Способ исследования процесса кристаллизации металлов

 

Союз Соеетсннк

Соцналнстнчесннк

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (щ 899240 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08. 08. 79 (21) 2806308/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 2301.82. Бюллетень ¹ 3 . Дата опубликования описания 230182

Р М К з

В 22 0 11/00

G 01 и 33/20

Государственный комитет ссср но делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 146 ° .047 (088.8) 1

М.Л. Бровглан и Г.Г. Галентовский г

Краматорский научно-исследовательский и .црОектнотехнологический институт машиностроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЧ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

11ЕТМ1ЛОВ

Изобретение относится к черной и цветной глеталлургии, конкретнее к исследованию процесса кристаллизации металлов.

Известен способ исследования кристаллизации металлов и шлаков, включающий погружение медного образца в расплавленный металл и шлак.

Пс изменению температуры в образце и образовавшейся гарнисажной корочке на его поверхности делают выводы о характере теплопередачи от жидкого шлака к холодной медной стенке.

Такой способ можно применить и к изучению кристаллизации металла или сплава, если в жидкий расплав окунать медный образец на короткое время по приведенной методике (1 j.

Основным недостатком способа является невозможность изучения начальной стадии кристаллизации. На осуществление погружения твердого элемента в жид;ую фазу, реверса и извлечения его иэ жидкой фазы требуется время 0,5-1с, в противном случае ускорения настолько велики, что изменяют весь процесс кристаллизации, а контакт приобретает характер удара твердой фазы по мениску с его разбрызгиванием. Таким способом иэучают кристаллизацию эа время свыше

1 с при толщине корки слитка свыше

1 мм.

5 Цель изобретения — повышение точности замеров параметров кристаллизации, особенно в начальной стадии.

Поставленная цель достигается тем, что согласно опособу, включающему ввод образца из твердого металла в жидкий металл и последующее исследование теплообмена и размеров твердой фазы на образце, в качестве образца, на который намораживают жидкий металл, берут гибкую бесконечную ленту и перемещают ее по стационарной траектории с погружением ее в жидкий металл, после чего по вреглени погружения в расплав и

О размерам твердой фазы на ленте изучают процесс кристаллизации.

На чертеже показана схема, реализующая предлагаемый способ.

Схема состоит из гибкой бесконечной ленты 1, образующей петлю 2, 2 которую вводят в контакт с жидким металлом 3, заливаемым в емкость 4.

Способ осуществляется следующим образом.

Первая операция — заправка ленты

1 в машину для ее перемещения.

899240

Вторая операция — заливка жидкого металла в емкость 4.

Третья операция — включение движения ленты 1, стабилизация скорости ленты.

Четвертая операция — погружение петли 2 ленты в жидкий металл 3.

Пятая — изменение скорости движения ленты 1 в заданном диапазоне.

}!)естая — извлечение петли 2 из жидкого металла 3 и прекращение движения ленты.

Пример. На стальной ленте из стали 5 исследуют процесс кристаллизации стали 40Х, перегретой на 25>С выше температуры ликвидус.

При этом решаются следующие задачи: выявление формы и размера центров кристаллизации зародышей, возникающих на поверхности холодной стальной ленты и предшествующих образованию твердой корочки, определение критического времени пребывания контакта жидкого металла с холодной лентой до образования на ней сплошной твердой корочки, минимально воэмо><ной толщины закристаллизовавыегося металла и характера роста твердой корки металла в момент ее зарождения и полного смыкания.

Жидкий металл 3 заливают в емкость 4 до заданной отметки. После прекращения подачи металла на его поверхность опускают движущуюся холодную ленту 1, имеющую петлю 2.

На обращенной к жидкому металлу стороне ленты нарастает твердая корка. Изгленением скорости движения ленты, добиваются, чтобы на ленте не возникало образования твердой корки.

Другими словами, определяют такую скорость, или такое время пребывания участка ленты в жидком расплаве, когда возникает переходной режим от начала образования твердой фазы в виде зародышей — центров кристаллиации — до полного их смыкания в цельную корку.

При постоянной скорости движения ленты точно известно время контакта участка гибкой ленты с жидким металлом, а значит, получена картина кристаллизации именно за это время. Движение ленты по станционарной траектории важно — это обеспечивает отсутствие ускорений (при постоянной скорости ленты) на прямолинейных участках и их малую величину на криволинейных участках эа счет боль ших радиусов кривизны. г}Р! t4H }. }И t»}B..1}}}l }l }!< t !}Ус}!. r > с> участка >! « }! Ты в >:;}!>}}! (>г! },,}r

О}}ре„ }е Jl}t}>T Г}О !»)r }}}

Ч и

Y где }}} — угол дуги, погруженной в расплав ле}}ты; вычисляется по фор}}уле

Ч = arccnsQ R - (R h) радиус петли л нты; глубина погружения петли в жидкий металл; скорость дв}}жения ленты.

R = 20 см, g = 5o = 0,087; ,74 см. Если скорость ленты

0 и/с, то время контакта тверф т = 1000

3,74 где R

При

В Р = 1 равна 1

15 дой и — 3 — 1,74 ° 10 с. Скорость ленты технически воз}}ожно довести до 30 гл/с (и это не предел — при прокатке уже достигнуты скорости 50-60 м/с,тогда

}. = 0,53 .10 с), После проведения опытов ленту

25 просматривают и определяют участки, где имеют место первые зародыши центры кристаллизации, увеличение количества этих зародышей на единицу площади, слипание зародышей друr

Зо с другом и, наконец, образование корки. Зная такие участки и время, в течение которого эти участки пребывали в контакте с жидким металлом, можно сделать выводы о кристаллизации металла в самый начальный момент и дать ответы на поставленные задачей исследования вопросы.

Формула изобретения

Способ исследования процесса кристаллизации металлов, включающий ввод образца из твердого металла в жидкий металл и последующее исследование теплообмена и размеров твердой фазы на образце, о т л и ч а ющ и и с я тегл, что, с целью повнше45 ния точности заглеров,особенно в начальной стадии кристаллизации, в качестве образца берут гибкую бесконечную ленту и перемещают ее по стационарной траектории с погружением в жидкий металл, после чего по времени погружения в расплав и размерам твердой фазы на ленте изучают процесс кристаллизации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тепловые процессы при электрошлаковом переплаве. Киев. "Наукова думка", 1978, с.90.

N ""9?40

Составитель A. Попов

Техред М. Рейвес Корректор С @смак

Редактор P. Цицика

Заказ 12014/14

Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )(-35, Раушская наб., д.

4/5

Филиал !1ПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4