Определение скоростей кристаллизации различных металлов и сплавов является необходимым для выявления процесса застывания слитков и отливок и возможности регулирования этого процесса.
Скорости кристаллизации для большей части применяемых металлов, сплавов незвестны, так как выращивание моно-кристаллов связано с большими трудностями. Существующие способы измерения скоростей кристаллизации основаны на скоростях роста кристаллов. Предлагаемый способ определения линейной скорости направленной кристаллизации металла и сплавов при одностороннем их охлаждении заключается в том, что определение скорости кристаллизации производят при помощи регистрации рентгеновским путем перемещения границы между жидкой и твердой фазой. Для одностороннего охлаждения металла в периоде его кристаллизации применяется коробка с нагревательным и охлаждающим элементами и источник рентгеновых лучей с направлением пучка перпендикулярно к направлению роста кристаллов.
На чертеже фиг. 1 изображает боковой вид приспособления; фиг. 2-вид его спереди с частичным разрезом камеры для образца; фиг. 3-вид приспособления сверху с частичным поперечным разрезом каперы для образца.
(134)
Прибор состоит из металлической коробки /, укрепленной над трубчатой печью 2. Печь 2 снабжена салазками ; несущими винт 3, служащий для перемещения печи вверх и вниз путем ввинчивания или вывинчивания его в гайке 5. жестко прикрепленной к станине 6. Для сообщения вращения винту 3 служит электромотор 7, с которым винт 3 соединен гибким валом 8. Внутри печи 2 нг одной вертикальной оси с печью и коробкой / на неподвижной огнеупорной подставке 9 установлен графитовый или; другого огнеупорного материала тигель 70, имеющий прямоугольное сечение, Высота подставки 9 и перемещения винта 5 в приспособлении выбирают такими, чтобы при передвижении коробки 7 с печью 2 тигель мог находиться или внутри коробки 7 (как это представлено на чертеже) или в плавильном пространстве трубчатой печи 2.
Внутри коробки 7 у одной из ее стенок имеется пустотелый металлический, охлаждаемый жидкостью элемент в виде пластинки 7/. Этот элемент может быть также и сплошным металлическим без искусственного охлаждения. У противоположной стенки имеется нагревательный элемент 72 в виде П-образной керамической ребристой плитки, с размещенной между ее ребрами проволокой (нихромовой, константановой, платиновой илк
-др.), накаливаемой, при пропускании через нее тока, подведенного через контакты 13, до температуры 800° и выше 3 зависимости от температуры плавлеЕчия испытуемого металла или сплава. Плотность прилегания элементов //, 72 X тиглю обеспечивается нажимным устройством 13а. На некотором расстоянии от коробки / установлена рентгеновская трубка 14 с предохранительным свинцовым щитом перед ней. Щель, имеющаяся в предохранительном щите, служит для пропуска пучка рентгеновских лучей. Стенка коробки /, расположенная на стороне, противоположной рентгеновской трубке 14, снабжена пазами 75, в которые вставляется кассета 77. В кассете имеется рентгеновская пленка, помещенная между двумя усиливающими экранами. Вместо кассеты 77 в пазы 16 может быть установлен и экран для непосредственного наблюдения за процессом испытания. Экран может быть разграфлен в виде сетки непрозрачным для рентгеновых лучей материалом, например, в виде свинцовых проволочек, натянутых на рамку.
При испытании, печь 2 с укрепленной над ней коробкой 7 устанавливается так, чтобы тигель с, металлом находился в плавильном пространстве печи 2. После расплавления металла и небольшом перегреве его печь 2 с коробкой 7 передвигается вниз до тех пор, пока тигель 10 не окажется внутри коробки 7, причем при помощи нажимн(эго устройства 13а обеспечивают плотное прилегание к тиглю охлаждающего элемента 77, с одной стороны, и нагревательного элемента 72, с другой. С этого момента у стенки тигля 10, прилегающей к охлаждающему элементу 77, в жидком расплавленном металле начинается процесс кристаллизации.
На других же стенках кристаллизация не имеет Места, так как стенки эти обогреваются другим элементом 72 в виде П-образной керамической плитки 12. Далее включается рентгеновская установка для просвечивания. Излучаемые трубкой 14 лучи проходят через слой металла в тигле (частью жидкой, частью
застывший) и падают на чувствительную пленку, помещенную в кассете 77, или на экране, разграфленном сеткой. Интенсивность рентгеновских лучей, прошедших через образец, зависит от плотности материала. В данном -случае в тигле будет находиться жидкая и твердая фазы состояния металла: жидкий металл и образовавшиеся кристаллы. Плотность этих фаз различна, а поэтому лучи, прошедшие через застывший слой, и лучи, прошедшие через жидкий слой, будут иметь различную интенсивность. Таким образом, на пленке или экране можно определить границу двух различно затемненных областей, соответствующую границе жидкого и твердого металла в тигле. Фиксируя положение атой границы через определенные промежутки времени, легко получить среднюю скорость кристаллизации..
Предмет изобретения.
1.Способ определения линейной скорости н1правленной кристаллизации металлов и сплавов при одностороннем их охлаждении, отличающийся тем, что определение скорости кристаллизации производят при посредстве регистрации рентгеновским путем перемещения границы между жидкой и твердой фазой.
2.Приспособление для осуществления способа по п. 1, отличающееся применением для одностороннего охлаждения металла в периоде его кристаллизации коробки 7 с нагревательным 72 и охлаждающим 77 элементом и источника рентгеновских лучей с направлением пучка перпендикулярно к направлению роста кристаллов.
3.В приспособлении по п. 2 применение для наблюдения за перемещением границы между жидкой и твердой фазами экрана с разграфленной непрозрачнь1М для рентгеновых лучей материалом сеткой.
4.В приспособлении по п. 2 применение для наблюдения за перемещением границы между жидкой и твердой фазами обычного метода рентгено-фотвсъемки.
WC-D-t
по,/-0-В
13
Н .2
Т:
Фиг.З
