Способ определения чистоты расплава легких сплавов

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для анализа степени загрязненности легких сплавов твердыми неметаллическими примесями в металлургии . Цель изобретения: повышение точности . При обработке расплава ультразвуком в режиме кавитации эту обработку провэдят до образования стабильной зоны развитой кавитации, а регистрацию проводят в объеме расплава вне созданной зоны. Степень кавитации может быть 30-70%, а регистрацию проводят на расстоянии 0,1-1,0 длины волны звука в расплаве от поверхности излучения . 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N. 29/04

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4839802/28 (22) 29,03.90 (46) 15.06.92. Бюл. М 22 (71) Всесоюзный институт легких сплавов (72) П.Н.Швецов, З.К.Кузьминская, В.А.Данилкин, Г.И,Эскин и А.Ю.Смолин (53) 620.179.16 (088;8) (56) Патент США кл. G 01 N 29/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N. 803651, кл. G 01 N 29/00, 1979. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ЧИСТОТЫ

РАСПЛАВА ЛЕГКИХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к металлургии и предназначается для исследования и анализа степени загрязненности легких сплавов твердыми неметаллическими примесями, например включениями окиси алюминия алюминиевых сплавов в процессе их расплавления, рафинирования и разливки.

Существует способ определения включений в расплавах алюминия и других сплавах, основанный на введении в расплав высокочастотных ультразвуковых колебаний и последующей регистрации колебаний, отраженных от частиц примесей.

Способ позволяет производить лишь качественную оценку степени загрязненности расплава, так как регистрируемые спектры отраженных колебаний могут указать лишь на относительную разницу в чистоте двух или нескольких контролируемых сплавов и не пригоден для количественного измерения общего содержания примесей,,,. Щ„, 1741057 А1 (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для анализа степени загрязненности легких сплавов твердыми неметаллическими примесями в металлургии. Цель изобретения: повышение точности. При обработке расплава ультразвуком в режиме кавитации эту обработку проведят до образования стабильной зоны развитой кавитации, а регистрацию проводят в o6beме расплава вне созданной зоны. Степень кавитации может быть 30-70, а регистра- цию проводят на расстоянии 0,1-1,0 длины . волны звука в расплаве от поверхности излучения. 2 з,п. ф-лы, 1 табл.Известен способ определения содержания неметаллических включений в легких сплавах, включающий ультразвуковую обработку расплава интенсивными ультразвуковыми колебаниями в режиме кавитации и регистрацию параметров колебаний источника ультразвука (колебательной скорости) и амплитудно-частотного спектра кавитационного процесса в расплаве. При заданной ф и контролируемой степени развития кавитации в пределах 75-100, измеряемая колебательная скорость источника ультразвука, принята за меру содержания твердых неметаллических включений. Способ позволяет определять общее содержание включений в диапазоне концентраций 0;001 — 0,1 мас.7;.

Недостатком известного способа является низкая точность определения содержания включений. Ошибка составляет, как правило, 25Я, и выше. Основным фактором, обуславливающим снижение точности, является необходимоСть измерения параметров ка1741057

Расстояние места измерения колебаний от источника ультазв ка,2»

Содержание окиси алюминия, мас. %

Степень развития кавитации, %

Способ

Ошибка определения, %

Известный

0,05 (в зоне кавита ии

100

0.008 .

30

0,1

0,0075

Предлагаемый

0.007

0,25

1,0

0,00 6

10

1,2

0,011

63. Запредельные значения

0,08

0,009

27 витации непосредственно в зоне развития кавитации, что нарушает ее стабильность.

При столь высокой степени развития кавитации возможно "осколочное" образование кавитационных полостей, что также отрица- 5 тельно сказывается на показателях точности.

Целью изобретения является повышение точности определения чистоты расплава. 10

Поставленная цель достигается тем, что обработку расплава ультразвуком проводят до образования стабильной зоны развитой кавитации, а регистрацию ее параметров 15 осуществляют в объеме расплава вне созданной зоны кавитации . Способ основан на создании в расплаве более стабильной в сравнении с известным способом зоны развитой кавитации, что достигается тем, что 20 зону создают при степени развития кавитации. равной 30 — 70%, и при этом регистрацию параметров осуществляют на расстоянии; равном 0,1 — 1,0 длины волны звука в расплаве от источника излучения. 25

Пример (осуществление способа).

Расплав технически чистого алюминия марки А85 был приготовлен в плавильной печи типа СШОЛ-11, 6/22-МЗ (электропечь сопротивления шахтная лабораторная). От 30 приготовленного расплава отбирали пробу жидкого металла 0,6 кг и заливали в испытательную установку, где нагревали про- . . бу до температуры, равной 750 С, что на

90 С выше температуры ликвидуса алюми- 35 ния (температура ликвидус равна 660 С), Затем производили обработку пробы расплава ультразвуком частотой 22 кГц с помощью цилиндрического излучателя диаметром 15 мм, создавая развитую кави- 40 тацию различной степени ее развития (см. таблицу). При данном режиме ультразвуковой обработки с помощью кавитометра производили измерение энергии колебаний, обусловленных кавитационным процессом 45 в объеме расплава на различных расстояни-. ях от источника ультразвука (длина волны звука в расплаве алюминия равна 240 мм).

По среднему значению (из 5 — 6 измерений) величины энергии колебаний определяли содержание окиси алюминия в расплаве технически чистого алюминия, которое составило 0,007 мас.%. Контрольное определение содержания окиси алюминия в расплаве нейтронно-активационным методом показало значение 0,0065 мас, %, Одновременно с этими измерениями производили определения в пробах расплава содержания окиси алюминия по известному способу и с применением операций с запредельными значениями степени развития кавитации и места измерения параметров колебаний (см. таблицу), Результаты этих измерений, а также расчетные значения точности определения содержания окиси алюминия в алюминии представлены в таблице.

Из представленных результатов видно, что точность определения содержания окиси алюминия в алюминии по предлагаемому способу более чем в 2 раза выше точности анализа степени загрязненности расплава окислами по известному способу.

Формула изобретения

1. Способ определения чистоты расплава легких сплавов, заключающийся в том, что расплав обрабатывают ультразвуком в режиме кавитации и регистрируют ее параметры, по которым судят о чистоте расплава, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения точности, обработку ультразвуком проводят до образования стабильной зоны развитой кавитации, а регистрацию параметров осуществляют s объеме расплава вне созданной эоны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что зону создают при степени кавитации, равной 30 — 70%.

3, Способ по п,1, отличающийся тем, что регистрацию параметров осуществляют на расстоянии 0,1 — 1,0 длины волны звука в расплаве от поверхности излучения.