Способ исследования кинетики фазовых и структурных превращений металлических образцов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СоюзСоветскихСоциалистическихРеспубики и 1693186,. но делам изобретен и открытийбликовано 25.10.79. Бюллетень Ре 39та опубликования описания 28,10,79 2) Авт А, Абралов и Р. У. Абдурахма обретения кентский политехнический институт им. Бер) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ ФАЗОВЫХ И СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ Изобретение относится к металлургии, литейному и сварочному производству и может быть использовано при исследовании процессов кристаллизации, механизма зарождения и кинетики развития горячих трещин при литье и сварке металлов и сплавов.. Известен способ исследования кинетики фазовых и структурных превращений метал лических образцов путем нагрева исследуемых образцов внешними источниками тепла, передающими т.епловую энергию йо:средствомрадиацииилитеплопроводности 11Указанный способ не позволяет изучать процессы, происходящие вблизи и выше температуры плавления металлови сплавов.. Наиболее близким техническим решением является способ исследования кинетики фазовых и структурных превращений металлических образцов, нагреваемых пропусканием через ннх электрического тока промышленной частоты 2.в пропусканием черезо тока "ограничиваетпературу нагрева, котоиже температуры плавэтого описанный способти изучать процессыразования и развития максимальную тем рая существенно н ления. Вследствие не дает возможнос кристаллизации, об орячих трещин. Цель изобретен ессов кристаллизия-и ции и ледование проразования тре я,этого в качествпользуют "сварочнют со стороны ой исследуемой, арают из условий е источника нагреую дугу, которую бразца, противопо параметры нагрева ва лож выб Лье+к 1де- напряжение на дут - сварочный ток, А;- попный тепловой коэффициент полезного действия, выбирается по таблицам в зависимости отвеличины сварочного тока;ч -скорость сварки, м/сек-плотность расппавленногометалла, кг/м 5;3 -теппосоцержание расплавленного металла, Дж/кг8 гоцщина проппавпяемогообразца, мЬ - ширина участка расплавленияв исспецуемой зоне, м,6 - коэффициент поверхностногонатяжения раслпавпенного метаппа, Н/м;К в экспериментапьно опрецепяемый коэффициент, равный0,89 10 Нм/ай - расстояние от торца электрода до нижней поверхности исследуемого образца, м;Я -ускорение силы тяжести, м/секПервое из указанных выше неравенств"Йвпяется- усповием расплавления образцав нсспецуемом участке, а второе - усповием удержания расппавпенного металлав этом участке.Применение в качестве источника нагрева сварочной цуги позволяет производить локальное расплавление образца, апри перемещении сварочной дуги можноисследовать процессы кристаллизации иобразования трещин. Расположение дугисо стороны образца, противоположной ис" следуемой, позволяет беспрепятственноизучать процессы кристаппизации и образовайия трещин,Предлагаемый способ исследованиякинетики фазовых и структурных превращений металлических образцов можнореапйзовать, в частности, на становкеИМАШ-Я:-65, предназначенной цпя прямот о набпюдения, фотографирования и киносъемки метаппических образцов при на. греве и разпичных режимах растяженияв вакууме, и защитных газовых средах. Впабочую камеру этой установки дпя поапьного расплавпения ввели мапоампер 3ную газоэлектрическую горелку, распопожив ее под исследуемым образцом.В рабочую камеру подавали аргон " марки А с избыточным давлением 0,10,2 ати. Сварочную дугу питали от селенового выпрямителя ВДГ, поспецовательно к которому поцкпючапи баппаст-ный реостат РБдпя допопнитепьного регулирования и попучения мапых сварочных токов. Дпя легкого зажигания дуги параллельно сварочной горелке подкпючапи осциппятор ОСПЗМ. Микрокиносъемку процессов кристаллизации иобразования горячих трещин производили щирокоппеночной камерой "Конвас"типа КСРсо скоростями съемки до30 кацров в секунду, В качестве негативного материапа использовали 35 миллиметровую кинопленку тица КН 2,КНЗ, КН 4. Режимы проппавпения дпяпластин топщиной 0,8-1,5 мм, при которых обеспечивыбгся условия расппавпе 15 ния образца висследуемом участке, атакже его уцержания в этом участке дпяникеля марок НО и НП 2, спецующие:1 = 10-25 А, У = 10-12 В,ч д (1,0-2,5) ф 10 Зм/сек, Ь = (0,51,5) 10м;:1 пя титана марок ВТ 11, ВТ 1-0, сплава титана ОТ 4-1 М:1 = 6-18 А, У = 10-12 В, ч д(1,02,4)10 5 м/сек, Ь = (0,5-1,5)10 З м;дпя электротехнической меди: 1 д 3060 Аф У = 10-14 В, У=-1,02,5) 10 м/сек, И =(0,5-1,5) 10 5 м;дпя сплава 06 ХН 28 МДТ: 1 =8-20 А,О = 10-12 В, ч д(1,0-2,5)10 м/сек,й: (0,5-1,5) 10 5 м,ЗоВ частности, режимы проппавпения,при которых уцовпетворяются условия рас-плавления образца в исспедуемом участ-ке, а также удержания расплавленного35металла в этом участке, при толщинепластины 1,0 мм дпя никеля марокНП 2 и НО, спедующие:1 д 15 А, Уд 11 В, ч=12 х х 10 и/сек, и = 1,0 105 м:дпя титана марок ВТ 1-0 и ВТ 1-1:ф 11 А, М д 11 В, ч = 1,210 м/сек,и д 1 О10 м,ЪПри указанных режимах проппавпения ширина участка-расппавпения в исспедуемой зоне дпя никеля и титана составляет величину 210 фм (2 мм). Предлагаемый способ позволяет изучить кинетику процесса кристаллизации, особенности и .характер возникновения первичных и вторичных границ кристаппитов, температурный интервал возникновения последних, кинетику и механизм зарождения, а также развития трещин, температуру из возникновения; кинетику попиморфньм превращений, выявить связь между первичной и вторичной структурами и др.Способ исследования кинетики фазовых и структурных превращений металли-. ческих образцов путем нх нагрева, о т личающийся тем,что,сцелью исследования процессов кристаллизации и образования трещин, в качестве источ- . ника нагрева используют сварочную дугу, которую создают со стороны образца, 10 противоположной исследуемой, а парамет-. ры нагрева выбирают где У 1+ - ,МчувР 1 " 2(зутг Ъ 1,напряжение на дуге, В;сварочный ток, А;полный коэффициент поле 3-"ного цействия;скорость сварки, м/сек;плотность расплавленного.металла, кг/м; 693186 68 - теплосодержание расплавленного металла, Дж/кг;о - толщина проплавляемого образца, м;,Ь - ширина участка расплавленияв исследуемой зоне, м;б - коэффициент поверхностйогонатяжения расплавленного металла, Н/м:К - экспериментально определяемый екоэффйциент, равный 0,89 Хх 10 Нм/арфЬ - расстояние от торца электродадо нижней поверхности иссле 15дуемого образца, м;,д - ускорейие силы тяжести, м/секИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лозинский М. Г. Строение и свойст 20ва металлов и сплавов при высоких температурах М., Металлургиэдат, 1963,с. 97-164.2. Там же, с. 149-165 (прототип),Подписное Заказ 6065/12 Тираж 1073 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5