SU381996A1

SU381996A1 - METHOD FOR DETERMINING THE CONTENT OF SILICON IN IRON-CARBON ALLOYS

Info

Publication number: SU381996A1
Application number: SU1611938A
Authority: SU
Priority date: 1971-01-11
Filing date: 1971-01-11
Publication date: 1973-05-22

Description

1one

Изобретение относитс к технике контрол содержани элементов в железоуглеродистых сплавах, в частности кремни в чугунах, и может быть использовано в литейных цехах- машиностроительных предпри тий.The invention relates to a technique for monitoring the content of elements in iron-carbon alloys, in particular silicon in cast iron, and can be used in foundry shops of machine-building enterprises.

Известны различные способы определени примесей в Fe-С сплавах и, в частности, кремни в чугунах. Наиболее распространенными из них вл ютс химический и спектральный анализ.Various methods are known for the determination of impurities in Fe – C alloys and, in particular, silicon in iron. The most common of these are chemical and spectral analysis.

Однако эти способы или трудоемки, как первый, или требуют дорогосто щего оборудовани , как второй. В услови х производства дл целей управлени плавкой эти способы не обеспечивают экспресности анализа, например , но кремнию, поэтому на большинстве предпри тий кремний контролируют по излому клиновой пробы, определ содержание его «на глаз по величине отбела. Так как этот способ неопределенен, то он непригоден дл автоматизации производства и, следовательно , сдерживает внедрение последней.However, these methods are either time consuming, as the first, or require expensive equipment, as the second. Under production conditions, for the purpose of controlling melting, these methods do not provide an express analysis, for example, but silicon, therefore, in most enterprises, silicon is monitored by a fracture of a wedge sample, its content is determined by the amount of chill. Since this method is uncertain, it is unsuitable for automation of production and, therefore, hinders the implementation of the latter.

Эти недостатки отсутствуют при контроле металла с помощью термического анализа, базирующегос на использовании взаимосв зи между температурными остановками кривой охлаждени и содержанием в металле элементов . Отличительными особенност ми известного метода вл ютс следующие приемы: заливка металла в одну пробницу с установленной в нее термопарой; фиксаци температуры ликвидус или же и ликвидус и солидус охлаждаемой пробы; сравнение зафиксированной температуры ликвидус или разности температур ликвидус и солидус одной пробы с соответствующими точками диаграммы состо ни контролируемого сплава.These drawbacks are absent in the control of the metal using thermal analysis based on the use of the relationship between the temperature stops of the cooling curve and the content of elements in the metal. Distinctive features of the known method are the following methods: pouring metal into one test probe with a thermocouple installed in it; fixing the temperature of the liquidus or the liquidus and solidus of the cooled sample; Comparison of the fixed liquidus temperature or the difference between the liquidus temperature and the solidus of one sample with the corresponding points of the state diagram of the alloy being tested.

Однако при контроле чугуна, содерх ащего и углерод, и кремний, известный способ неHowever, in the control of cast iron, containing both carbon and silicon, the known method does not

обеспечивает избирательности, так как температура ликвидус измен етс в зависимости от содержани и углерода, и кремни , поэгому в чугунах с помощью этого метода фиксируетс не углерод, а углеродный эквивалент.provides selectivity, since the liquidus temperature varies depending on the content of carbon and silicon, therefore, in the cast iron, using this method, it is not carbon that is fixed, but carbon equivalent.

С целью повышени точности определени содержани кремни в сплаве по предлагаемому способу определ ют разность температур солидус двух охлал-сдаемых проб из одной и той же порции металла, в одной из которыхIn order to improve the accuracy of determining the silicon content in the alloy, the proposed method determines the temperature difference between the solidus of two cooled samples from the same batch of metal, in one of which

происходит превращение по стабильной системе , а в другой - по метастабильной, например , за счет разной скорости охлал дени металла в пробницах, например при изготовлении одной из них из стержневой смеси, а другой - из металлической, и сравнени зафиксированной разности с разностью, соответствующей состо нию данного сплава.transformation occurs in a stable system, and in another - metastable, for example, due to different speeds, metal is cooled in probes, for example, when one of them is made from core mixture, and the other is made of metal, and compared the difference this alloy.

