienten α, der die Abkühlungsgeschwindigkeit jeder flüssigen Probe kennzeichnet, mit dem Wert der Zeit zwischen dem Zeitpunkt τ₀ der Messung der Temperatur T₀ und dem Zeitpunkt der Messung der Temperatur Ti, u.z. (1) darstellt. Anschließend wird für jede entsprechende flüssige Legierungsprobe oder flüssige Reinmetallprobe der Differenzbetrag zwischen dem wahren Wert der Temperatur Ti, die während der Abkühlung und der Kristallisation gemessen wird, und dem berechneten Wert der Temperatur T₀e berechnet, und der DifferenzbetragAfter determining the coefficient α for the liquid alloy sample with a known foreign substance content, for the liquid alloy sample with an unknown foreign substance content and for the liquid sample of a pure metal that forms the alloy base, the temperature T₀ for each corresponding liquid has been measured since the time τ₀ Sample during cooling and crystallization calculates the product of the multiplication of the initial temperature value T₀ by a value calculated according to an exponent, the negative high number of which is a product of the multiplication of the coefficient α, which characterizes the cooling rate of each liquid sample, with the value of the time between the time τ₀ of the measurement of the temperature T₀ and the time of the measurement of the temperature T i , uz (1) represents. Then, for each corresponding liquid alloy sample or liquid pure metal sample, the difference between the true value of the temperature T i measured during cooling and crystallization and the calculated value of the temperature T₀e is calculated, and the difference
Ti-T₀e- τ ₀) (12)T i -T₀e - τ ₀) (12)
der zum Zeitpunkt τi erhalten wurde, wird mit dem Differenzbetrag der Temperaturen verglichen, der zum Zeitpunkt τi-Δτ, welcher dem Zeitpunkt τi vorangeht, erhalten wurde, worin Δτ - einen Abstand zwischen den Zeitpunkten der Messung der Temperatur Ti (siehe Zeichnung) bedeutet. Beim Vergleich der Differenzbeträge der Temperaturen während der Abkühlung jeder flüssigen Probe ermittelt man den maximalen Differenzbetrag der Temperaturen ΔT und stellt man gleichzeitig die wahre Temperatur Ti und den Zeitpunkt τ₂ der Beendigung des Kristallisationsprozesses fest.obtained at time τ i is compared with the difference in temperature obtained at time τ i -Δτ preceding time τ i , where Δτ - a distance between the times of measurement of temperature T i (see Drawing) means. When comparing the differential amounts of the temperatures during the cooling of each liquid sample, one determines the maximum differential amount of the temperatures ΔT and at the same time ascertains the true temperature T i and the point in time τ₂ at the end of the crystallization process.
Nachstehend werden Beispiele für die Bestimmung des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₃ am Ende des Prozesses der Kristallisation der flüssigen Legierungsprobe auf Grundlage von Aluminium mit einem Siliziumgehalt von 10,5% (Beispiel 1) sowie für die Bestimmung des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₂ am Ende des Prozesses der Kristallisation der flüssigen Aluminiumprobe (Beispiel 2), das das Beispiel 3 erläutert angeführt.Below are examples of how the maximum difference in temperature ΔT₃ at the end the process of crystallization of the liquid alloy sample based on aluminum with a silicon content of 10.5% (example 1) and for the determination the maximum difference in temperature the maximum difference in temperature ΔT₂ at the end of the process of crystallization liquid aluminum sample (Example 2), which is Example 3 explained.
Nachstehend werden Beispiele für die quantitative Bestimmung des Siliziumgehaltes (Si %) in Legierungen des Systems Aluminium-Silizium und des Sauerstoffgehaltes in Legierungen des Systems Kupfer-Sauerstoff angeführt.Below are examples of the quantitative Determination of the silicon content (Si%) in alloys of the aluminum-silicon system and the oxygen content in alloys of the copper-oxygen system.
