Устройство для определения трещиноустойчивости литейного сплава Советский патент 1986 года по МПК G01N33/20 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для определения трещиноустой- чивости сплава, и предназначено для использования в литейных лабораториях заводов и научно-исследовательских институтах, занимающихся проблемами литейного производства.

Цель изобретейия - повьшение точности измерения за. ач:ет одновременного определения, комплекса температурных, силовых и деформационных характеристик процесса трещинообразова- ния сплава.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - схема ступенчатой литейной пробы; на фиг. 3 - схема установки электродов в пробе.

Устройство для комплексного определения характеристик трещиноустой- чивости сплавов состоит (фиг, 1) из опоки 1, в которой формируется ступенчатая проба 2, литниковой чаши 3, болтов 4 для односторонней фиксации затвердевающего металла,термопары 5, тяги 6, последовательно соединяющей упругодеформирующую пластину 7 с затвердевающим металлом датчика 8 линейных перемещений (от- тарированного на усилие) ферродинами- ческого датчика 8 (ФД-3) с точностью до 0,1%, преобразующего линейные перемещения в электросигналы, потенциометра 10 (Э11П-09), регистрирующего деформацию и температуру. На расстоянии 0,025 длины пробы от центра термического узла установлены электроды

11измерительной цепи. В центре термического узла установлен дубликат

12электродов измерительной цепи. Электроды измерительной цепи и дубликат подключены к универсальным измерительным приборам 13 и 14 УПИП-60М.

С целью повьшения точности измерений электроды необходимо изготавливать из материала с минимальным электросопротивлением (например стал 10 0 1,6 мм) и подключать к универ- сальному переносному измерительному прибору,работающему по принципу двойного моста.

Для устранения помех и побочных эффектов, не связанных с процессом

образования трещины, в центре терми- 55 ческого узла между проводами измерительной цепи устанавливается дубликат фиксирующий i. уровень помех и побоч5

0

5

ных эффектов. Разность между показателями электросопротивления проводов измерительной цепи и дубликатом дает возможность определить интенсивное электросопротивление термического узла, связанное с появлением трещины, и по его измерению определить момент образования трещины и синхронизировать его с температурными силовыми |и деформационными параметрами процесса трещинообразования литого сплава при затвердевании. Для повышения точности измерений электроды измерительной и дублирующей цепи необходимо изготавливать с одинаковым минималь- Hbw электросопротивлением, поскольку с уменьшением электросопротивления электродов уменьшается величина абсолютной погрешности измерений.

С целью -упрощения конструкции установки и получения синхронной информации о нагрузке и деформации в процессе трещинообразования в качестве устройства для создания затрудненной усадки используют, упругодеформирующую пластину (выполненную из реверсивной стали) установленную между литейной формой и датчиком линейных перемещений и последовательно соединенную с затвердеваюпрм металлом и датчиком посредством тяг.

С целью упрощения конструкции установки и повышения точности измерений в качестве преобразователя литейных перемещений в электрические сигналы используют ферродинамический датчик, который преобразовывает сигналы с. точностью до 0,1%. Датчик установлен после датчика линейных пере мещений.

Центр сопряжения полости литейной формы, образующей переход от одного диаметра к другому, определяется как точка измерения радиуса кривизны сопряжения (точка перехода от одного радиуса к другому) отнесенная к оси ступенчатой пробы ( фиг.- 2, точка С).

Электроды 11 измерительной цепи устанавливаются на расстоянии 0,25- 0,5 большого диаметра ((D) полости литейной формы от центра сопряжения (точка с)-, а в центре сопряжения установлен дубликат 12 электродов измерительной цепи (фиг. 3).

0

5

0

5

0

Установка электродов измерительной цепи на расстоянии 0,25-0,5 большого диаметра от центра сопряжения обусловлена тем, что именно в

этом объеме литейной формы возникают максимальные напряжения, вследствие сопряжения различных диаметров отливки при затвердевании стали, приводящие к образованию и развитию трещин.

Установка электродов измерительной цепи на расстоянии 0,25-0,5 большого диаметра от-центра сопряжения позволяет исследовать оптимальный объем металла, в котором происходит процесс зарождения и развития трещин и одновременно регистрировать комплекс температурных силовых и деформационных характеристик процесса трещинообразования.

Установка электродов измерительной цепи на расстоянии более 0,5 большого диаметра от центра сопряжения полости литейной формы нецелесообразна вследствие повьшения уровня помех, не связанных с процессом образования трещины.

