SU757948A1

SU757948A1 - Device for determining casting properties of metals and alloys

Info

Publication number: SU757948A1
Application number: SU782638376A
Authority: SU
Inventors: Raul G Gvetadze; Ushangi S Mikadze; Valerian V Akhvlediani; Tengiz L Gendzekhadze; Guram D Mumladze; Izolda S Mikadze; Mikhail R Eligulashvili
Original assignee: Gruzinsk Polt Inst; Kutaisskij Avtomobilnyj Z Im G
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1978-06-26
Publication date: 1980-08-23

Description

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано в металлургии и литейноь^ производстве для измерения кристал- 5 лиэационного давления и усилий в процессе структурных превращений и остывания сплава.The invention relates to the field of technical physics and can be used in metallurgy and foundry production to measure the crystal pressure and effort in the process of structural transformations and cooling of the alloy.

Известно устройство для определения литейных свойств металлов и спла-(0 вов, содержащие сырую форму с колиброванным каналом, измерительную головку с водяным охлаждением, включающую кварцевый пьезокристалл и регистрирующее устройство [ί] · (5A device is known for determining the casting properties of metals and alloys (0, which contain a raw form with an oscillation channel, a measuring head with water cooling, including a quartz piezocrystal and a recording device [ί] · (5

Основным недостатком этого устройства является то, что при измерении низкочастотных усилий имеет место самопроизвольное убывание или растекание электрического заряда, что ски~20 жает точность измерений.The main disadvantage of this device is that when measuring low-frequency efforts, there is a spontaneous decrease or spread of the electric charge, which ski ~ 20 compresses the accuracy of measurements.

Наиболее близким техническим решением является устройство для определения литейных свойств металлов и сплавов, включающее форму, выпол- 25 ненную в виде калиброванного канала, концевые отверстия которого закрыты пробками, причем одна выполнена неподвижной, а другая - подвижной и соединена с регистрирующим устрой2The closest technical solution is a device for determining the casting properties of metals and alloys, including a shape made in the form of a calibrated channel, the end openings of which are closed with stoppers, one made stationary and the other mobile and connected to a recording device 2

ством через тормозящий механизм, который выполнен в виде герметического сосуда, заполненного жидкостью и жестко связанного с формой, при этом одна стенка сосуда' выполнена эластичной и в. нее упирается подвижная пробка через' поршень, а .емкость снабжена датчиком давления, например, трубкой Бурдона, заполненной той же жидкостью и связанной с регистрирующим устройством Щ .through a braking mechanism, which is made in the form of a hermetic vessel filled with liquid and rigidly connected with the form, with one wall of the vessel made elastic and c. It is supported by a movable tube through the piston, and the tank is equipped with a pressure sensor, for example, a Bourdon tube filled with the same liquid and connected to a recording device, U.

Однако это устройство не позволяет измерять напряжения в процессе структурных превращений и остывания металла.However, this device does not allow to measure stresses in the process of structural transformations and metal cooling.

Целью изобретения является определение знакопеременных напряжений при фазовых превращений и термической усадке на любой стадии от начала кристаллизации до остывания.The aim of the invention is the determination of alternating stresses during phase transformations and thermal shrinkage at any stage from the onset of crystallization to cooling.

Для этого корпус снабжен жестко закрепленными торцевой стенкой и перегородкой с отверстиями, размещенной со стороны подвижной пробки, а тормозящий механизм заключен между ними, при этом между подвижной пробкой и поршнем установлен шток, пропущенный сквозь перегородку, который имеет регулируемый упор и скобу, свя3For this purpose, the housing is provided with rigidly fixed end wall and a partition with holes placed on the side of the movable stopper, and the braking mechanism is enclosed between them, while a rod is passed through the movable stopper and the piston through an adjustable stop and clamp, connected

757948757948

4four

эанную с герметичным сосудом и свободно посаженную на тот же шток.This one with a hermetic vessel and loosely seated on the same rod.

На чертеже схематически изображен общий вид предлагаемого устройства.The drawing schematically shows a General view of the proposed device.

Устройство для определения литейных свойств металлов и сплавов содержит корпус 1, внутри которого расположена форма 2, выполненная из формовочной смеси с калиброванным каналом 3. Форма имеет литниковую воронку 4, соединенную с каналом 3. Калиброван,ный канал закрыт неподвижной пробкой 5, которая также крепит форму к корпусу 1, и подвижной пробкой 6.A device for determining the casting properties of metals and alloys includes a housing 1, inside of which a mold 2 is located, made of molding sand with a calibrated channel 3. The mold has a sprue funnel 4 connected to channel 3. Calibrated, this channel is closed by a fixed stopper 5, which also secures the shape to the housing 1, and the movable stopper 6.