Für die flüssige Legierungsprobe aus Reinaluminium beträgt der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₂ am Ende des Kristallisationsprozesses 238,75°C, und für die flüssige Legierungsprobe des Systems Aluminium- Silizium mit einem bekannten Siliziumgehalt von 10,5% beträgt der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₃ am Ende des Kristallisationsprozesses 227,26°C.For the liquid alloy sample made of pure aluminum is the maximum difference in temperature ΔT₂ at the end of the crystallization process 238.75 ° C, and for the liquid alloy sample of the system aluminum Silicon with a known silicon content of 10.5% is the maximum difference in temperature ΔT₃ at the end of the crystallization process 227.26 ° C.
Betrachten wir die Varianten, wo:Let's look at the variants where:
- a) für eine Legierung des Systems Aluminium-Silizium mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₄ am Ende des Kristallisationsprozesses 232,6°C beträgt. Dabei wird die Siliziummenge in der Legierung mit einem unbekannten Siliziumgehalt wie folgt nach der Formel (10): ermittelt.a) for an alloy of the aluminum-silicon system with an unknown foreign substance content, the maximum difference in temperature ΔT₄ at the end of the crystallization process is 232.6 ° C. The amount of silicon in the alloy with an unknown silicon content is as follows according to formula (10): determined.
- b) für eine Legierung des Systems Aluminium-Silizium mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₄ am Ende des Kristallisationsprozesses 235,12°C beträgt. Dabei wird die Siliziummenge in der Legierung mit einem unbekannten Siliziumgehalt wie folgt ermittelt:b) for an alloy of the aluminum-silicon system with an unknown foreign matter content the maximum difference the temperatures ΔT₄ at the end of the crystallization process Is 235.12 ° C. The amount of silicon in the alloy with an unknown silicon content determined as follows:
In Legierungen des Systems Kupfer-Sauerstoff, wo als Legierungsbasis Kupfer dient, beträgt der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₂ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Reinkupferprobe 230,5°C. Wenn für die flüssige Legierungsprobe mit einem bekannten Sauerstoffgehalt von 0,032% der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₃ am Ende des Kristallisationsprozesses 212,8°C beträgt, so beträgt:In alloys of the copper-oxygen system, where as Alloy base copper is used, the maximum difference is the temperatures ΔT₂ at the end of the crystallization process for the liquid pure copper sample 230.5 ° C. If for the liquid alloy sample with a known Oxygen content of 0.032% of the maximum difference the temperatures ΔT₃ at the end of the crystallization process 212.8 ° C is:
- a) bei dem 223,4°C gleichen maximalen Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₄ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten Sauerstoffgehalt, die Sauerstoffmenge in der Legierung gemäß der Formel (10): a) at the same maximum difference in temperature ΔT₄ at the end of the crystallization process for the liquid alloy sample with an unknown oxygen content, the amount of oxygen in the alloy according to the formula (10):
- b) dem 219,5°C gleichen maximalen Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₄ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten Sauerstoffgehalt, die Sauerstoffmenge in der Legierung:b) the maximum difference equal to 219.5 ° C the temperatures ΔT₄ at the end of the crystallization process for the liquid alloy sample with an unknown Oxygen content, the amount of oxygen in the alloy:
Das erfindungsgemäße Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in einer Legierung kann zur Bestimmung der Menge am Fremdstoff einer Art in einer Legierung, die Fremdstoffe mehrerer Arten, welche sich von dem zu bestimmenden Fremdstoff unterscheiden, enthält, unter der Voraussetzung verwendet werden, wenn der quantitative Gehalt an den zuletzt genannten Fremdstoffen bekannt ist und dem quantitativen Gehalt an Fremdstoffarten entspricht, die sich von dem in der flüssigen Legierungsprobe mit dem bekannten Fremdstoffgehalt zu bestimmenden Fremdstoff unterscheiden. Als flüssige Reinmetallprobe verwendet man die flüssige Probe einer Legierung, die keinen Fremdstoff, dessen Menge bestimmt wird, enthält und die übrige Fremdstoffarten in einem Gehalt hat, die sich von dem zu bestimmenden Fremdstoff unterscheiden, wobei dieser Gehalt dem quantitativen Fremdstoffgehalt der flüssigen Legierungsprobe mit einem bekannten und einem unbekannten Fremdstoffgehalt entspricht. Die Bestimmung der Menge an einem unbekannten Fremdstoff in einer Legierung, die mehrere Fremdstoffarten enthält, wird anhand des Beispiels 5 erläutert.The method according to the invention for quantitative Determination of the foreign matter content in an alloy can be used to determine the amount of foreign matter in a species an alloy containing foreign substances of several types, which differ from the foreign substance to be determined, contains, provided that be used if the quantitative content of the latter foreign substances is known and the quantitative content of foreign substances corresponds to, which differs from that in the liquid Alloy sample with the known foreign matter content differentiate determining foreign substance. As a liquid pure metal sample using the liquid sample of an alloy, the no foreign matter, the amount of which determines is contained and the other types of foreign substances in one Has content that differs from the foreign substance to be determined distinguish, this content the quantitative Foreign matter content of the liquid alloy sample with a corresponds to a known and an unknown foreign substance content. Determining the amount of an unknown Foreign matter in an alloy containing several types of foreign matter contains, is explained using Example 5.
