SU804697A1

SU804697A1 - Способ изучени кинетики растворени МЕТАллОВ и СплАВОВ B СТАли и чугуНЕ

Info

Publication number: SU804697A1
Application number: SU792736448A
Authority: SU
Inventors: Тенгиз Александрович Чубинидзе; Виталий Давидович Бейдер; Григорий Дмитриевич Майсурадзе
Original assignee: Институт Металлургии Им.50-Летияссср Ah Грузинской Ccp
Priority date: 1979-03-14
Filing date: 1979-03-14
Publication date: 1981-02-15

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к определению растворимости, и может быть использовано в лабораторных условиях для изучения кинетики растворения (расплавления) металлов и сплавов в жидкой стали и чугуне.

Известны и находят применение различные способы для определения кинетики растворения металлов и сплавов в стали. К ним относятся метод вращающегося образца (диска) и метод погружения цилиндрических образцов. Степень растворимости определяется по убыли веса образцов. Для этого их в течение опыта периодически вынимают из расплава и взвешивают [1] и Г2].

Эти способы не позволяют производить непрерывное измерение, а также требуют изготовления специальной формы образцов.

Наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способ непрерывного изучения кинетики растворения, предусматривающий погружение в сталь исследуемого образца, нагрев его в жидкой стали и расчет количества растворенной массы образца методом его гидростатического взвешивания в стали Гз].

Однако данный способ обладает рядом существенных недостатков. Так, в образце могут быть воздушные пузыри, что вызывает значительные искажения в показаниях по объему. Наличие трещин в сплаве приводит к откалыванию от образца кусочков, а следовательно, и понижению точности измерения. Испытываемые образцы, как и в предыдущих способах, необходимо специально изготовлять и крепить к подвеске.

Цель изобретения — повышение точности эксперимента.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения кинетики растворения сплавов в стали, включающем погружение в сталь исследуемого образца, нагрев образца в жидкой стали с последующим определением количества раст804697 воренной массы металла или сплава, фиксируют первоначальную плотность жидкой Стали и непрерывное изменение ее плотности по мере растворения в ней образца, а количество растворенного металла или сплава определяют по формуле

ΔΤΠ-Ο·-— - 7

Ъ-Δ?

'где а ;

Ь Pi-р-,;

(А — масса стали;

f , Р_г- плотность расплавленного образца и стали соответственно; Л У _ изменение плотности стали.

. На чертеже представлены результаты экспериментов.

Принципиальное отличие предлагаемого способа заключается в том, что изучение кинетики растворения производится не по остаточному весу или объему испытываемого образца, которые зависят как от степени растворенности, так и от наличия в них пузырей и трещин, а по плотности стали, зависящей только от количества растворенной массы образца. Таким образом, производится непосредственное измерение той части образца, которая перешла в сталь. В результате новой совокупности признаков, обеспечивающих измерение растворимости без вл%· яния трещин и пузырей на конечный результат, повышается точность измерения. Образец может иметь произвольную форму, а следовательно, не требуется его крепление к подвеске.

Погружение образца осуществляется сбрасыванием его в сталь, что максимально приближает процесс эксперимента к производственным условиям, например, при раскислении стали в ковше.

Изучение кинетики растворения ферросплавов в стали осуществляли по предлагаемому и известному способам. Опыты проводили в печи сопротивления при температуре' стали 1600°С. Сплав КМКА имел следующий Кальций Марганец Кремний Алюминий Железо и состав, вес.%:

8,5

18,3

48,7

6,2 примеси

Выбор сплава

Остальное обусловлен трудностью изучения кинетики его растворения ввиду легкоплавности и быстроты растворения (расплавления). Масса стали и сплава составляла соответственно 2 кг и 40 г. По каждому способу проводили несколько опытов при идентичных условиях. Результаты экспериментов представлены на графиках (см. чертеж), показывающих изменение относительно^ 5 массы образцов во времени. Обозначения о , Δ , v соответствуют измерениям по предлагаемому способу (кривая 1), а обозначения · , д , ▼ - по известному (кривая 2). Разброс в показаниях, 10 т. е. воспроизводимость опытов, как видно из графиков, ·позволяет сделать вывод о более высокой точности измерения по предлагаемому способу. Горизонтальный участок в начале 15 кривой 1' соответствует тепловому периоду, когда сплав нагревается и происходит частичное намораживание слоя затвердевшей стали. Затем наступает диффузионный период - процесс растворения сплава.

Изучение теплового периода у легкоплавких сплавов известным способом затруднено. Это объясняется тем, что процесс помещения жестко прикрепленного образца в зону нагрева и его погружения 25 в сталь требует определенного времени, в течение которого образец успевает нагреться.

Использование предлагаемого способа изучения кинетики растворения металлов 30 и сплавов в стали и чугуне обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества; повышение точности эксперимента,, приближение его к произ. воцственным условиям и упрощение са- ₃₅. мого процесса эксперимента.

