Образец для определения содержания водорода в алюминии и его сплавах Советский патент 1991 года по МПК G01N1/28 

Ё

Изобретение относится к области исследования свойств твердых тел, в частности к конструкциям образцов для определения содержания водорода в алюминии и алюминиевых сплавах Целью изобретения является увеличение производительности проведения операции определения содержания водорода в алюминии и алюминиевых сплавах путем ускоренного вакуум-нагрева при сохранении точностных характеристик Предлагается образец цилиндрической формы для определения содержания водорода в алюминии и алюминиевых сплавах путем ускоренного вакуум-нагрева, причем образец выпол ен с высотой равной 0,5-1,0 его диаметра, а в центральной части выполнено сквозное отверстие диаметром 01-05 диаметра образца 1 ил 1 табл

Изобретение относится к области исследования свойств твердых тел, в частности к конструкции образцов для определения содержания водорода в алюминии и алюминиевых сплавах

Целью изобретения является увеличение производительности проведения операции определения содержания водорода в алюминии и алюминиевых сплавах путем ускоренного вакуум-нагрева при сохранении точностных характеристик

Определение содержания водорода в алюминии и алюминиевых сплавах путем ускоренного вакуум-нагрева является наиболее производительным за счет ускорения разогрева образца от предварительно разо гретого металлического вкладыша в экстракционной трубке В процессе анализа образец, будучи сброшен на предварительно нагретый вкладыш получает от него за счет теплового контакта теплоту для нагрева и потому разогревается быстрее чем при

обычном нагреве излучением внешней печи сопротивления При нагреве образца от предварительно нагретого вкладыша теплота передается через нижнее-основание цилиндрического образца и затем распространяется вверх по образцу за счет теплопроводности. При использовании образца с предлагаемым отношением диаметра к высоте теплота передается через основание большего диаметра, чем у известного образца, и быстрее распределяется по образцу вследствие меньшей его высоты На чертеже показан образец Образец выполнен в виде цилиндра 1 с отверстием 2.

При использовании образцов с отношением 0/I 0,5 уменьшается площадь теплового контакта образца с вкладышем разогрев образца замедляется, при этом время распределения вверх по образцу теп лоты за счет теплопроводности увеличивается Это приводит к увеличению времени

выделения водорода из образца, а следовательно, снижает производительность определения содержания водорода в алюминии и его сплавах.

При величине отношения 0/I 1 возникает нестабильность проявления эффекта ускорения разогрева образца вследствие прилегания к вкладышу образца боковой поверхностью. При этом площадь контакта с вкладышем резко уменьшается, передача тепла замедляется, что приводит к замедлению разогрева образца. Это увеличивает время выделения водорода, а следовательно, приводит к снижению производительности определения водорода.

При выполнении отверстия в центральной части образца вдоль его продольной оси происходит увеличение скорости диффузионного выделения водорода за счет удаления наиболее медленно отдающей водород центральной части образца и, главным образом, благодаря образованию новой поверхности - внутренней - для диффузионного выделения водорода из внутренних слоев образца. Сокращение диффузионного пути водорода в металле увеличивает скорость выделения водорода из металла, т.е. уменьшает продолжительность его экстракции, повышая тем самым производительность определения содержания водорода в образце.

Для образцов с диаметром отверстия 0,1 диаметра образца не происходит заметного ускорения выделения водорода, так как вновь образованная внутренняя поверхность незначительна. При этом в пределах разброса экспериментальных данных время диффузионного выделения водорода из образца практически оказывается равным времени выделения водорода из известного образца. Таким образом, производительность определения водорода в образцах не повышается.

При увеличении отношения диаметра отверстия к диаметру образца 0,5 возрастает величина поверхности образца и обусловленное этим количество поверхностного водорода, вследствие чего ухудшаются точностные характеристики при определении содержания водорода в алюминии и алюминиевых сплавах.

Для выполнения образцов использовали прутки алюминиевого сплава АМгб с известным содержанием водорода в нем 0,38 см /100 г. Из этих прутков выполняли образцы цилиндрической формы обьемом

0,8-1,0 от стандартного образца с отношением 0/I, равным 0,5; 1,0; 0,95; 0,4 и 1,1 (в центральной части образца вдоль его продольной оси выполнено сквозное отверстие

диаметром с)отв, отношение doie/0 равно 0,1; 0,5; 0,2; 0,05 и 0,6). Размеры образцов следующие: для 0/1 0,5 и doie/0 0,1i 0 9 мм, 1 18 мм, dote 0.9; для 0 /I 1,0 и doTB/0 0,5 0 11 мм, I 11 мм, dors

5,5 мм; для 0/I 0,95 и dOTB/0 0,2 0 10,5 мм, 1 11 мм, dors 2,1 мм; для 0/1 -0,4 и doTa/0 0,08 0 8,5 мм , I 21 мм, dole 0,68 мм; для 0/I 1,1 и doTB/0 0,6 0 11 мм, мм, doiB 6,6 мм.

Из прутка алюминиевого сплава АМгб с известным содержанием водорода (0.38 см /100 г) выполнен сплошной образец-прототип, размеры которого следующие: 0-- 8 мм, I 20 мм.

В данных образцах определяли содержание водорода методом вакуум-нагрева с масс-спектрометрическим анализатором с использованием металлического вкладыша в экстракционной трубке. Металлический

вкладыш был выполнен в форме цилиндра с плоским верхним основанием. Производительность метода вакуум-нагрева определяется, главным образом, длительностью анализа определения водорода в образце.

Полученные сравнительные результаты

представлены в таблице.

Как видно из приведенных данных, выполнение образца предлагаемой формы обеспечивает сокращение времени экстракции водорода из образца на 8-38% и, следовательно, увеличивает производительность определения водорода с сохранением абсолютного значения погрешности водорода (при доверительной вероятности

0,95).

Формула изобретения

Образец для определения содержания водорода в алюминии и его сплавах путем ускоренного вакуум-наррева, выполненный в виде цилиндра, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности проведения операции определения со- 0 держания водорода при сохранении точностных характеристик, цилиндр выполнен высотой, равной 0,5-1,0 его диаметра, и с расположенным в его центральной части вдоль продольной оси сквозным отверстием 5 диаметром 0,1-0,5 от величины диаметра цилиндра.