Betrachten wir eine Variante, wo die flüssige Legierung auf der Basis von Aluminium folgende Fremdstoffarten enthält: Silizium, Kupfer, Eisen und Magnesium; dabei ist der quantitative Gehalt an Silizium, Kupfer, Eisen bekannt, und er beträgt entsprechend 5,1%, 6,9%, 0,9%, während der Magnesiumgehalt unbekannt ist. Der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₄ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten quantitativen Magnesiumgehalt beträgt 219,4°C. Wenn bei der flüssigen Probe einer Legierung auf derselben Basis mit einem bekannten Magnesiumgehalt von, z. B. 0,55%, in welcher Legierung der Gehalt an Silizium, Kupfer und Eisen entsprechend 5,1%, 6,9% und 0,9% beträgt, der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₃ am Ende des Kristallisationsprozesses 213,62°C beträgt und bei der flüssigen Probe einer Legierung auf der Aluminiumbasis, in der kein Magnesium enthalten ist und der Gehalt an Silizium, Kupfer und Eisen ebenfalls 5,1%, 6,9% und 0,9% beträgt, der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₂ am Ende des Kristallisationsprozesses 231,73°C beträgt, wird der quantitative Magnesiumgehalt in der Legierung mit einem unbekannten Magnesiumgehalt mittels des Ausdruckes (10):Let us consider a variant where the liquid alloy The following types of foreign substances based on aluminum contains: silicon, copper, iron and magnesium; there is the quantitative content of silicon, copper, iron known, and it is 5.1%, 6.9%, 0.9%, while the magnesium content is unknown. The maximum Difference in temperature ΔT₄ at the end of the crystallization process for the liquid alloy sample with an unknown quantitative magnesium content 219.4 ° C. If with the liquid sample of an alloy on the same basis with a known magnesium content from Z. B. 0.55%, in which alloy the content of silicon, copper and iron corresponding to 5.1%, 6.9% and 0.9%, the maximum difference in temperature ΔT₃ at the end of the crystallization process 213.62 ° C and the liquid sample of an alloy on the aluminum base, in which no magnesium is included and the content of silicon, copper and Iron is also 5.1%, 6.9% and 0.9%, the maximum Difference in temperature ΔT₂ at the end of Crystallization process is 231.73 ° C, the quantitative magnesium content in the alloy with a unknown magnesium content by means of the expression (10):
ermittelt.determined.