Claims

Изобретение относитс к металлургии, в частности к определению растворимости и может быть использовано в лабораторных услови х дл изучени кинетики раст ворени (расплавлени ) металлов и сплавов в жидкой стали и чугуне. Известны и наход т применение различные способы дл определени кинетики растворени металлов и сплавов в стали. К ним относ тс метод вращающегос образца (диска) и метод погружени цилиндрических образцов. Степень растворимости определ етс по убыли веса образцов. Дл этого их в течение опыта периодически вынимают из расплава и взвешивают и Г21. Эти способы не позвол ют произвоцить непрерывное измерение, а также требуют изготовлени специальной формы образцов . Наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату к пре лагаемому способ непрерывного изучени кинетики растворени , предусматривающий погружение в сталь исследуемого образца, нагрев его в жидкой стали н расчет количества растворенной массы образца методом его гидростатического взвешивани в стали ГЗ. Однако данный способ обладает р дом существенных недостатков. Так, в образце могут быть воздушные пузыри, чго вызывает значительные искажени в показани х по объему. Наличие трещин в сплаве приводит к откалыванию от образца кусочков, а следовательно, и понижению точности измерени , Испытываемые образцы , как и в предыдущих способах, необходимо специально изготовл ть и крепить к подвеске. Цель изобретени - повышение точности эксперимента. Поставленна цель достигаетс тем, что в способе определени кинетики растворени сплавов в стали, включающем погружение в сталь исследуемого образца , нагрев образца в жидкой стали с последующим определением количества растворенной массы металла или сштава, фиксируют первоначальную плотность жидкой Стали и непрерывное изменение ее плотнос ти по мере растворени в ней образца, а ко лнчествбрастворенного металла или сплава определ ют по формуле дт а1з-др где а sfrt- ; b г р.р,; ( - масса стали; ft f.- плотность расплавленного образца и стали соответственно Л У - изменение плотности стали. На чертеже представлены разуль гаты экспериментов. Принципиально отличие предлагаемого способа заключаетс в том, что изучение кинетики растворени производитс не по остаточному весу или объему испытываемого образца, которые завис т как от степени растворенности, так и от наличи в ник пузырей и трещин, а по плотности стали, завис щей только от количества растворенной массы образца. Таким образом, производитс непосредст венное измерение той части образца, котора перешла в сталь. В результате но вой совокупности признаков, обеспечивающих измерение растворимости без влцу ни трещин и пузырей на коней1ый результат , повышаетс точность измерени . Образец может иметь произвольную форму, а следовательно, не требуетс его крепление к подвеске. Погружение образца осуществл етс сбрасыванием его в сталь, что максимально приближает процесс эксперимент к производственным услови м, н апример при раскислении стали в ковше. Изучение кинетики растворени ферросплавов в стали осуществл ли по пред лагаемому и известному способам. Опыты проводили в печи сопротивлени при температуре стали 1600°С. Сплав КМК имел следующий состав, вес.%: Кальций Марганец Кремний Алюминий Железо и Остальное примеси Выбор сплава обусловлен трудностью изучени кинетики его растворени ввиду легкоплавности и быстроты растворе ни (расплавлени ). Масса стали и спла ва составл ла соответственно 2 кг и 40 г. По каждому способу проводили несколько опытов при идентичных услови х . Результаты экспериментов представлены на графиках (см. чертеж), показывающих: изменение относительно массы о.браздов во времени. Обозначени о , д , V соответствуют измерени м по предлагаемому способу (крива 1), а обозначени , А , Т - по известному (крива 2). Разброс в показани х, т. е. воспроизводимость опытов, как видно из графиков, -позвол ет еде лать вывод о более высокой точности измерени по предлагаемому способу . Горизонтальный участок в начале кривой 1 соответствует тепловому периоду , когда сплав нагреваетс и происходит частичное намораживание сло затвердевшей стали. Затем наступает диффузионный период - процесс растворени сплава. Изучение теплового периода у легкоплавких сплавов известным способом затруднено . Это объ сн етс Teivf, что процесс помещени жестко прикрепленного образца в зону нагрева и его погружени в сталь требует определенного времени, в течение которого образец успевает нагретьс . Использование предлагаемого способа изучени кинетики растворени металлов и сплавов в стали и чугуне обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества; повышение точности эксперимента,, приближение его к произ- водственным услови м и упрощение са- Moro процесса эксперимента. Формула изобретени Способ изучени кинетики .растворени металлов и сплавов в стали и чугуне , включающий погружение в сталь ис- следуемого образца, нагрев образца в жидкой стали с последующим определе ,нием количества, растворенной массы металла или сплава,, отличающийс тем, что, с целью повышени точности эксперимента, фиксируют первоначальнзто плотность жидкой стали и непрерывное изменение ее плотности по мере растворени в ней образца, а количество растворенного металла или сплава определ ют по формуле. о. a M - масса стали; j)rt плотности расплавленного

образца и стали соответственно; Д р - изменение плотности стали. ,

Источники инфо{змации, прин тые во внимание при экспертизе

1, Крупман А. И., Яворский В. И. Извёсти вузов , сери ЧМ, 1964, 7 9, а 25,
2.Казачков И. П. , Паримокчик И. Б. /Извести вузов , сери ЧМ, 1973, № 1

3, ЧубинидзеТ. А. Бейдер В. Д.и Майсурадзе Г. Д. Совершенствование технологии производства м арганцевых сплавов . Материалы П республиканской научно-технической конференции. Тбилиси, . 1978.