Устройство для термографического анализа сплавов

Союэ Советских — Социалистических

Республик

О rI И C A H H K ()))658454

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТИЛЬСТВУ (6ll) Дополнительное к авт. свид-ву2 (51) М. Кл.

601 Й25/02 (22) Заявлено 09. 08. 76 (2>) 2394905/18-25 с прщ..оединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гасударственный квинтет

СССР аа делам изобретений и аткрьпий

Опубликовано 25. 04. 79. Бюллетень №15

Дата опубликования описания 25. 04. 79 (53) УДК 536. 42 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. А. Наркевич, Н. К. Бложко, М. P. Прохоров и Э, П. Ульянова

Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

СПЛАВОВ

Изобретение относится к области приборостроения, в частности, к установкам для термографи-) ческого анализа сплавов, в основном чугунов и сталей.

Известно устройство для термографического анализа сплавов, включающее датчик температу- 3 ры, прибор для записи кривых охлаждения, пробницу и подставку(j.

Особенностью этого устройства является конструктивное решение пробницы и подставки. Проб-)О ница выполнена заодно. с термопарой разового пользования, выводы от которой расположены с внешней стороны дна пробнитЬ . В качестве термозлектродной проволоки используется хромельалюмель. Рабочий спай термопары расположен на оси пробницы, и с целью сведения до минимума инерционности не имеет никакого защитного колпачка. Вывод на геометрическую ось в тепловой центр пробницы рабочего спая термопары производится в огнеупорной арматуре. Пробница выпол- 2В иена тонкостенной, что делает ее компактной, легкой и достаточно прочной. Подставка в установке выполнена в форме контакпгого стола, при помещении на который пробницы происходит замыкание термопары на вторичный прибор.

К недостаткам установки можно отнести то, что заливка металла осуществляется непосредственно в пробницу, а это может приводить к смещению как теплового центра пробы с геометрической оси пробницы за счет неравномерности нагрева ее стенок в месте падения струи, так и к механическому смещению падающей струей рабочего сная термопары с оси пробницы. что в совокупности может вызвать потерю точности измерений. Другим недостатком является одноразовость использования термопарного блока. Термопарный блок состоит из собственно хромель-алюмелевой термопарь1, огнеупорной арматуры и компенсационных проводов (выводов), и все это после разового использования идет в отходы.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению .является устройство для термографического анализа сплавов, включающее термопару с защитным колпачком, прибор для записи кривых охлаждения и измерения содержания компонентов в сплаве и пробницу, выполненную с возможностью перемещения вдоль осн, 658454 совпадающей с осью защитного колпачка термощр (23.

Недостатком устройства является то, что заливка металла осуществляется непосредственно в пробницу, а это приводит к смещению как тепло- 5 вого центра пробы с геометрической оси пробницы за счет неравномерности нагрева ее стенок в месте падения струи, так и механическое смещение падающей струей рабочего сная термопары с оси пробницы, что в совокупности вызывает по- 10 терю точности измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Для этого в верхней части пробницы выполне.на кольцевая воронка и сливные отверстия, рас- 15 положенные под дном воронки, Устройство для термографического анализа с навов представлено на чертеже.

Устройство состоит из стойки 1, на основании которой крепится опора 2 с подвижной подстав- 20 кой 3. Подставка 3 имеет направляющую часть

4 с ручкой 5, которой производится перемещение и. фиксация подставки в верхнем положении.

В подставке также имеется посадочное гнездо, дно которого выполнено в виде толкателя 6, на 25 который устанавливается пробница 7, Пробница .изготавливается из формовочной смеси в виде цилиндрического стакана с приемной кольцевой воронкой 8, выполненной в теле пробницы в верхней ее части. Ниже дна воронки, также s теле проб-30 ницы выполнены симметрично расположенные сливные отверстия 9. На вертикальной стенке стойки крепится вторичный прибор 10, который служит для записи кривых охлаждения и измерения содержания компонентов сплава, и кронштейн 11 с расположенным на нем откидным столом 12, жестко соединенным с термопарой 13. В термопаре предусмотрен запас термоэлектродной проволоки с целью ее длительной эксплуатации. Жесткость положения транспортных каналов для проволоки 4О при организации нового рабочего сная упрощает эту операцию и исключает обрыв термволектродов.