Aus den angeführten Beispielen 3 bis 5 folgt, daß zur Bestimmung des quantitativen Fremdstoffgehaltes in einer Legierung der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₄ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Probe der Legierung mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt, der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₂ am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Probe eines Reinmetalls, das die Legierungsbasis bildet, und der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₃ am Ende des Kristallisationsprozesses für die Legierung mit einer bekannten Menge am Fremdstoff derselben Art bestimmt werden müssen. Dabei ist es notwendig, daß die Menge an Fremdstoffen, die sich von dem zu bestimmenden Fremdstoff unterschieden, in sämtlichen entsprechenden flüssigen Proben konstant bleibt.From Examples 3 to 5 it follows that to determine the quantitative foreign matter content in an alloy the maximum difference in temperature ΔT₄ at the end of the crystallization process for the liquid sample of the alloy with an unknown Foreign matter content, the maximum difference in temperature ΔT₂ at the end of the crystallization process for the liquid sample of a pure metal that is the alloy base forms, and the maximum difference in temperature ΔT₃ at the end of the crystallization process for the alloy with a known amount of the foreign matter same type must be determined. It is necessary that the amount of foreign matter that differs from that differentiated to be determined foreign matter, in all corresponding liquid samples remains constant.
Für konkrete Gruppen der Legierungen Metall-Fremdstoff kann die Bestimmung des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₂ am Ende des Kristallisationsprozesses für die Reinmetallprobe und des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₃ am Ende des Kristallisationsprozesses für die Legierung mit einem bekannten Fremdstoffgehalt nur einmal vorgenommen werden, und die gewonnenen Werte der maximalen Differenzbeträge der Temperaturen ΔT₂ und ΔT₃ können als Normale verwendet werden. Zur Bestimmung eines unbekannten quantitativen Fremdstoffgehaltes in einer Legierung muß somit die flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt entnommen, die Temperatur der flüssigen Probe während der Abkühlung und der Kristallisation gemessen, der maximale Differenzbetrag der Temperaturen ΔT₄ am Ende des Kristallisationsprozesses ermittelt und der quantitative Fremdstoffgehalt nach der Formel (10) berechnet werden. Zur Ausführung der Berechnungen und zur Speicherung der Normalwerte des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₂ am Ende des Prozesses der Kristallisation von Reinmetall und des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen ΔT₃ am Ende des Prozesses der Kristallisation der Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt sind gerätetechnische Mittel und Programmierhilfen der Rechentechnik zu verwenden, welche gleichzeitig die Schnelligkeit bei der Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in einer Legierung erhöhen.For specific groups of metal-foreign matter alloys can determine the maximum difference the temperatures ΔT₂ at the end of the crystallization process for the pure metal sample and the maximum difference the temperatures ΔT₃ at the end of the crystallization process for the alloy with a known Foreign matter content can only be made once, and the obtained values of the maximum differential amounts of the temperatures ΔT₂ and ΔT₃ can be used as normal will. To determine an unknown quantitative Foreign matter content in an alloy must therefore be the liquid Alloy sample with an unknown foreign matter content taken the temperature of the liquid sample during cooling and crystallization measured, the maximum difference in temperature ΔT₄ am End of the crystallization process and the quantitative foreign substance content calculated according to formula (10) will. To perform the calculations and Storage of the normal values of the maximum difference the temperatures ΔT₂ at the end of the process Crystallization of pure metal and the maximum difference the temperatures ΔT₃ at the end of the process crystallization of the alloy sample with a known one Foreign matter content is technical equipment and To use programming aids in computing technology at the same time the speed in determining the Increase foreign matter content in an alloy.
Die Berechnung des Koeffizienten α, der die Abkühlungsgeschwindigkeit der entsprechenden flüssigen Probe kennzeichnet, der Differenzbeträge der Temperaturen Ti-T₀e- α ( τ - τ ₀) und die Bestimmung des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen am Ende des Kristallisationsprozesses für die flüssige Legierungsprobe mit einem bekannten Fremdstoffgehalt, die flüssige Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt und die flüssige Reinmetallprobe werden nach einem Programmierverfahren mittels eines Mikrorechners vorgenommen, wobei je kleiner der Abstand Δτ zwischen den Messungen der wahren Temperatur Ti der flüssigen Legierungsprobe oder der flüssigen Reinmetallprobe während der Abkühlung und der Kristallisation ist, desto höher ist die Genauigkeit der Ermittlung des maximalen Differenzbetrages der Temperaturen am Ende des Kristallisationsprozesses.The calculation of the coefficient α, which characterizes the cooling rate of the corresponding liquid sample, the difference amounts of the temperatures T i -T₀e - α ( τ - τ ₀) and the determination of the maximum difference amount of the temperatures at the end of the crystallization process for the liquid alloy sample with a known one Foreign matter content, the liquid alloy sample with an unknown foreign matter content and the liquid pure metal sample are carried out according to a programming method using a microcomputer, the smaller the distance Δτ between the measurements of the true temperature T i of the liquid alloy sample or the liquid pure metal sample during cooling and crystallization , the higher the accuracy of determining the maximum difference in temperature at the end of the crystallization process.