Металл заливают в две пробницы, выполненные , например, из разных по теплопроводности материалов с установкой в каждую изThe metal is poured into two probes, made, for example, from different thermal conductivity materials with installation in each of

них по термопаре, гор чий спай которой защищен огнеупорным колпачком, например кварцевым, установленным /T,O заливки в пробницу , так, чтобы гор чий спай находилс в центре пробы или вблизи него. Термопара используетс многократно, а колпачок-однократно . Холодные спаи термопар присоедин ютс к самопишущим приборам, щкалы которых градуированы в границах возможных значений температур солидус стабильной и метастабильной системы превращений. По зафиксированной разности температур солидус путем сравнени ее с кривой, характеризующей состо ние контролируемого сплава, определ етс содержание искомого элемента, например кремни .they are thermocouple, the hot junction of which is protected by a refractory cap, e.g. The thermocouple is reused and the cap once. The cold junctions of thermocouples are attached to self-recording instruments, whose scales are graded within the limits of possible values of solidus temperatures of a stable and metastable transformation system. From the fixed temperature difference of the solidus, by comparing it with a curve characterizing the state of the controlled alloy, the content of the desired element, such as silicon, is determined.

Заливка металла в две пробницы осуществл етс или одновременно, например двухносковой ковщевой ложкой, или последовательно, например, одной обычной ложкой из одной и той же порции металла.The metal is poured into two test tubes either at the same time, for example, with a double-sided scoop, or sequentially, for example, with one ordinary spoon from the same portion of the metal.

В чугунах соизмеримые по содержанию с кремнием элементы, а именно углерод и марганец , не измен ют существенно положение температур солидус, а измен ющие ее .ощутиМО , например, никель или хром в обычных чугунах наход тс в небольших количествах. Поэтому при учете их вли ни по наиболее веро тному значению дл данного сплава остаточное вли ние их на температуры солидус при небольших отклонени х также несущественен .In cast iron, elements comparable in content with silicon, namely carbon and manganese, do not significantly change the position of the solidus temperature, and changing it visibly, for example, nickel or chromium in ordinary cast iron are in small quantities. Therefore, when taking into account their effect on the most probable value for this alloy, their residual effect on solidus temperatures with small deviations is also insignificant.

При таком положении обеспечиваетс избирательность метода, например, по кремнию дл чугунов, например серых.In this position, the selectivity of the method is ensured, for example, over silicon for cast irons, for example gray.

Основным условием воспроизводимости метода дл данного сплава вл етс посто нство прин той скорости охлаждени металла во всех замерах данной пробницы.The main condition for the reproducibility of the method for this alloy is the constancy of the adopted metal cooling rate in all measurements of this probe.

Дл определени содержани кремни в серых чугунах металл заливаетс в лробницы при температуре не ниже 1300°С. Скорость охлаждени металла дл получени стабильной системы превращени достигаетс путем заливки металла в пробницу из стержневой смеси, полость дл пробы которой имеет диаметр 50 мм, высоту 100-120 мм.To determine the silicon content in gray cast iron, the metal is poured into the laboratory at a temperature not lower than 1300 ° C. The rate of cooling of the metal to obtain a stable system of transformation is achieved by pouring the metal into the probe from the core mixture, the sample cavity of which has a diameter of 50 mm, a height of 100-120 mm.

Дл получени метастабильной системы подбираетс пробница, котора обеспечивает скорость охлаждени пробы не ниже 100- 120°С в 1 мин.In order to obtain a metastable system, a test probe is selected, which provides a sample cooling rate not lower than 100-120 ° C per minute.

Предмет изобретени Subject invention

Способ определени содержани кремни в железоуглеродистых сплавах путем построени тарировочного графика зависимости температуры фазовых превращений от содержани кремни и последующего сравнени результатов измерени температуры фазовых превращений с тарировочным графиком, отличающийс тем, что, с целью повышени точности определени содержани кремни в сплаве, две порции расплава подвергают охлаждению с различной скоростью и содержание кремни определ ют по разности температур солидуса.A method for determining silicon content in iron-carbon alloys by constructing a calibration graph of the temperature of phase transformations on silicon content and then comparing the results of measuring the temperature of phase transformations with a calibration schedule characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the silicon content in the alloy, two batches of the melt are cooled The silicon content is determined at different rates by the difference in solidus temperature.