Установка измерительной цепи на расстоянии менее 0,25 большого диаметра от центра сопряжения нецелесообразна вследствие возможного возникновения трещин за пределами исследуемого объема металла.

Установка работает следующим обра зом.

Расплавленный металл, залитый в литниковую чашу 3, заполняет форму 1 в виде стзшенчатой пробы 2.Кристаллизующийся металл фиксируется с одной стороны болтами 4, с другой - упругодеформирующая пластина 7 чере тягу 6 создает затрудненную усадку которая в виде деформации регистрируется датчиком 8 (предварительно от- тарированного по нагруз.ке) преобразовывается датчиком 9 и записьшается потенциометром 10 одновременно с показателями термопары 5 (предварительно оттарированной по показаниям тер- мопары, установленной в термическом узле). Это дает возможность одновременно определять температзфные,силовые и деформационные характеристики процесса распространения трещины.

С целью одновременного определения температурных и силовых параметров процесса образования трещины при за- ли вке металла включается измеритель- нал электроцепь, регистрирующая электросопротивление термического узла и дублирующая электроцепь,ре-

10

t5

20

5

о

Q с ,.

5

5

гистрирующая уровень помех, связанных с температурой металла По разности электросопротивления измерительной и дублирующей цепи определяется истинное электросойротив- ление термического узла, которое при появлении трещины увеличивается в 2-3 раза. Фиксация момента образования трещины во времени по показаниям приборов 13 и 14 позволяет связать процесс трещинообразования с температурными, деформационными и силовыми характеристиками затрудненной .усадкя регистрирующим потенциометром 10.

В результате одной заливки одновременно определяется комплекс температурных, силовых и деформационных характеристик процесса трещинообразования литого сплава при затвердевании.

Формула - изобретения

. 1. Устройство для определения тре- щиноустойчивости литейного сплава, содержащее литейную форму, тягу, . один конец которой расположен в полости литейной формы, датчик литейных перемещений, соединенный с преобразователем линейных перемещений в электрические сигналы, выход которого соединен с первым входом измерительного прибора, второй вход которого соединен с термопарой, установленной в полости литейной формы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения оно снабжено упругодеформирующей пластиной, двумя измерительными электродами, компенсационным электродом, двумя дополнительными измерительными приборами, причем литейная форма выполнена ступенчатой с сопряжением ступеней . по радиусу, измерительные электроды установлены в полости литейной формы на расстоянии 0,25-0,5 большого диаметра ступеней от центра сопряжения ступеней литейной формы, а компенсационный электрод установлен в центре сопряжения стзшеней литейной формы, два измерительных электрода и компенсационный электрод соединены соответственно с первым и вторым дополнительными измерительными приборами, другой конец тяги через упругодефор- мирующую пластину соединен с датчи-. ком линейных перемещений512477476

2. Устройство по п. 1, о т л и-3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измеритель-чающееся тем, что в качест- ные и компенсационньй электроды вы-не преобразователя линейных переме- полнены из материала с одинаковым5 щений в электрические сигналы приме- электросопротивлением.нен ферродинамический датчик.

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к устройствам для определения трещино- устойчивости сплавов. Цель изобретения - повьшение точности измере.ния. Устройство содержит литейнзпо форму, состоящую из опоки 1, в которой формируется проба 2, тягу 6,один конец которой расположен в полости литейной формы, датчик 8 линейных перемещений, соединенный с преобра- . i зователем линейных перемещений в электрический сигнал, выход которого соединен с первым входом измерительного прибора 10 (потенциометра), второй вход которого соединен с термопарой 5, установленной в . полости литейной формы, два измерительных электрода 11. В центре термического узла установлен дубликат 12 электродов измерительной цепи. Электроды измерительной цепи дубликата подключены к измерительным приборам 13, 14. Сущность изобретения заключается в том, что на приборе 13 измеряется электросопротивление проводов измерительной цепи, а на приборе 14 - электросопротивление дубликата. PaSHocTb- между показаниями указанных приборов дает возможность определить истинное электросопротивление термического узла, связанное с появлением трещины, и по его измерению определить момент образования трещины и синхронизировать его с температурными и деформационными параметрами процесса трещинообра- зования, замеряемыми прибором 10. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л ю 4 vi «j .5

фиг, 2 11 12 11

Редактор В.Ковтун

Составитель А.Абросимов

Техред Л.Олейник Корректор М.Шароши

Заказ 4117/42. Тираж 778 . Подписное ВНИИПИ 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