Способ определения проницаемости дендритного каркаса двухфазной зоны металлических сплавов

тественных условиях коисталлизацииили плавления сплава вследствие того, что при измерении происходит не- .обратимое истечение жидкой фазы измеждендритных пространств и проведение аналогичных опытов на этом жеобразце при других температурах,лежащих в интервале затвердевания,исключается,Цель изобретения - сокращениевремени иповышение точности определения путем обеспечения возможностиизмерения проницаемости двухфазнойзоны непосредственно в ходе кристаллизации,или плавления сплава,Поставленная цель достигаетсятем, что в способе определения проницаемости дендритного каркаса двухфазной эоны металлических сплавов,заключающемся в переводе сплава вдвухфазное состояние и создании течения жидкой фазы через дендритныйКаркас, прИдают образцу форму тораи путем приложения к нему крутильныхколебаний приводят в движение междендритную жидкость, после чего регистрируют изменение амплитуды колебаний образца во времени, по которому определяют коэффициент затухания ирассчитывают коэффициент проницаемости К по формуле е 1 где ,и - динамический коэффициент вязкости сплава, Н с/мо - масса тора и подвески, кг,ь - масса сплава, кг,Ьс - коэффициенты затухания свободных колебаний образца,находящегося в двухфазноми твердом состояниях соответственно,ц - собственная частота колебаний образца в твердомсостоянии, 1/с.Физическая сущность предлагаемого способа измерения проницаемостизаключается в том, что затуханиясвободных крутильных колебаний образца, выполненного в виде тора иподвешенного на упругой проволоке,зависят от трения жидкой фазы одендритный каркас и внутреннего трения жидкости, которые определяют проницаемость двухфазной зоны сплава.Способ осуществляется следующимобразом.Исследуемый сплав в зависимостиот его типа и температуры плавленияпомещают в стеклянную, керамическуюили графическую трубку, имеющуюФорму тора, Диаметр тора составляет80-100 мм, диаметр трубки 8-15 мм,т.е. отношение диаметров примерноравно 10, что определяется условиями эксперимента и теорией метода,описанной ниже. Тороидальная форма образца обеспечивает течение жидкости в замкнутом контуре двухфазной зоны,что полностью исключает негативноевлияние свободных поверхностей нахарактер движения междендритной кидкости, Образец прикрепляют к стержнюрасположенному по оси тора таким обУразом, чтобы плоскость тора была перпендикулярна стержню, Стержень с образцом подвешивают на упругой проволоке 0,2-2 мм и помещают в специальную печь с регулируемым температурным режимом.Сплав кристаллизуют (или плавят)с заданной скоростью и при фиксированной температуре, когда во всемобъеме образца выделяется строго определенное конечное количество твердой фазы, образующей дендритный каркас, образец выводят из неподвижногосостояния путем закручивания проволоки на угол У . Образец начинает совершать колебания, амплитуду которыхзамеряют. По затуханию свободныхкрутильных колебаний образца определяют коэффициент проницаемости К.Выражение для вычисления К получено врезультате теоретического обоснования физических явлений, происходящихпри осуществлении способа.Свободные затухающие колебаниятвердой и жидкой составляющей двухфазной зоны сплава описываются системой дифференциальных уравнений3, Ч. ЯЯ Х(Ч 9 ) с).Чгде 3 Дж - момент инерции твердой ижидкой фаэ,угол поворота относительно точки отсчета твердойи жидкой фаэ;коэффициент трения в воэдухе,С - модуль упругости проволокирц- константа, определяющаягеометрические и физические характеристики двухфазной зоны при данныхусловиях опыта,В - радиус тора,площадь поперечного сечения тора,5 - доля жидкой фазы,ц, - динамический коэффициентвязкости,К - коэффициент проницаемостиРешение уравнения (1) ищем а видеА = А, . 1(2)огде А - начальная амплитуда колеабообаний,ш - частота свободных колебаний,время,894487 Составитель О.Алексеева .Редактор Н.Безродная Техред Е. Харитончик Корректор Н.Швыдкая Заказ 11471/67 Тираж 910 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ппп "патент", г. Ужгород, ул. пРоектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Р 1 чопМа Т .5 . Г 1 ещ 1 пдв И .С, РогеГогщай 1 оп 1 п 5 о 110111 сас 1 оп."Тгапзас 11 опв оУ йЬе Иейа 11 5 ос 1 есу оГ 01 ИЕ", 1966,Ч 236, 9 8, р. 11571165.2. Вейник А.И. Расчет отливки.М.,