Способ определения количества свободного углерода в чугуне

ОП ИСАНИВ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и 993109

Союз Совегсинк

Сециаписгичесиик респубпни (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28.11.80 (21) 3210958/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5! )М. Кл. Cj 01 М27/72

ВВудвРствгккй1 кенвгег

CCCP яв аам язебрвтеввй и еткрмтвй (5З ) Я К62 1.785..08-97.8) Опубликовано 30.01.83. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 30.01.83

« °

/ ., А. Я. Бетенькова, P. Е. Ершов и Т. Г. Иваненко.

« (72) Авторы изобретения

I (7l) Заявитель Институт физики им, Л. В. Киренского Сибирского отд (54} СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА СВОБОДНОГО

УГЛЕРОДА В ЧУГУНЕ

Изобретение относится к физико техническому анализу, металлов и спла вов и может быть использовано для оп-ределения количества свободного углерода в чугуне.

Известен способ контроля содержания углерода в стали, основанный на измвнвнии объема магнитной фазы нри прохождении через точку Кюри цементита и вытекающем отскда изменении магнитного пь- в тока через контролируемый образец. Способ заключается в отливке пробного образца в кокиль, Охлаждении с произвольной скоростью от 700 до 500ОС, оз лаждении в нзотермической ваи не до

230-330ОС, намагничивании образца постоянным полем до насыщения и измерении приращения магнитного потока при охлаждении образца от 230330 С до

40 С. По изменению магнитногопотока 1о судят о содержании углерода в стали(1 .

К недостаткам способа контроля со держания углерода в стали относятся низкая чувствительность метода и его

2 большая трудоемкость, Относительное изменение магнитного потока соотвщ ствует процентному содержанию цемеитита в стали и составляет 3-5%, что определяет цедостаточную чувствитель ность метода.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения количества свободного углерода в чугуне, заключающийся в том, что контролируемое изделие намагничиъиот до насыщения переменным полем и as вто» ричной ЭДС наведенной в искательной катушке, вьщеляют ее третью гармонику.

О количестве свободного углерода судят по отношению амплитуд третьей гармоники вторичной ЭДС при 250 и 20ОС.

Недостаток данного способа заклю чается в низкой точности определения количества свОбОднОгО углерОда в чугф не, кагорая составляет 0,2 Ссво Ъ, так как информацию о количестве cse бодного углерода несет только часть

3 9931 вторичной ЭДС, в частности третья гармоника.

Цель изобретения - повышение чувст вительности способа.

Поставленная цель достигается сот ласно способу определения количества свободного углерода в чугуне, включающему намагничивание контролируемого образца до насьпцения переменным полем . при 20 и 250 С, измерение вторичной î о

ЭДС, при котором замеряют проинтегрированную вторичную ЭДС в момент прохождения намагничивающего поля через нуль, а количество свободного углерода определяют по отношению проинтегрированной в вторичной ЭДС в момент прохождения намагничивающего поля через нуль при

250 и 20 С, по формуле где с&об бодного углерода, %;

Ео „ o Eo доog проинтегрир ванная вторичная ЭДС в момент прохождения намагничиЗО вающего поля через нуль при температурах образца 250о и 20 С; и и Ъ вЂ” коэффициенты регрессии.

На фиг, 1 представлена схема реа-, лизации способа; на фиг. 2 зависимость процентного содержания свободного уг4О лерода я чугуне от отношения значений проинтегрированной вторичной ЭДС в момент прохождения намагничивающего поля через нуль нрй температурах образца 250 и 20оС

Схема включает намагничивакФцие обмотки 1 (при 20 C) и 2 (при 250 С), батареи конденсаторов 3 для уменьше ния коэффициента нелинейных искажений при настройке контура в резонанс и уве50 личения силы намагничивающего тока, сопротивление 4, искательные катушки

5 и 6, интеграторы 7 и 8, генераторы строб импульса 9 и 10, стробирующие устройства 11 и 12, измеритель 13 от»

55 ношений

Способ определения свободного угле-" рода в чугуне осуществляют следующим образом.

09 4

Контролируемое изделие 14 намагничивают до насыщения переменным. маг нитным полем с помощью обмоток 1 и

2-соответственно при 20 и 250 С.