Die Verwendung des Verfahrens zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in einer Legierung gewährleistet eine Verminderung der Anzahl von Entnahmen der flüssigen Legierungsprobe mit einem unbekannten Fremdstoffgehalt, z. B. bei der quantitativen Schnellbestimmung des Fremdstoffgehaltes in einer Legierung während des Schmelzprozesses unter Bedingungen eines Industriebetriebes, sowie eine Verkürzung der Gesamtzeit für die Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in einer flüssigen Legierung.The use of the method of quantitative determination the foreign matter content in an alloy a decrease in the number of withdrawals the liquid alloy sample with an unknown Foreign matter content, e.g. B. in quantitative quick determination the foreign matter content in an alloy during the melting process under the conditions of an industrial company, as well as a reduction in total time for the determination of the foreign matter content in a liquid Alloy.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur quantitativen Bestimmung des Fremdstoffgehaltes in einer Legierung in der Hüttenindustrie und im Gießereiwesen gestattet es, eine Regelung des Fremdstoffgehaltes in einer flüssigen Legierung unmittelbar während des Schmelzprozesses vorzunehmen, die Legierungsqualitität in Gußstücken zu verbessern, den Verbrauch an Einsatzstoffen zu vermindern sowie den Verbrauch, an zur Raffination einer flüssigen Legierung zu verwendenden Materialien zu regeln.The use of the inventive method for quantitative determination of the foreign matter content in a Alloy in the iron and steel industry and foundry allows regulation of the foreign matter content in a liquid alloy immediately during the melting process make the alloy quality in castings to improve the consumption of input materials reduce as well as the consumption, to refine one to regulate the liquid alloy to be used.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/SU1987/000049 WO1988008531A1 (en) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | Method of determining the quantitative content of admixture in an alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3790942C2 true DE3790942C2 (en) | 1991-05-16 |
Family
ID=21617100
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE873790942T Pending DE3790942T1 (en) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | METHOD FOR THE QUANTITATIVE DETERMINATION OF THE FOREIGN CONTENT IN AN ALLOY |
| DE3790942A Expired - Fee Related DE3790942C2 (en) | 1987-04-24 | 1987-04-24 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE873790942T Pending DE3790942T1 (en) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | METHOD FOR THE QUANTITATIVE DETERMINATION OF THE FOREIGN CONTENT IN AN ALLOY |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01503085A (en) |
| DE (2) | DE3790942T1 (en) |
| GB (1) | GB2213355B (en) |
| WO (1) | WO1988008531A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4300495A1 (en) * | 1993-01-13 | 1994-07-14 | Herbst Bremer Goldschlaegerei | Procedure for testing dental casting materials |
| DE19619477C2 (en) * | 1995-05-16 | 2000-09-28 | Kimura Foundry Co | Method for checking the properties of molten cast iron |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3331408B2 (en) * | 1999-02-24 | 2002-10-07 | メタルサイエンス有限会社 | A method for measuring magnesium content in molten aluminum alloy |
| CN101303319B (en) * | 2007-05-09 | 2010-05-19 | 中国科学院金属研究所 | Texture thinning effect thermal analysis test method and apparatus for magnesium and magnesium alloy deteriorative processing |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2176011A (en) * | 1985-05-10 | 1986-12-10 | Magyar Optikai Muevek | Method of and system for investigating thermal transformation |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2059852A5 (en) * | 1970-06-29 | 1971-06-04 | Qualitats Edelstahl Komb | Indirect determination of major components of fused alloy |