В устройстве обеспечено два фиксированных положения термопары и подставки с пробницей — 4> рабочее и нерабочее.

В рабочем положении (показано на чертеже основными линиями) термопара занимает вертикальное положение (рабочий спай внизу), при этом ось ее защитного колпачка строго соосна с геомет- О рической осью пробницы и подставки, а подставка с пробницей занимают крайнее верхнее положение, при котором рабочий спай термопары находится в тепповом центре пробницы, в нерабо- . чем положении (показано на чертеже тцтрихпун- 55 ктирными линиями) термопара занимает положение, при котором рабочий спай находится вверху за счет перемещения откидного стола в наклонное положение, а подставка с пробницей занимают крайнее нижнее положение.

Устройство предназначено для эксплуатации в непосредственной близости от плавильного агрегата, и ведение термографического анализа на ней осуществляется в следующем порядке: на толкатель 6 устанавливается пробница 7, на рабочий спай термопары 13 — кварцевый наконечник.

Термопара переводится в рабочее положение. 3атем перевсдят пробницу с подставкой в рабочее положение лри помощи ручки 5, при этом толкатель с пробницей утопают в посадочном гнезде подставки 3, чем обеспечивается глубокая посадка пробницы. Глубокая посадка пробницы в гнезде позволяет использовать для ее изготовления недефицитные.стержневые и формовочные смеси с малой прочностью, так как разрушение пробницы при заливке металлом в этом случае произойти не может. После выполнения перечисленных операций отбирают порцию металла из плавильного агрегата и заливают его в пробницу.

При заливке металла в пробницу струю металла направляют в кольцевую воронку 8 пробницы.

Заполнение пробницы в этом случае происходит стекающим равномерно металлом по сюенке пробницы, что исключает неравномерность нагрева стенки и, как следствие, тепловой центр залитой пробы располагается строго на геометрической оси пробницы и, следовательно, становится оправданным соосное расположение кварцевого наконечника термопары и пробницы.

Другим преимуществом такого заполнения пробницы является то, что на кварцевый наконечцик, имеющий наружный диаметр 3 мм с тол. шиной стенки 0,25 мм,не оказывается силового воздействия заливаемым металлом сбоку и колпачок не теряет своей геометрии, а, следовательно, не смещается с оси пробницы рабочий сдай термопары, что повышаЬт точность измерений и обеспечивает легкий съем наконечника с термопары. Легкость съема определяет увеличение многократности использования термопары.

Заливку прекращают с появлением металла из сливных отверстий 9, однако,в случае холодного металла может оказаться, что тепло, аккумулированное в первый момент холодной пробницей, настолько понизит температуру металла, что записывающий прибор не зарегистрирует точку ликвидуса сплава. В этом случае, чтобы провести измерение, необходимо прогреть пробницу, пролив через нее некоторый избыток металла, который, вьпекая через сливные отверстия, собирается в нижней, специально предназначенной части подставки 3.

После заливки пробницы вторичный прибор

10 записывает кривую охлаждения чугуна. Далее,,измеряя расстояние между точкой ликвидуса и эвтектической площадкой на кривой охлажде658454

14 ния, специально тарированной в значениях углеродного эквивалента линейкой 14, определяют углероднътй эквивалент в анализируемом чугуне, Закончив анализ, устройство переводят в нерабобочее положение; при этом сначала опускают 5 подставку 3 с пробницей 7 в нижнее положение.

При их движении вниз защитный колпачок термопары, надежно сцепленный с застывшей пробой, сходит с термолары, а упоры толкателя 6 взаимодействуют с торцовой поверхностью опоры 2 и пробница выталкивается из посадочного гнезда подставки 3. Затем пробницу удаляют с толкателя. Для новых анализов операции на уста новке повторяют в соответствии с вышеизложенj нь!м, 35

Фо рм ул а изобретения

Устройство для термографического анализа сплавов. включающее термопару с защитным колпачком, прибор для записи. кривых охлаждения и измерения содержания компонентов в сплаве и пробницу, выполненную с возможностью перемещения вдоль оси, совпадающей с осью защитного колпачка термолары, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в верхней части пробницы выполнена кольцевая воронка и сливные отверстия, расположенные под дном воронки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA Р 3267732, кл, 73 — 359. ! 966.

2. Патент Швейцарии N 532249, кл. 601 М25/04, 1967.