RU2052810C1 - Способ определения содержания газов в жидких металлах - Google Patents
Способ определения содержания газов в жидких металлах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2052810C1 RU2052810C1 SU5026202A RU2052810C1 RU 2052810 C1 RU2052810 C1 RU 2052810C1 SU 5026202 A SU5026202 A SU 5026202A RU 2052810 C1 RU2052810 C1 RU 2052810C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas content
- sample
- liquid metal
- acoustic emission
- content
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
Использование: для анализа содержания газов в жидких металлах. Цель - обеспечение экспрессности при упрощении методики анализа за счет исключения времени, необходимого для подготовки пробы и автоматизации процесса обработки результатов. Первоначально после отбора в тигель жидкой пробы металла с известным содержанием, газов определяют суммарную акустическую эмиссию за время кристаллизации и устанавливают ее зависимость от содержания газов в жидком металле. В последующем для исследуемой пробы жидкого металла измеряют суммарную акустическую эмиссию за время кристаллизации и определяют содержание газа по ранее полученной зависимости. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии и предназначено для анализа содержания газов в жидких металлах. Оно может быть использовано для определения содержания водорода в расплавах алюминия и его сплавах.
В качестве аналога выбран метод, основанный на отсекании из общей массы калиброванного объема жидкого металла и его анализа. Отсекаемый объем помещают в установку, где экстрагируют водород через пористый палладиевый фильтр в аналитическую часть вакуумной установки и по его количеству определяют его содержание в пробе.
Несмотря на то, что метод считается экспрессным, минимальное время для его реализации около 30 мин, он требует сложного оборудования и квалифицированного обслуживания. Кроме того, в связи с невозможностью полной экстракции водорода из пробы он имеет низкую точность определения растворенного водорода.
В качестве прототипа выбран метод первого пузырька, или метод Гудченко, основанный на идентичности в равновесных условиях давления газов в жидком металле и над расплавом. Это достигается тем, что в камере, где помещается проба с жидким металлом, давление снижается до появления первых пузырьков газа и по давлению при данной температуре определяют количество растворенного водорода. Однако метод Гудченко обладает рядом недостатков: он субъективен в оценке появления первого пузырька, требует специального оборудования. Кроме того, он не точен, т.к. длительная подготовка расплава к анализу приводит к попаданию в расплав влаги и посторонних примесей, что искажает результаты анализа.
Цель изобретения обеспечение экспрессности при упрощении методики за счет исключения времени, необходимого для подготовки пробы и автоматизации процесса обработки результатов.
Поставленная цель достигается тем, что в способе определения содержания газа в жидких металлах, заключающемся в отборе жидкой пробы в тигель и определении содержания газов по параметрам пробы, на пробах с известным содержанием газа определяют суммарную акустическую эмиссию за время кристаллизации и устанавливают ее зависимость от содержания газов. Затем для исследуемой пробы измеряют суммарную акустическую эмиссию за период кристаллизации и определяют содержание газа по ранее полученной зависимости.
Основанием для предлагаемого акусто-эмиссионного способа является известный способ, согласно которому кристаллизация металлов сопровождается генерацией импульсов акустической эмиссии. Насыщение расплава инертными газами и водородом приводит к усилению интенсивности сигналов АЭ. Для алюминиевых сплавов характерно присутствие в расплавах растворенного водорода, составляющего до 90% от объема всех растворенных газов, который остается в объеме слитка и приводит к образованию пористости. Образование пор сопровождается возникновением упругих напряжений и генерацией дополнительных импульсов. На основании приведенных исследований существует корреляция между суммарной эмиссией при кристаллизации и содержанием водорода в составе пробы.
Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что оно отличается от известного тем, что в исследуемой пробе определяют уровень акустической эмиссии, по которому на основе номограммы судят о концентрации газов в жидком металле. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".
На фиг. 1 представлена схема установки для реализации способа определения содержания газов в жидких металлах; на фиг. 2 графики, подтверждающие количественную связь акустической эмиссии с содержанием водорода в пробе; на фиг. 3 номограмма, отражающая зависимость акустической эмиссии от концентрации водорода в сплаве.
Установка для осуществления способа содержит ячейку 1, которая представляет собой стальной конический стакан емкостью 50 см3, выполненный как одно целое с волноводом 2, преобразователь 3 (ППЭ) с частотным диапазоном 20-200 кГц и усилением 70-76 дБ, который переводит механические колебаний в электрические импульсы, предусилитель 4, акусто-эмиссионный прибор 5 (АФ-15 "Аргус"), который выполняет функции счетчика числа импульсов за интервалы времени. Для записи информации в аналоговом виде использован графопостроитель 6 для записи информации в цифровом виде использован цифро-печатающее устройство 7 (Ц68000 к), для визуального восприятия использован осциллограф 8, для регистрации температуры потенциометр 9 (КСП 4).
Предлагаемый способ определения газов в жидких металлах реализован на примере определения водорода в жидких алюминиевых сплавах марок АВ"в" и АМг6.
Расплавленный металл заливают в ячейку 1, после начала процесса кристаллизации включают акусто-эмиссионный прибор 5. Акустические сигналы, сопровождающие процесс кристаллизации, по волноводу 2 через преобразователь 3 и предусилитель 4 поступают на акусто-эмиссионный прибор 5. По данным ЦПУ 7 подсчитывают сумму импульсов за интервал времени 10 с и строят графики зависимости суммарной акустической эмиссии от времени кристаллизации. В качестве показателя суммарной акустической эмиссии принимают уровень горизонтального участка графика, соответствующий окончанию процесса кристаллизации. Исследования показали зависимость акустической эмиссии от содержания в пробе растворенного водорода.
