Устройство для исследования свойств металлов и сплавов

(п 4946 У 1 ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсквс Социалистических Республик(22) Заяв 51) ием заявкипри Государстввииый комитет Совета Министров СССР 23) Приоритет 53) УДК 539,219.1.03.76 та опубликования описания Авторыизобретения Е, М. Савицкий, И, В. Буров, Л, М, Тельнова(71) Заявител нститут металлургии им. А. А. Байкова АН ССС УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕД МЕТАЛЛОВ И СПЛ НИЯ СВОЙСВ 2 ство в ления Устройство для исследования свойств металлов и сплавов предназначено для синхронного исследования микроструктуры, электросопротивления, коэффициента теплового расширения, точки плавления, а также проведения термического анализа тугоплавких и редких металлов на одном экспериментальном образце малого размера.Особенно эффективно предложенное устройство может быть применено в металлур гии при разработке новых сплавов на основе редких металлов, для которых возможность экспериментального исследования свойств материалов на малых образцах имеет существенное значение.1Известны устройства для синхронного изучения микроструктуры и исследования свойств на одном экспериментальном образце, например установка ИМАШС.Существенным недостатком известных уст ройств является то, что они не позволяют на одном образце получить минимальный комплекс информации о структуре и свойсгвах, необходимый для отбраковки большого числа экспериментальных проб при разра ботке новых металлических материалов.Цель изобретения - создание устройства для исследования свойств металлов и сплавов, обеспечивающего синхронность исследования структуры и физических свойств ме таллов и сплавов на одном образце с более высокой точностью.Эта цель достигается за счет того, что на водоохлаждаемых токоподводах установлены держатели из тугоплавкого металла, например из вольфрама, для закрепления между ними образца за счет сил трения, причем один из держателей подпружинен и взаимодействует со стержнем дилатометра,С помощью предложенного устройства на одном образце в виде параллелепипеда (например 20)(8 К 4 мм) не более чем за 30 мпн синхронно проводят следующие эксперименты в интервале температур от комнатной до 2500 С: наблюдение и фотографирование микроструктуры образца, измерение удельного экектрического сопротивления потенциометрическим способом, измерение теплового расширения; кроме того, определяют температуру плавления капельным методом до 3500 С, осуществляют закалку исследуемого образца от любой температуры вплоть до температуры плавления со скоростью охлаждения до 500 град/мин с одновременной регистрацией изменения измеряемых физических свойств и структуры во время и после за калки,На фиг. 1 показано предложенное устройобщем виде; нг фнг. 2 - узел закрепобразца,3Экспериментальный образец 1 зажимают между двумя вольфрамовыми держателями 2 и 3, выполненными в виде штабиков 11 Х 11 К 100 ммз, на обращенных друг к другу поверхностях которых имеются контактные площадки 4 для установки образца. Держатели закреплены на водоохлаждаемых токоподводах 5, выполненных, например, из меди, на регулируемом расстоянии в зависимости от длины исследуемого образца.На подвижном держателе 2 имеется также установочная площадка для датчика дилатометра б. В исследуемом образце 1 выполнено глухое сверление 7, служащее для измерения температуры образца пирометром 8. К центру образца приварена точечной сваркой термопара 9 и симметрично, на расстоянии 7 - 8 мм от нее, - потенциальные выводы 10 для измерения электросопротивления, Исследуемый образец и соответствующие датчики находятся в вакуумной водо- охлажденной камере 11, снабженной смотровыми окнами 12 для пирометра 8 и микроскопа 13, который устанавливается на верхней крышке 14 камеры, В рабочей камере имеется система напуска газа 15 для закалки образца с определенной температуры.С целью повышения точности при измерении электросопротивления образца в устройство введено эталонное сопротивление 16.Устройство работает следующим образом. Исследуемый образец 1 устанавливают в рабочую камеру 11 между вольфрамовыми держателями 2 и 3 и по заданной программе нагревают проходящим током до определенной температуры. При этом микроструктуру наблюдают при помощи микроскопа 13, электро- сопротивление - с помощью потенциальных выводов 10, тепловое расширение замеряют дилатометром б, температуру фазового превращения - термопарой 9, а точку плавления - пирометром 8, При напуске закалочного газа через систему 15 образец может 494671быть закален от любой температуры, при этом наблюдают изменение микроструктуры и регистрируют изменение измеряемых физических свойств во время и после закалки.Регистрация изменения температуры образца, теплового расширения, электросопротивления производится с помощью стандартных регистрирующих приборов типа КСП, а с целью ускорения обработки получаемых ре зультатов экспериментальные данные вводятв ЭВМ Минск,Использование держателей данной конструкции позволяет исследовать образец очень малой длины, так как образец помеща ется не в зажимах, а удерживается междудержателями за счет сил трения, Кроме тото, держатели при нагреве образца сами нагреваются, в результате уменьшается неравномерность распределения температуры вдоль 2 О образца, т. е. часть длины образца заменяется шириной держателей, что позволяет повысить точность исследования.Предмет изобретения25Устройство для исследования свойств металлов и сплавов, содержащее вакуумную камеру со смотровыми окнами, в которой размещен исследуемый образец, водоохлаждае- ЗО мые токоподводы для нагрева образца и термопара, металлографический микроскоп, расположенный перед одним из смотровых окон, и регистрирующие приборы, о т л и ч а ю щ е еся тем, что, с целью обеспечения синхронности исследования металлов и сплавов на одном образце и повышения точности исследования, на водоохлаждаемых токоподводах установлены держатели из тугоплавкого металла, например вольфрама, служащие для 4 О закрепления между ними . образца за счетсил трения, причем один из держателей подпружинен и контактирует со стержнем дилатометра.494671 Составитель С. Беловодченкодактор Т. Орловская Техред М. Семенов Корректор И. Позняковск аз 204/12ЦНИИПИ дпнсноо 130 пография, пр. Сапунова. 2 дОпу. уннсо сустп Изд.139дарственного комитепо делам изобретении, Москва, Ж, Ра Тираж 902а Совета Министров ССи открытийшская наб., д. 4/5