Способ изучения кинетики фазовых превращений в материалах Советский патент 1986 года по МПК G01N23/20 

Изобретение относится к рентгено- структурньц- исследованиям материалов при высоких и низких температурах.

Цель изобретения - расширение возможностей способа для изучения кинетики структурных превращений при охлаждении и изотермических выдержка

На фиг. 1 показаны примеры дифрак тогра: 1М, снятых при осуществлении способа; на фиг. 2 - С-образные кривые изотермического превращения аустенита.

Способ осуществляется следукнцим образом.

Образец в виде проволоки или ленты навивают на подакщий барабан и устанавливают в протяжный механизм рентгеновской высокотемпературной вакуумной камеры. Подающий и приемный барабаны протяжного механизма смонтированы вне нагревателей. Обра- зец проходит вдоль осей первого и второго цилиндрических нагревателей. После монтажа камеры и вакуумировани ее проводится нагрев нагревателей до заранее установленных температур. Температура первого нагревателя Т более высокая, чем температура второго нагревателя и определяется из следующего соотношения

„-c,,e. ,.,

т 1г-г

1 / /,-.,(- л t

Сг.(С,-С

.i f ; r4 -fev;

а.

с . ki КЗ

де

Т г 1,

температура внутри нагре- Вертельного элемента; длина нагревательного элемента;

расстояние между нагревателями;

Р - периметр поперечного сечения образца; S - площадь поперечного се.чения образца;

сС - коэффициент теплообмена; К - коэффициент теплопроводности;

О - удельная теплопроводность;

0 - плотность материала образца;

V - скорость перемещения образца.

Изучение кинетики превращен,гл материала при изотермической выде; жке на поднгокном или неподвижном образце проводится во втором нагревателе камеры. Структурные изменения в материале образца после термообработки, которую получил образец после нагрева до высокой температуры, а затем охлаж ения его до более низкой температуры и изотермической выдержки при этой температуре, устанавливают по изменению вида профиля дифракционных кривых. После изучения струк- турньк превращений при выбряьных температурах устанавливают зависимость структурных изменаний от времени изотермической вьщержки.

Предлагаемый способ изучения кинетики фазовых превращений был применен в высокотемпературной рентгеновской камере, установленной на рентгеновском дифрактометре и содержащей стакан с гюдающим и приемным барабанами и механизмом перемотки

образца.

В качестве примера осуществления предлагаемого способа приводятся результаты изучения диаграммы изотермического превращения аустенита в

феррит и цементит стали 30X13.

На фиг. 1 показано изменение вида дифрактометрйческих кривых; на фиг, 2 - диаграмма изотермического превращения аустенита.

В нагревательном элементе обра-v °

зец нагревают до 1000 С, т.е. до аустенитной области. Режим нагрева нагревательного элемента рассчитан с учетом теплофизических свойств мате- риала образца, конструктивных особенностей камеры и скорости перемещения образца. Для образца диаметром 0,30 мм и скорость перемещения 0,05 м/мин установлена в нагревательном элементе расчетная температура 1140 С. После нагрева образца до 1000 С он перемещается протяжным механизмом во второй нагреватель, в котором поддерживается температура, равная температуре превращения.

Съемку рентгенограмм проводят от подвижного образца. Начало превращения аус.теиита отмечается по появлению линии (110) феррита, а конец превращения по исчезновению линии аустенита (111); что видно из фиг. I, где показаны участки рентгеновских дифрак- тограмм: с линиями (110) феррита и

(1П) аустенита, снятых в излучении при температуре изотермической вьщержке образца 650 С. Кривая 1 получена после вьщержки в течение 120 с, кривая 2 - после 720 с, а кривая 3 - после 1,4 ч и зарегистрирована от неподвижного образца.

На фиг. 2 представлены кривая 4 начала изотермического превращения аустенита стали 30x13 и кривая 5 конца изотермического превращения аустенита. Точками на кривых отмечены экспериментально полученные с применением предлагаемого способа значения времени начала и конца прев ращения Совпадение экспериментальных точек с кривыми диаграммы и изотермического превращения стали 30x13 свидетельствует о том, что предлагаемый способ может быть применен для изу- ченил кинетики структурных превращений при охлазвдении металлов до заданной температуры.

Изучение кинетики фазовых превращений в материалах при охлаждении и изотермических выдержках на рентгеновском дифрактометре с применением высокотемпературной дифрактометрической установки с приставкой для длинномерных образцов возможно только при нагреве до заданной расчетной температуры.

Применение предлагаемого способа изучения кинетики фазовых превращений в материалах на рентгеновских установках и камерах позволяет изучать ки

нетику фазовь х превращений при охлаждении образца до требуемой температуры, например, изучать диаграммы изотермического превращения сталей и т.п.

Формула иа обретения

Способ изучения кинетики фазовых превращений в материалах по авт.св. № 1087855, отличающийся тем, что, с целью расширения возможности способа для изучения кинетики структурных превращений при охлаждении и изoтep вIчecккx вьщержках, образец перед терьжческой обработкой нагревают до температуры Т вьше температуры в нагревателе камеры и температуры фазового превращения, выбираемой из соотнояения

с

Т «tP :- UJ- C-c(t4J3.

1ц. - V «.г л

)

;

V

УЬЧЙ

.а 2в

a K/cjJ; 6 рв /|С5;

,,, Р, S - констаяты;

оС К

с

я

V

коэффициент теплообмена; коэффициент теплояроводности;

удельная теплопроводность; плотность;

скорость перемещения образца.

ii /4 ,/дм

70

Составитель Е,, Свдохин

Редактор И. Касарда Техред В.Кадар J f l JlT.

Подписное

Заказ 1943/42

Тираж 778

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

, С

Фи9.2

Изобретение относится к области рентг-еноструктурного анализа материалов при высоких и низких температурах. Для изучения кинетики фазовых превращений в материалах при охлгикдении и изотермических выдержках на рентгеновских дифрактометрах с приставкой для длинномерных образцов перед термической обработкой образец нагрева- ют до заданной расчетной температуры Т. Значение температуры Т определяется теплофизическими параметрами и скоростью перемещения образца и должно быть вьше температуры в нагревателе камеры и температуры фазового превращения. Изобретение дополнительное к авт.св. 1087855. 2 ил. to to nU О5 00 о