SU440209A1 - Способ определени скорости кристаллизации расплавов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области экспериментального исследовани  процессов затвердевани  отливок в литейном производстве, металлургии и другим област м производства, св занным с процессом кристаллизации металлов и неметаллов.

Известны способы экспериментального изучени  процесса затвердевани  отливок с использованием избыточного гидростатического давлени .

Однако известные способы не всегда могут обеспечить необходимую точность результатов и оказываютс  непригодными при исследовании процесса затвердевани  сплавов с большим интервалом кристаллизации.

Цель изобретени  состоит в разработке способа , который позволил бы непосредственно в процессе формировани  отливки контролировать скорость кристаллизации расплава во времени, исключа  последующие операции.

Это достигаетс  тем, что на литейную форму с расплавом, помещенную в автоклав, накладывают избыточное гидростатическое давление и с момента образовани  зародыщей твердой фазы и до полного затвердевани  отливки скорость кристаллизации определ ют по изменению давлени  в автоклаве, вызванного резким изменением объема металлических и неметаллических материалов при переходе их из жидкого состо ни  в твердое.

Скорость кристаллизации расплавов определ ют следующим образом. В автоклаве с внутренним нагревом, системой охлаждени  и литейной формой с жидким материалом создают избыточное гидростатическое давление. Величина давлени  в зависимости от объема исследуемого расплава и температуры кипени  жидкой среды, передаюп1ей давление, находитс  в пределах от 100 до 500 атм. Давление предварительно измер ют поршневым манометром . Температуру расплава и формы определ ют с помон;ью термопар, введенных в автоклав. Иосле стабилизации заданной температуры

жидкого материала и давлени  в автоклаве включают систему охлаждени  дл  создани  процесса затвердевани  отливки. При понижении температуры жидких материалов и затвердевщей отливки происходит плавное

уменьщение давлени  в автоклаве. При переходе материалов из жидкого состо ни  в твер-. дое в зависимости от того, с каким объемным эффектом кристаллизуетс  расплав, происходит уменьщение или увеличение объема затвердевающей отливки, что в свою oчepeд вызывает резкое изменение давлени  в автоклаве . Этот объемный скачок от начала кристаллизации до полного затвердевани  отливки измер етс  осциллографом, подключенным

к манганиновому манометру. По осциллограмме кривой давлени  при заданной согласно эксиерименту скорости теплоотвода на границе расплав-форма определ ют скорость кристаллизации металлов и неметаллических материалов во времени.

Дл  получени  большей чувствительности в измерении давлени  примен ют дифференциальный метод включени  манганинового манометра в сочетании с поршневым. Термическое расширение или сжатие среды, передающей давление, не вли ет на погрешность измерени  давлени , так как она находитс  в одинаковых услови х с исследуемым расплавом .

Предмет изобретени 

Способ определени  скорости кристаллизации расплавов с использованием избыточного гидростатического давлени , отличаюшийс  тем, что, с целью улучшени  изучени  процессов кристаллизации и затвердевани  расплавов , скорость роста твердой фазы в объеме кристаллизующегос  расплава с момента образовани  кристаллических зародышей и до полного затвердевани  отливки определ ют по изменению давлени  над расплавом, причем с увеличением скорости падени  давлени  увеличиваетс  скорость роста твердой фазы.