На фиг. 2 на примере АЭ исследований АВ"в" и АМг6 показано, что вакуумирование расплава до 10-2 мм рт.ст. ведет к уменьшению интенсивности сигналов АЭ 1 сплав АВ"в", содержание Н2 28 см3/100 г; 2 сплав АМг6, содержание Н2 50 см3/100 г; 3 сплав АМг6, содержание Н2 0,22 см3/100 г; 4 сплав АВ"в", содержание Н2 0,1 см3/100 г). Исследование АЭ методом образцов с известным содержанием водорода, определенным арбитражным методом, позволило получить номограмму, устанавливающую связь эмиссии с концентрацией водорода в пробе (фиг 3). Это позволяет по полученному значению уровня акустической эмиссии на номограмме определять концентрацию водорода в жидком металле (см3 на 100 г).
Номограмму зависимости уровня акустической эмиссии от концентрации водорода в жидком металле для каждого сплава получают по эталонным образцам с известным содержанием водорода. Точность анализа исследуемой пробы по предлагаемой методике определяется в значительной степени и точностью определения водорода в образцах арбитражным способом. В нашем случае она составила 0,1 см3/100 г.
Использование предлагаемого способа определения газов в жидких металлах по сравнению с существующими способами обеспечивает упрощение способа определения газов в жидких металлах за счет исключения операций из технологической цепочки и исключение дорогостоящего оборудования. Значительно повышается экспрессность определения газов в жидких металлах. Время анализа определяется периодом затвердевания пробы, что составляет 2-3 мин.
Claims (1)
- СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГАЗОВ В ЖИДКИХ МЕТАЛЛАХ, заключающийся в том, что исследуют пробу жидкого металла, по которой судят о содержании газов в жидком металле, отличающийся тем, что сначала для эталонных проб жидкого металла с известным содержанием газа регистрируют зависимости суммарной акустической эмиссии в процессе остывания за время кристаллизации от содержания в них газов, затем для пробы с исследуемым жидким металлом получают зависимость суммарной акустической эмиссии за время кристаллизации в процессе остывания, по которой судят о содержании газа в жидком металле.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5026202 RU2052810C1 (ru) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | Способ определения содержания газов в жидких металлах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5026202 RU2052810C1 (ru) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | Способ определения содержания газов в жидких металлах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2052810C1 true RU2052810C1 (ru) | 1996-01-20 |
Family
ID=21596339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5026202 RU2052810C1 (ru) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | Способ определения содержания газов в жидких металлах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2052810C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665360C1 (ru) * | 2017-08-01 | 2018-08-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛАЭС" | Универсальный волновод сигналов акустической эмиссии |
-
1992
- 1992-01-10 RU SU5026202 patent/RU2052810C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 277381, кл. G 01N 7/14, 1971. Чернега В. И. и др. Газы в цветных металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1982, с.120-123. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665360C1 (ru) * | 2017-08-01 | 2018-08-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛАЭС" | Универсальный волновод сигналов акустической эмиссии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ATE59475T1 (de) | Vorrichtung zur analyse eines gases in einer metallschmelze. | |
RU2052810C1 (ru) | Способ определения содержания газов в жидких металлах | |
ATE24969T1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur porenanalyse. | |
Anyalebechi | Techniques for determination of the Hydrogen Content in Aluminium and its Alloys—A Review | |
RU2307348C1 (ru) | Устройство для определения содержания газов в жидких металлах | |
US3681972A (en) | Process and device for determining the oxygen concentration in metal melts | |
RU2020476C1 (ru) | Способ определения долговечности образцов из композиционных материалов | |
RU2345355C1 (ru) | Способ определения неоднородности металла и устройство для его осуществления (варианты) | |
JPS642210B2 (ru) | ||
US3251217A (en) | Determination of gases in metals | |
SU443287A1 (ru) | Способ измерени пористости | |
GB1350248A (en) | Method and apparatus for the determination of the oxygen content of metal melts | |
RU95101299A (ru) | Способ определения состава газовой смеси | |
SU1183861A1 (ru) | Способ определени вли ни пористости материала на его ползучесть при сжатии | |
US5405121A (en) | Apparatus to indicate the oxygen content of molten copper using the vibration signal of a graphite rod immersed into the molten metal | |
GB2040750A (en) | Molten metal sampler | |
JP3128027B2 (ja) | 希土類フッ化物中の酸素の分析方法 | |
JP2648925B2 (ja) | 溶鋼中の水素分析方法および装置 | |
SU859857A1 (ru) | Пробоотборник жидкого металла | |
ATE384259T1 (de) | Vorrichtung und verfahren um eine elektrochemische analyse zu machen | |
SU1745773A1 (ru) | Способ контрол качества капелей в пробирном анализе | |
JPH0140954B2 (ru) | ||
SU1155911A1 (ru) | Способ исследовани процесса растекани расплавов по поверхности твердого тела | |
SU1260796A1 (ru) | Способ определени содержани углерода в металлах | |
SU1089487A1 (ru) | Способ определени кавитационной стойкости металлических материалов |