Способ контроля содержания углерода в металлах Советский патент 1984 года по МПК G01N27/02 

:л

У1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для неразрушающего контроля содержания углерода в тугоплавких металлах. Известен способ определения сост ва, заключающийся в измерении их электросопротивлений, согласно кото рому измеряют электросопротивление исследуемого образца в интервале температур 100-1000 С. Состав образ ца определяют, сравнивая кривые зависимости электросопротивления от температуры с градуировочными кривы для углерода в данном металле lj. Недостатком данного способа явля ется низкая чувствительность, что н позволяет измерять малые концентрации примесей..Это вызвано их незначительным влиянием на электросопротивление в данном интервале темпера тур. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ контроля концентрации примесей в металле по остаточному сопротивлению, включающий измерение элек росопротивления образца при темпера туре жидкого гелия, согласно которому измеряют электросопротивление исследуемого образца при комнатной температуре, охлаждают образец до температуры жидкого геля -4,2 К и определяют его электросопротивление . По отношению электросопротивле НИИ определяют концентрацию примесе в металлеtij. Недостатком известного способа является низкая чувствительность, не обеспечивающая определение малых менее 10 ат.% примесей углерода в металле. Это вызвано тем, что при низких температурах, когда растворимость мала, атомы углерода собира ются в кластеры на границах зерен или на поверхности образца, и их вклад в электросопротивление мал. Цель изобретения - повьшение чувствительности контроля содержани углерода в тугоплавких металлах. Поставленная цель достига:ется тем, что согласно способу определен концентрации углерода в металле, включающему измерение электросопротивления образца при температуре жидкого гелия,это измерение произво дят дважды, нагревая образец перед обоими измерения1-да до температуры. составляющей 0,4-0,6 от абсолютной температуры плавления данного металла, и охлаждая до температуры жидкого гелия со скоростью 0,5-5 град/мин перед первым измерением и со скоростью 10 град/с перед вторым, по разности электросопротивлений судят о содержании углерода в металле. /-Выбор температурной области, до которой производится нагрев, обусловлен тем, что для металлов рассматриваемой группы температура рекристаллизации больше 0,4 температуры плавле ния (Tf,. ) , что позволяет стабилизировать и дислокационную структуру исследуемого образца, а нагрев вьше 0,6 If образцов с предварительным насыщением углеродом, приводит к уменьшению прироста электросопротивления, что связано с заметным вкладом вакансий, взаимодействием их с углеродом. Режимы скоростей отжига и закалки обусловлены следующими причинами. Для меньших скоростей охлаждения требуются большие вр.емена отжига. Меньшие скорости охлаждения при отжиге не влияют на результат определения концентрации примеси внедрения (углерода), однако применять малые . скорости охлаждения нецелесообразно, поскольку это приводит к большим временам отжига, т.е. к неэкономному расходу времени, а именно, затратам. При значениях скорости отжига более 5 град/мин не успевает установиться равновесие для данной тем% .пературы распределения примесей внедрения (углерода) по образцу и не обеспечивается стабилизация зеренной и дислокационных структур, что приводит к снижению чувствительности способа. Скорость охлаждения при закалке Ю град/ с является оптимальной, поскольку меньшие скорости охлаждения не позволяют зафиксировать все атомы междоузельной примеси (углерода) в равномерно распределенном состоянии по объему образца в процессе закалки, что приводит к снижению точности и чувствительности способа. Большие скорости охлаждения при закалке в гелии (II) можно реализовать только на очень тонких (меньше 10 мкм) образцах, однако даже для тонких образцов это приводит к сни-г

СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В МЕТАЛЛАХ, включающий измерение электросопротивления образца при температуре жидкого гелия, о т л и ч а ю щ и и с я тем, чтр,1 с целью повышения чувствительности KOHtроля содержания углерода в тугоплавких металлах, измерение зЛектросопротивления производят дважды, нагревая образец перед обоими измерениями до температуры, составляющей 0,4-0,6 от абсолютной температуры плавления данного металла, и, охлаждая до температуры жидкого гелия со скоростью 0,5-5,0 град/мин перед первым изме рением и 10 град/с перед вторым, по разности электросопротивлений судят о содержании углерода в металле. СП с