Возникающая при этом в искательных катушках 5 и 6 ЭДС подается на идентичные интеграторы 7 и 8. Одновременно сигнал с сопротивления 4 в цепи питания поступает на генераторы строб-импульса 9 и 10, вырабатывающие импульс в момент прохождения намагничивающего через нулевое значение. Этот строб-импульс вместе с проинтегрированным сигналом поступает в стробирующие устрой тва 11 и 12 с последних сигнал Ео= Ugt(H=0 подается на измеритель

13 отноше ий, который регистрирует m ношение значений проинтегрированной вторичной ЭДС в момент прохождения намагничивающего поля через нуль при температурах образца 250 и 20 С, т.е. отношение значений динамической остаточной намагниченности при этих же температурах.

По значениям зависимости процентного содержания свободного углерода в чугуне (фиг. 2), определенного согласно

ГОСТ 22366-1-77, от отношения динамических остаточных намагниченностей о. при 250 и 20 С определяют коэффициенты линии регрессии, коэффициент корреляции и среднюю квадратичную ошибку.

Методом наименьших квадратов получают формулу, связывающую ...Eo =юо с

Eo, = ГЬ с

Е оо

5(а

Ео ggос где С вЂ” количество свободного углерода, %;

Е, = сИ/H=O — проинтегрированная вторичная ЭДС при прохождении намат ничивающего поля через нуль и подсчитывают коэффициенты линии pevpeccuu а и в, при этом а=4,89 в=1,96.

Коэффициент линейной корреляции для данной зависимости равен -1, что говорит о достаточно большой (ранее предполагаемой) тесноте линейной связи.

Средняя квадратичная ошибка при оп- ределении количества свободного углеро5 993109 6 да в чугуне данным способом, определен- Предлагаемый способ контроля на свобод I св ная по формуле ный углерод С прн известном содержании общего углерода, определенного другими способами, дает возможность .быстро определить колнчество связанного

I углерода С ц путем вычитания: своь

С СQ5% «С р ) а значит и своб св где cBob.иэм- с&со.par. соотношение концентраций свободного О/О мам своб (< ) н связанного углерода, т.е. предсказать в механические свойства чугуна данной

Сся об (%), что н опре- плавки без изготовления специальных делЯет точность предлагаемого способа. образцов для механических испытаний

Механические свойства чугуна опреде-. н проводить неразрушающий контроль, что лЯютсЯ соотношением концентраци3 свобод- экономит время и материал. ного (графита) и связанного (цементнта) ,1$ углерода. На практике обычно проводится В таблице представлены данные контроль плавок на общий углерод. Кон- цо количеству свободного углерода, троль на свободный углерод проводится определенного по предлагаемому споI редко ввиду его большой трудоемкости собу.

1,21

2,56

2,39

2,41

1,23

1,26

1,29

2,21

1,33

2,52

2,03

1,4

1,4

2,2

1,53

2,47

2,45

1,93

0,09

0,1 меряют проинтегрированную Ð I0

ЭДС в момент прохождения намагни. чивающего поля через нуль, а количество свободного углерода определяют по отношению проинтегрированной вторичной

ЭДС в момент прохождения поля через нуль прн 250 н 20оС по формуле

Предлагаемый споеоб позволяет новы= сить точность определеякя свободного углерода в 1,5 раза ио сравнению с из; вестным, Формула изобретения

Способ определения колячества csoбодного углерода в чугуие, включакицнй намагничивание контролируемого обрааьца до насыщения переменмым полем прн

250 и 20 С, измереняе вторичной ЭДС, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности, за pg=g5o с

С = с + О+ = гос

С-,, — "m 0

СВОб бодного углеро-. да, %; где

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 613234, кл. 4 01 N 27/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

tO ¹ 877416, кл. С 01 N 27/00, 1980.

7 00310É о,а"-25о с о,6 20ос ванная вторичная ЭДС в мо- мент прохождения намагничи- 5 вакецего поля через нуль при температурах образца 250 и 20ОС, 8 т и Ь - коэффициенты регрессии

ВНИИПИ Заказ 445/58 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4