Способ определения локальной плотности твердых тел

 

Использование: металлургия, машиностроение , приборостроение. Сущность изобретения: последовательно взвешивают тело в воздухе и в рабочей жидкости. Отбирают пробу из анализируемой части тела и взвешивают оставшуюся часть тела в воздухе и в жидкости, а плотность определяют по формуле.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734839/25 (22) 09.06.89 (46) 30.03.92. Бюл, М 12 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения (72) О.Г.Епанчинцев (53) 624,154.33 (088.8) (56) Гаузнер С.И., Кивилис С.С., Осокина

А.П. и Павловский А,Н. Измерение массы, объема и плотности, М.: Изд-во стандартов

1972, .с.575.

Епанчивцев О.Г. и Чистяков Ю.Д. Заводская лаборатория, 1967, N 5, с.569, Изобретение относится к испытаниям материалов и измерениям и может быть использоваHo для определения плотности твердых тел.

Известен способ определения плотности твердого тела, включающий взвешивание исследуемого тела в воздухе, а затем в жидкости с известной плотностью и on ределение искомой величины по результатам взвешивания.

Наиболее близким к изобретению является способ определения плотности твердого тела, включающий последовательное взвешивание исследуемого тела в воздухе и во вспомогательной жидкости, плотность и коэффициент объемного расширения которой определены с достаточной точностью, после чего искомую величину определяют по формуле

„„. рЦ ÄÄ 1723497 А1 (54) СПОСОб ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНОЙ

ПЛОТНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Использование: металлургия, машиностроение, приборостроение. Сущность изобретения; последовательно взвешивают тело в воздухе и в рабочей жидкости. Отбирают пробу из анализируемой части тела и взвешивают оставшуюся часть тела в воздухе и в жидкости, а плотность определяют по формуле.

Р1 о1 — Р2 0

Р1 — Р2 где Р— плотность твердого тела при температуре 1;

Р1 — вес тела в воздухе;

Р2 — вес тела в жидкости при температуpet; б1 — плотность вспомогательной жидкости при температуре t;

0 — плотность воздуха.

Известные способы не поЗволяют с достаточной точностью и надежностью определять локальную плотность, т.е. плотность в заданном участке объема твердого тела,. так как вес извлекаемой для анализа пробы обычно во много раз меньше веса исходного образца, а погрешность определения плотности методом гидростатического взвеши1723497

20

30 вания обратно пропорциональна весу исследуемого образца.

Кроме того, при определении локальной плотности по известным способам требуется извлечь неповрежденную пробу из заданного участка в объеме образца, что затруднено или невозможно, если проба имеет малый объем (порядка 1 ммэ), извлекается из хрупкого или высокотвердого материала, или из участка сложной геометрической формы, или из участка, прилегающего к поверхности раздела с высокой прочностью связей.

В ряде случаев известные способы вообще не пригодны для определения локальной плотности, например при необходимости извлечения пробы сложной формы (пространственной).

Цель изобретения — повышение точности и надежности определения локальной плотности при одновременном упрощении способа.

Для достижения поставленной цели согласно. способу определения плотности твеодого тела, включающему последователь. .ое взвешивание исследуемого тела в воздухе и во вспомогательной жидкости и определение искомой величины, осуществляют отбор материала из анализируемой части объема твердого тела в воздухе и во вспомогательной жидкости при обеспечении постоянства температуры и давления обеих сред в процессе взвешивания до и после отбора материала образца и определяют искомую величину по формуле р(— + 0, P — P> dt — 0 (Р— Р ) — (Є— Pj) где о - локальная плотность заданной части объема и испытуемого твердого тела при температуре 1;

d< — плотность жидкости при температуpet; п- плотность воздуха;

Р и Pi — вес тела в воздухе и в исходном состоянии соответственно после отбора материала из анализируемого объема;

P и Р1 — вес тела в жидкости при тем1 1 пературе t в исходном состоянии и после отбора материала из анализируемого объема.

Предлагаемый способ предусматривает взвешивание в воздухе и в жидкости всего твердого тела, из анализируемого объема которого отбирается небольшое количество материала, что позволяет на несколько порядков повысить точность определения локальной плотности. Кроме того, 35

55 предлагаемый способ не требует отбора неповрежденной пробы, что упрощает способ и повышает надежность определения локальной плотности, Отбор материала из анализируемого объема можно проводить любым известным способом: сверлением, шлифованием, резанием и т.д

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Последовательно взвешивают исследуемое твердое тело в воздухе и в жидкости с известной плотностью (определение значений P и Р1 соответственно). Измеряют температуру и давление воздуха и температуру

tжидкости,,после чего по стандартным таблицам определяют плотность воздуха ои плотность жидкости бь Отбирают материал из анализируемой части объема названного твердого тела, которое вновь взвешивают в воздухе и в жидкости (определение значений Р1 и Р1 соответственно, обеспечивая

1 постоянство температуры воздуха и жидкости на протяжении всего процесса вэвешивания). Определяют величину локальной плотности р в анализируемой части объема твердого тела по формуле р

1) (1 где а — плотность воздуха;

d< — плотность жидкости при температуpet;

P и Р1 — вес тела в воздухе в исходном состоянии и после отбора материала соответственно„

P и Р1 — вес тела в жидкости при тем1 пературе t в исходном состоянии и после отбора материала соответственно, Пример. Из спеченной цилиндрической прессовки, изготовленной из порошковой хромистой стали, вырезан темплет диаметром 55 мм и толщиной 12 мм, ориентированный перпендикулярно к продольной оси прессовки. Результаты гидростатического взвешивания темплета: вес в воздухе P = 219,156 г, вес в дистиллированной воде при 20,5 С P" = 190,860 г.

Средняя плотность теплета, определенная по способу-прототипу, составила 7,7223 г/см .

По данным металлографического анализа в структуре темплета присутствуют поры, локализованные преимущественно вблизи его центра, что должно привести к уменьшению плотности центральной части темплета. Для оценки величины этого эффекта определена с использованием предлагаемого способа локальная плотность. цент1723497

Формула изобретения

Составитель С.Беловодченко

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 1061 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул.Гагарина, 101 ральной части темплета. С этой целью в центре темплета в направлении, совпадающем с нормалью к его плоской поверхности, высверлено углубление диаметром 5 мм на глубину 5 мм, после чего проведено повторное взвешивание темплета в воздухе (Р1

=218,400 г) и в дистиллированной воде при

20.5ОС (Р " = 190,200 г). Локальная плотность, определенная по предлагаемому способу, составила 7,3900 г/смз, т.е. была на 4о ниже, чем средняя плотность темплета, определенная известным способом.

Способ определения локальной плотности твердых тел, включающий последовательное взвешивание исследуемого тела в воздухе и во вспомогательной жидкости с известной плотностью и определение искомойвеличины,отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности определения, осуществляют отбор материала из анализируемой части объема твердого тела, после чего производятдополнительное взвешивание твердого тела в воздухе и во вспомогательной жидкости при

5 обеспечении постоянства температуры и давления обеих сред в процессе взвешивания до и после отбора материала образца и определяют искомую величину по формуле где / — локальная плотность части обьема твердого тела;

d< — плотность жидкости;

15 ст- плотность воздуха;

P и Р— вес тела в воздухе в исходном состоянии и после отбора материала соответственно

P и Р— вес тела в жидкости в исход1

20 ном состоянии и после отбора материала соответственно.