| AT321343B (en) * | 1973-02-01 | 1975-03-25 | Ableidinger K Dr & Co | Procedure for determining the purity of steel |
-
1987
- 1987-04-24 DE DE873790942T patent/DE3790942T1/en active Pending
- 1987-04-24 DE DE3790942A patent/DE3790942C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-04-24 JP JP62504972A patent/JPH01503085A/en active Pending
- 1987-04-24 WO PCT/SU1987/000049 patent/WO1988008531A1/en active Application Filing
-
1988
- 1988-12-20 GB GB8829634A patent/GB2213355B/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2176011A (en) * | 1985-05-10 | 1986-12-10 | Magyar Optikai Muevek | Method of and system for investigating thermal transformation |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4300495A1 (en) * | 1993-01-13 | 1994-07-14 | Herbst Bremer Goldschlaegerei | Procedure for testing dental casting materials |
| DE4300495B4 (en) * | 1993-01-13 | 2004-12-02 | BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. | Procedure for testing dental casting materials |
| DE19619477C2 (en) * | 1995-05-16 | 2000-09-28 | Kimura Foundry Co | Method for checking the properties of molten cast iron |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1988008531A1 (en) | 1988-11-03 |
| GB8829634D0 (en) | 1989-03-08 |
| DE3790942T1 (en) | 1989-05-03 |
| JPH01503085A (en) | 1989-10-19 |
| GB2213355A (en) | 1989-08-16 |
| GB2213355B (en) | 1991-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2516685B1 (en) | Control of the converter process by means of exhaust gas signals | |
| DE3790942C2 (en) | ||
| DE2637421C2 (en) | Method and device for indicating the end of pouring when pouring metals from casting vessels | |
| DE2444201C3 (en) | Device for the continuous extraction of a multiphase mixture for the analysis of mixture-gas components | |
| DE69835857T2 (en) | Method for analytically detecting oxygen for each oxide form | |
| EP0094907B1 (en) | Method of measuring the oxidizing rate of molten metal | |
| DE2315739B2 (en) | Concentration chain for rapid quantitative analysis of the content of metallic aluminum in molten Al-containing alloys | |
| DE2755587C2 (en) | Device for the rapid determination of the forms of binding of gases such as oxygen or nitrogen in solid or liquid small metal samples | |
| DE2258490C3 (en) | Method and device for measuring temperature differences on metal surfaces | |
| DE1798222B1 (en) | PROCEDURE FOR DETERMINING THE OXYGEN CONTENT OF METAL IN PARTICULAR STEEL MELT | |
| DE102010008839B4 (en) | Method for the determination of carbon in cast iron | |
| EP2423336B1 (en) | Method for controlling the temperature of the metal bath during the blowing process in a converter | |
| DE1508919B1 (en) | Arrangement of a thermosensitive element in a cooled continuous casting mold | |
| DE2033574B2 (en) | Method and device for the rapid determination of the oxygen and carbon content of metal, in particular molten steel | |
| DE3733200C2 (en) | Method for the rapid determination of ternary solution compositions | |
| DE2821352A1 (en) | PROCEDURE AND APPROPRIATE EQUIPMENT FOR PREDICTING METALLOGRAPHIC STRUCTURES | |
| DE2825381A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC DETERMINATION OF TEMPERATURES CRITICAL FOR CORROSION | |
| EP0249573A2 (en) | Method and apparatus for the slag-free emptying of ladles | |
| EP0982089A1 (en) | Process for die-casting or thixoforming control | |
| DE3200007A1 (en) | Method and device for testing metallic samples for examination by spectral analysis | |
| DE1959923C3 (en) | Method for determining the carbon content of molten steel | |
| DE4345163C2 (en) | Method for measuring the supersaturation of solutions of solid substances in liquids | |
| DE1598830A1 (en) | Method and device for determining the final carbon content of a steel melt | |
| DE3146360A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE MOLDING LEVEL IN CONTINUOUS MOLDING | |
| Martin | The need for fast, dynamic measurement techniques in understanding and controlling the casting process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |