Устройство для определения трещиноустойчивости литейного сплава

.Н.Купыр андилянц, Э.С.Яки(54) УСЩИНОУСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 08 (088. 8)е свидетельство СССРС 01 Н 33/20, 1980.ТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕ-.ОЙЧИВОСТИ ЛИТЕЙНОГО СПЛАВА (57) Изобретение относится к области литейного производства, а именно к устройствам для определения трещиноустойчивости сплавов. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит литейную форму, состоящую из опоки 1, в которой формируется проба 2, тягу 6,один конец которой расположен в полости литейной формы, датчик 8 линейных перемещений, соединенный с преобра-, зователем линейных перемещений в электрический сигнал, выход которого соединен с первым входом измерительного прибора 10 (потенциометра),второй вход которого соединен с термопарой 5, установленной в полостилитейной формы, два измерительныхэлектрода 11. В центре термическогоузла установлен дубликат 12 электродов измерительной цепи. Электродыизмерительной цепи дубликата подключены к измерительным приборам 13,14. Сущность изобретения заключаетсяв том, что на приборе 13 измеряется электросопротивление проводовизмерительной цепи, а на приборе14 - электросопротивление дубликата.Разность между показаниями указанных приборов дает возможность определить истинное электросопротивление термического узла, связанноес появлением трещины, и по его измерению определить момент образованиятрещины и синхронизировать его стемпературными и деформационнымнпараметрами процесса трещинообразования, замеряемыми прибором 10.2 з.п. ф-лы, 3 ил.10 15 Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для определения трещиноустойчивости сплава, и предназначено для использования в литейных лабораториях заводов и научно-исследовательских институтах, занимающихся проблемами литейного производства,Цель изобретения - повышение точности измерения за, счет одновременного определения, комплекса температурных, силовых и деформационных характеристик процесса трещинообразования сплава.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема ступенчатой литейной пробы; на фиг. 3 - схема установки электродов в пробе.Устройство для комплексного опре-, деления характеристик трещиноустойчивости сплавов состоит (фиг. 1) из опоки 1, в которой формируется ступенчатая проба 2, литниковой чаши 3, болтов 4 для односторонней Фиксации затвердевающего металла,термопары 5, тяги 6, последовательно соединяющей упругодеформирующую пластину 7 с затвердевающим металлом, датчика 8 линейных перемещений (от-. тарированного на усилие) ферродинам- ческого датчика 8 (ФД). с точностью до 0,17., преобразующего линейные перемещения в электросигналы, потенцио.метра 10 (ЭПП), регистрирующего деформацию и температуру. На расстоянии 0,025 длины пробы от центра термического узла установлены электроды 11 измерительной цепи. В центре термического узла установлен дубликат 12 электродов измерительной цепи. Электроды измерительной цепи и дубли" кат подключены к универсальным измерительным приборам 13 и 14 УПИПМ.С целью повышения точности измерений электроды необходимо изготавливать из материала с минимальным электросопротивлением (например сталь 10 9 1,6 мм) и подключать к универсальному переносному измерительномуприбору,работающему по принципу двойного моста.Для устранения помех и побочных эффектов, не связанных с процессом образования трещины, в центре термического узла между проводами измерительной цепи устанавливается дубликат,фиксирующий . уровень помех и побочго 25 ЗО 35 40 а 5 50 ных эффектов. Разность между показателями электросопротивления проводовизмерительной цепи и дубликатом даетвозможность определить интенсивноеэлектросопротивление термическогоузла, связанное с появлением трещины,и по его измерению определить моментобразования трещины и синхронизиро 1 вать его с температурными силовыми и деформационными параметрами процес са трещинообразования литого сплавапри затвердевании. Для повышенияточности измерений электроды измерительной и дублирующей цепи необходимоизготавливать с одинаковым минимальным электросопротивлением, поскольку с уменьшением электросопротивления электродов уменьшается величина абсолютной погрешности измерений.С целью упрощения конструкции установки и получения синхронной информации о нагрузке и деформации в процессе трещинообразования в качестве устройства для создания затрудненной усадки используют упругодефор-. мирующую пластину (выполненную из реверсивной стали) установленную между литейной Формой и датчиком линейных перемещений и последовательно соединенную с затвердевающим металлом и датчиком посредством тяг.С целью упрощения конструкции установки и повьппения точности измерений в качестве преобразователя литейных перемещений в электрические сигналы используют Ферродинамический датчик, который преобразовывает сигналы с. точностью до 0,1 Х. Датчик ус" тановлен после датчика линейных пере мещений.Центр сопряжения полости литейной формы, образующей переход от одного диаметра к другому, определяется как точка измерения радиуса кривизны сопряжения (точка перехода от одного радиуса к другому) отнесенная к оси ступенчатой пробы ( Фиг. 2, точка С).Электроды 11 измерительной цепи устанавливаются на расстоянии 0,25- 0,5 большого диаметра Р ) полости литейной формы от центра сопряжения (точка С), а в центре сопряжения установлен дубликат 12 электродов измерительной цепи (фиг. 3) . Установка электродов иэмерительной цепи на Расстоянии 0,25-0,5 большого диаметра от центра сопряже" ния обусловлена тем, что именно в3 1247747этом объеме литейной формы возникают максимальные напряжения, вследствие сопряжения различных диаметровотливки при затвердевании стали,приводящие к образованию и развитиютрещин,Установка электродов измерительной цепи на расстоянии 0,25-0,5 большого диаметра от центра сопряженияпозволяет исследовать оптимальный 10объем металла, в котором происходитпроцесс зарождения и развития трещини одновременно регистрировать комплекс температурных силовых и деформационных характеристик процессатрещинообразования.Установка электродов измерительной цепи на расстоянии более 0,5большого диаметра от центра сопряжения полости литейной формы нецелесообразна вследствие повышения уровняпомех, не связанных с процессомобразования трещины.Установка измерительной цепи нарасстоянии менее 0,25 большого диаметра от центра сопряжения нецелесообразна вследствие возможного возникновения трещин за пределами исследуемого объема металла.Установка работает следующим обра-Зозом.Расплавленный металл, залитый влитниковую чашу 3, заполняет форму 1в виде ступенчатой пробы 2.Кристаллизующийся металл фиксируется с од 35ной стороны болтами 4, с другойупругодеформирующая пластина 7 черезтягу 6 создает затрудненную усадкукоторая в виде деформации регистрируется датчиком 8 (предварительно от Отарированного по нагрузке) преобразовывается датчиком 9 и записываетсяпотенциометром 10 одновременно с показателями термопары 5 (предварительно оттарированной по показаниям тер 45мопары, установленной.в термическомузле). Это дает возможность одновременно определять температурные,силовые и деформационные характеристикипроцесса распространения трещины.ю С целью одновременного определения температурных и силовых параметров процесса образования трещины при заливке металла включается измеритель ная электроцепь, регистрирующая электросопротивление термического узла и дублирующая электроцепь,регистрирующая уровень помех, связанных с температурой металла,По разности электросопротивленияизмерительной и дублирующей цепи определяется истинное электросопротивление термического узла, которое припоявлении трещины увеличивается в2-3 раза. Фиксация момента образования трещины во времени по показаниямприборов 13 и 14 позволяет связатьпроцесс трещинообразования с температурными, деформационными и силовыми характеристиками затрудненнойусадки регистрирующим потенциометром 10,В результате одной заливкиодновременно определяется комплекстемпературных, силовых и деформационных характеристик процессатрещинообразования литого сплавапри затвердевании. Формула изобретения 1. Устройство для определения тре-щиноустойчивости литейного сплава, содержащее литейную форму, тягу, .один конец которой расположен в полости литейной формы, датчик литейных перемещений, соединенный с преобразователем линейных перемещений в электрические сигналы, выход которого соединен с первым входом измерительного прибора, второй вход которого соединен с термопарой, установленной в полости литейной формы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения оно снабжено упругодеформирующей пластиной, двумя измерительными электродами, компенсационным электродом, двумя дополнительными измерительными приборами, причем литейная форма выполнена ступенчатой с сопряжением ступеней . по радиусу, измерительные электроды установлены в полости литейной формы на расстоянии 0,25-0,5 большого диаметра ступеней от центра сопряжения ступеней литейной формы, а компенсационный электрод установлен в центре сопряжения ступеней лИтейной формы, два измерительных электрода и компенсационный электрод соединены соответ.ственно с первым и вторым дополнительными измерительными приборами, другой конец тяги через упругодеформирующую пластину соединен с датчи-, ком линейных перемещений.1247747 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измерительные и компенсационны электроды выполнены из материала с одинаковым электросопрбтивлением. 3. Устройство по п. 1, о. т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестве преобразоватепя линейных перемещений в электрические сигналы применен ферродинамический датчик. г,З Составитель А.АбросимовРедактор В.Ковтун Техред Л.Олейник Коррект р ираж 778осударственногоелам изобретенийосква, Ж, Рау нно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная оизвод аз 4117/42 ВНИИПИ п 11303