Корпус 1 со стороны подвижной пробки имеет перегородку 7, которая вместе с торцевой стенкой 8 образует жесткие передний и задний упоры, между которыми плотно размещен тормозящий механизм, содержащий емкость 9, разделенную резиновой диафрагмой 10 на гидравлическую камеру 11 и поршневую 12, в которой размещен поршень '13, опирающийся одной стороной в резиновую диафрагму 10, а другой - в перегородку 7. Емкость тормозящего механизма снабжена скобой 14, концы которой свфбодно проходя через перегородку 7, прикреплены к корпусу емкости 9. Подвижная пробка 6 с тормозящим механизмом соединена с помощью штока 15, который про ходя сквозь отверстие в скобе 14 и перегородке 7упирается в торец поршня 13, при этом шток имеет регулируемый упор 16, фиксирующий положение скобы 14. Гидравлическая камера 11 связана с датчиком давления, в данном случае с манометрической трубкой Бурдона 17, рабочий конец которой соединен через преобразователь 18 представляющий собой дифференциальный трансформаторный датчик, с регистрирующим устройством 19 в виде самопишущего автоматического прибора, например, ДСР 1-12.The housing 1 on the side of the movable stopper has a partition 7, which, together with the end wall 8, forms rigid front and rear stops, between which a braking mechanism is tightly placed, containing a container 9 divided by a rubber diaphragm 10 into a hydraulic chamber 11 and a piston 12, in which a piston is placed '13, supported by one side into the rubber diaphragm 10, and the other into the partition 7. The capacity of the braking mechanism is equipped with a clip 14, the ends of which sfb passing through the partition 7 are attached to the body of the container 9. Movable stopper 6 The braking mechanism is connected by means of a rod 15, which, passing through a hole in the bracket 14 and the partition 7, runs into the end of the piston 13, while the rod has an adjustable stop 16 fixing the position of the bracket 14. The hydraulic chamber 11 is connected to a pressure sensor, in this case a Bourdon tube 17, the working end of which is connected through the converter 18, which is a differential transformer sensor, with a recording device 19 in the form of a self-recording automatic device, for example, DSB 1-12.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

Исследуемый расплавленный металл через воронку 4 заливают в форму 2, где он начинает остывать. После образования корки металла начинается удлинение образца (предусадочное расширение) , передаваемое подвижной пробке 6, которая через шток воздействует на поршень 13. Поршень, перемещаясь, давит на эластичную диафрагму 10 и поскольку гидравлическая камера упирается в стенку 8 корпуса 1, в ней развивается давление, противодействую щее расширению образца, которое передается на манометрический датчик, а последний через преобразователь подает сигнал на самопишущий прибор.The molten metal under study is poured into the mold 2 through the funnel 4, where it begins to cool. After the formation of a metal crust, elongation of the sample begins (pre-expansion) transferred to the movable stopper 6, which acts on the piston 13 through the rod. The piston, moving, presses on the elastic diaphragm 10 and since the hydraulic chamber rests against the wall 8 of the housing 1, pressure develops in it it counteracts the expansion of the sample, which is transmitted to the gauge sensor, and the latter through the converter sends a signal to the recorder.

После окончания предусадочного расширения начинается усадка и развитие усилий противоположного знака.After the end of the pre-expansion, shrinkage begins and the efforts of the opposite sign develop.

В это время подвижная пробка 6 начинает перемещаться в противоположную сторону и посредством штока 15,At this time, the movable tube 6 begins to move in the opposite direction and through the rod 15,

регулируемого упора 16 и скобы 14 перемещает емкость 9, а поршень 13 упирается в перегородку 7, в результате чего в гидравлической камере 11 вновь развивается давление, которое 5 регистрируется с помощью того же преобразователя и самопишущего автоматического прибора. Таким образом, описанное устройство обеспечивает непрерывную запись диаграммы усилий Ю (напряжений) разных знаков, возникаюищх в процессе формирования отливки от момента кристаллизации и структурных превращений до остывания.the adjustable stop 16 and the bracket 14 moves the container 9, and the piston 13 abuts against the partition 7, as a result of which pressure is again developed in the hydraulic chamber 11, which is registered by means of the same transducer and automatic recording device. Thus, the described device provides a continuous recording of a diagram of the efforts of Yu (stresses) of different signs arising in the process of casting formation from the moment of crystallization and structural transformations until cooling.

Непрерывная запись кристаллизационного давления, усадочных и структурных напряжений позволяет выявить склон ность к возникновению усадочных раковин и трещин в отливке по вине качества металла и наметить меры по предупреждению этих дефектов путем рационального подбора состава шихты из компонентов с различными "наследственными" свойствами, а также присадки модификаторов определенного состава. Continuous recording of crystallization pressure, shrinkage and structural stresses makes it possible to identify the tendency to shrinkage cracks and cracks in the casting due to the quality of the metal and to outline measures to prevent these defects by rational selection of the composition of the charge from components with different "hereditary" properties, as well as additive modifiers a certain composition.

Claims

Claim 25 A device for determining the casting properties of metals and alloys, including a housing inside which a mold is made, made in the form of a calibrated channel, the end openings of which are closed by traffic jams, one of which is fixed and the other is movable and connected to a recording device through a braking a mechanism made in the form of a 35 hermetic vessel filled with a liquid and equipped with a sensor, for example, a Bourdon manometric tube, one wall of the vessel being made elastic and it is supported by a piston, characterized in that, in order to determine alternating stresses during phase transformations and thermal shrinkage at any stage of the process from the onset of crystallization to cooling, the casing is rigidly equipped with 45 fixed end walls and a partition with openings placed on the side of the movable stopper, the braking mechanism is enclosed between them, while between the movable probe 50 and the piston a rod is inserted, passed through the partition, which has an adjustable stop and a clamp connected to a sealed vessel freely planted on the same stem.

55