Способ определения межфазного натяжения на границе металл-шлак Советский патент 1990 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств материалов, а именно поверхностных свойств границы раздела двух высокотемпературных расплавов металла и шлака для случая хорошей смачиваемости металла шлаком, и может быть использовано для оценки и регулирования переноса электродного металла и формирования швов при сварке, а также при разработке сварочных материалов.

Цель изобретения - расширение области применения способа путем обеспечения возможности исследования химически активных шлаков.

П р и м е р. На очищенный и обезжирен- ный пруток диаметром 4 мм из технически

чистого титана с помощью пульверизатора наносили в виде пасты фторид стронция, при этом масса слоя флюса (фторида стронция) составила 8% от массы прутка под флюсом, что соответствует толщине шлаковой пленки 0,2 мм. При массе слоя флюса менее 5% от массы прутка не обеспечивается гарантированное полное покрытие капли металла флюсом, а при массе флюса более 10% возрастают ошибки, связанные с влиянием массы и поверхностного натяжения флюса. Подготовленный пруток с флюсом после просушки на воздухе подают в плавильное пространство печи при достижении там необходимой температуры 1750°С и вертикально устанавливают. При исследовании химически активных металлов в плавильном

ел

ч|

Ј о о

пространстве печи создают и поддерживают защитную среду инертного газа, например аргона, -очищенного от влаги и кислорода. Конец прутка, расположенный в зоне максимального; нагрева, оплавляется, и при этом формируется капля металла, равномерно покрытая тонким слоем шлака. После.отрыва капли определяют ее массу как разность масс прутка с флюсом до опыта и после опыта. Межфазное натяжение рассчитывают с помощью выражения:

a-F-M,(D

где а - мёжфаэное натяжение на границе

металл-шлак, н/м;

m - масса оторвавшейся капли, кг;

г - радиус прутка, м;

g - ускорение силы тяжести, м/с .

Подставляя выражение (Я значения т-1 ,064 , r 2 ,/9 4,lix Х103кг/м3. 9,8 м/с , получим а 1,16 н/м.

0

5

р

0,223 - поправочный коэффициент,

р- плотность жидкого металла, кг/м . Формула изобретения Способ определения межфазного натяжения на границе металл-шлак,заключающийся в приведении прутка исследуемого металла в контакт с флюсом, нагреве нижнего конца прутка до плавления металла и отрыва капли металла от торца прутка и измерение массы оторвавшейся капли, по которой рассчитывают межфазное натяжение, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа путем обеспечения возможности исследования химически активных шлаков, приведение вертикального прутка исследуемого металла в контакт с флюсом осуществляют нанесением слоя флюса на пруток, при этом масса слоя флюса составляет 5 - 10% от массы прутка под флюсом.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам исследования поверхностных свойств границы раздела двух высокотемпературных расплавов металла и шлака, и может быть использовано при разработке сварочных материалов в металлургии. Целью изобретения является расширение области применения способа путем обеспечения возможности исследования химически активных шлаков. Для этого на нижний конец прутка металла наносят слой флюса в количестве 5-10% от массы прутка под флюсом, нагревают нижний конец прутка до плавления металла и отрыва капли металла, измеряют массу оторвавшейся капли и рассчитывают межфазное натяжение.