Устройство для термографического анализа сплавов Советский патент 1979 года по МПК G01N25/02 

i

Изобретение относится к области приборостроения, в частности, к установкам для термографи- ческого анализа сплавов, в основном чугунов н сталей.

Известно устройство для термографического анализа сплавов, включающее датчик температуры, прибор для записи кривых охлаждения, пробницу и подставку I .

Особенностью этого устройства является конструктивное решение пробницы и подставки. Проб ница выполнена заодно, с термопарой разового пользования, вьшоды от которой расположены с внешней стороны дна пробни Ц)1. В качестве термоэлектродной проволоки используется хромельалюмель. Рабочий спай термонары расположен на оси пробницы, и с целью сведения до минимума инерционности не имеет никакого защитного колпачка. Вывод на геометрическую ось в тепловой центр пробницы рабочего спая термопары производится в огнеупорной арматуре. Пробница вьшолнена тонкостенной, что делает ее компактной, легкой и достаточно прочной. Подставка в установке выполнена в форме контактного стола.

при помещении на который пробницы про1 сходит замыкание термопары на вторичный прибор.

К недостаткам установки можно отнести то, что заливка металла осуществляется непосредственно в пробницу, а это может приводить к смещению как теплового центра пробы с геометрической оси пробницы за счет неравномерности нагрева ее стенок в месте падения струи, так и к механическому смещению падающей струей рабочего спая термопары с оси пробницы, что в совокупности может вызвать потерю точноста измерений. Другим недостатком является одноразовость использования термопарного блока. Термопарньш блок состоит из собственно хромель-алюмелевой термопарьГ, огнеупорной арматуры н компенсатдаонных проводов (выводов), и все это после разового использования идет в отходы.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для термографического анализа сплавов, включающее термопару с зацдатным колпачком, щзибор для записи кривых охлаждения и измерения содержания компонентов в сплаве и пробницу, выполненную с возможностью перемещения вдоль оси,

совпадающей с осью защитного колпачка термопары 2.

Недостатком устройства является то, что заливка металла осуществляется непосредственно в пробницу, а это приводит к смещению как теплового центра пробы с геометрической оси пробницы за счет неравномерности нагрева ее стенок в месте падения струи, так. и механическое смещение падающей струей рабочего спая термопары с оси пробницы, что в совокупности вызывает потерю точности измерений.

Целью изобретения является повыщение точности измерений.

Для этого в верхней части пробнипы выполнена кольцевая воронка и сливные отверстия, расположенные под дном воронки.

Устройство для термографического анализа сплавов представлено на чертеже.

Устройство состоит из стойки 1, на основании которой крепится опора 2 с подвижной подставкой 3. Подставка 3 имеет направляющую часть 4 с ручкой 5, которой производится перемещение и фиксация подставки в верхнем положении. В подставке также имеется посадочное гнездо, дно которого выполнено в виде толкателя 6, на который устанавливается проб1шца 7. Пробница изготавливается из формовочной смеси в виде цили1щрического стакана с приемной кольцевой воронкой 8, выполненной в теле пробницы в верхней ее части. Ниже дна воронки, также в теле проб ницы выполнены симметрично располо)|енныё сливные отверстия 9. На вертикальной стенке стойки крепится вторичный прибор 10, который служи для записи кривых охлаждения и измерения содержания компонентов сплава, и кронщтейн II с расположенным на нем откидным столом 12, жестко соединенным с термопарой 13. В термопаре предусмотрен запас термоэлектродной проволоки, с целью ее длительной эксплуатации. Жесткость положения транспортных каналов для проволоки при организации нового рабочего спая упрощает зту операцию и исключает обрыв термэолектродов.

В устройстве обеспечено два фиксирюванных положения термопары и подставки с пробницей рабочее и нерабочее.

В рабочем положении (показано на чертеже основными линиями) термопара занимает вертикальное положение (рабочий спай внизу), при это ось ее защитного колпачка строго соосна с геомет рической осью пробницы и подставки, а подставка с пробницей занимают крайнее верхнее положение, при котором рабочий спай термопары находится в тепловом центре пробницы, в нерабо. чем положении (показано на чертеже штрихпунктирными линиями) термопара занимает положение, при котором рабочий спай находится вверху за счет перемещения откидного стола в наююнное

положение, а подставка с пробницей занимают кранее нижнее положение.

Устройство предназначено для эксплуатации в непосредственной близости от плавильного агрегата, и ведение термографического анализа на ней осуществляется в следующем порядке: на толкатель 6 устанавливается пробница 7, на рабочий спай термопары 13 - кварцевый наконечник. Термопара переводится в рабочее положение. Затем перевсдят пробницу с подставкой в рабочее положение при помощи ручки 5, при этом толкатель с пробницей утопают в посадочном гнезде подставки 3, чем обеспечивается глубокая посадка пробницы. Глубокая посадка пробницы в гнезде позволяет использовать для ее изготовления недефицитные стержневые и формовочные смеси с малой прочностью, так как разрущение пробницы при заливке металлом в зтом случае произойти не может. После выполнения перечисленных операций отбирают порцию металла из плавильного агрегата и заливают его в пробницу. При заливке металла в пробницу струю металла направляют в кольцевую воронку 8 пробницы. Заполнение пробницы в зтом случае происходит стекающим равномерно металлом по ссенке пробницы, что исключает неравномерность нагрева стенки и, как следствие, тепловой центр залитой пробы располагается строго на геометрической оси пробницы и, следовательно, становится оправданным соосное расположение кварцевого наконечшка термопары и пробницы.

Другим преимуществом такого заполнения пробницы является то, что на кварцевый наконечцик, имеющий наружный диаметр 3 мм с толщиной стенки 0,25 мм, не оказывается силового воздействия заливаемым металлом сбоку и колпачок не теряет своей геометрии, а, следовательно, не смещается с оси пробницы рабочий спай термопары, что повыщабт точность измерений и обеспечивает легкий съем наконечника с термопары. Легкость съема определяет увеличение многократности использования термопары.

Заливку прекращают с появлением металла из .сливных отверстий 9, однако,в случае холодного металла может оказаться, что тепло, аккумулированное в первый момент холодной пробницей, настолько понизит температуру металла, что записывающий прибор не зарегистрирует точку ликвидуса сплава. В этом случае, чтобы провести измерение, необходимо прогреть пробницу, пролив через нее некоторый избыток металла, который, вытекая через сливные отверстия, собирается в нижней, специально предназначенной части подставки 3.

После заливки пробницы вторичньш прибор 10 записывает кривую охлаждения чугуна. Далее, . измеряя расстояние между точкой ликвидуса и эвтектической площадкой на кривой охлажде