Способ контроля фазового состава и структуры железосодержащего каменного литья и стеклокристаллических материалов Советский патент 1979 года по МПК G01N27/72 

1

Изобретение относится к нёразрушающим способам контроля качества продукши при производстве каменного литья и стеклокристаллических материалов, содержащих в своем составе окислы железа.

В настоящее время широкое распространение получили искуственные кислотои износостойкие материалы, изготовлен- ные путем кристаллизации из расплавов горных пород, металлургических шлаков и другого минерального сырья. Значительная часть расплавов, применяемых как для получения каменного литья, так и для получения ситаллизированных материалов, содержит железо.

В настоящее ремя на предприятиях, выпускающих изделия из каменного литья и стеклокристаллических материалов, качество продукции сшределяется как путем прямой оценки физико-технических свойств, так и косвенно путем фазового анализа методами етттической микроскопии, рентгеноскопии и т.п.

Недостатками названных методов гйляются длительность анализа и необ- ,/ ходимость разрушенй;я изделия и, следовательно, невозможность контроля качества продукции на потоке.,

С целью ускх ре1Гйя определения Texkoлогических и эксплуатационных свойстве изделий на всех стадиях производств в изделиях контролируют содержаний ферромагнитной фазы. Содержание магнетита определяет многие важные характеристики материала - структуру, эКсштуатациойные свойства, а также основные технологические парамет|л,1 производства каменного литья - время кристаллизации,

Шительност|ГоЩига йздёлйй. По количеству ферромагнитной фазы можно судить об основных эксплуатационных и технологических свойствах 5Кблезосодер жащйх расплавов, стбкол и стеклокристаллических материалов. Постоянство всех структурных свойств и фазового состава каменного литья непосредственно связа/но с одним из магнитных параметров магнетита - с магнитной вослриимчивостью. Метод определения магнитной восприимчивости является неразрушающим и обладает более высокой чувствительностью при относительно небольшом содержании магнетита (порядка 0,О1%) и позволяет точно определить содержание ферромагнитной фазы. Следовательно, контроль качества указанной продукции, т.е. контороль соот ветствия структу|л 1 и фазового состава расплавов и готовых изделий заданным значениям, можно вести путем определения ферромагнитной фазы (, хромомагнетита) методом измерения его магнитной восприимчивости. Известно, например, что каждой стадии термообработки, каждой структурной композиции каменного литья соответствует определе ныИ состав магнетита. Изменения в составе магнетита будут определять характе изменения магнитной восприимчивости. Определив значения магнитной воспиимчивбсти, можно по величине ее отклрнения от установленных для оптимальных условий значений контролировйгь процесс термообработки и качество продукции. Пример практической реапизаийн способа.. 1.Магнитная всгсприимчивостъ отражает изменецгие состава сырья/Высокая магнитная восприимчивость получена при использовании габро-диабазов берегового местс южйения; самые низкие значения на каменном литье ив хавчезерскйх пиро сеновых порфиритов.. 2.Магнитная восприимчйрость (Я) закаленных стекол из основных горныХ пород колеблется от 20.10 да 130Об.10 а. СГСМ. Изменение магнитной восггриямчиеости в данном случае отрэ.жа1ет изменение состава сырья. 3.Из|ъ{ененйе магнитной воспрИимчиiBpcTii ЗМаленного стекла, сваренного из шихты оШого состава, свидетельствует об йамеШйия окисянтельно-восстановительньгх условий плавки. Магнитная восприимчивость закале нного стекла может измениться резко от десятков до тысяч ед Это свидетельствует о переходе фигуративной точки состава из пироксенового в магнетитовое поле первичной кристаллизации. Такой переход влечет за собой изменение поведения материала в процессе термической обработки и некоторых физико-механических свойств продукта. 4.Магнитная восприимчивость меняется в процессе кристаллизации стекла и расплава. При этом магнитная восприимчивость у закристаллизованных материалов из составов магнетитового поля первичной кристаллизации, по сравнению с закаленным стеклом того же состава, уменьшается, а у закристаллизованных, материалов из пироксенового поля увеличивается. Величина изменения { при переходе от закаленного стекла к закристаллизованному материалу находится в зависимости от удален11ости фигуративной точки состава от эвтектики магнетит - пироксен. Чем ниже магнитная восприимчивость закристаллизованного материала (при низкой магнитной восприимчивости стекла), тем больше удалена от границы вглубь пирсжсенового поля фигуративная точка состйва.. 5.Величина )f закристаллизованного материала может изменяться от режимов те эмообработки. Отмечено, что различные точки крупногабаритных изделий характеризуются различными значениями (К Это означает, что данные части изделия прошли кристаллиза1О1Ю по различным режимам и обладают различнык и структурами. При превышении градиента величин магнитовой восприимчивости более оЯределенного предела (в частности, приД(К более 1000 ед. в различных точ-. ках труб) целых изделий получить не удается. Отклонение в величине от выбранной для данно1гр состава свидетельствует о нарушении технологических параметров. 6.Основной вид брака - разрушение изделий в процессе охлаждения. Значительное повышение выхода труб из хавчезерских пород указывает на увеличение термостойкости йзДелий из этого сырья. Уменьшение магнитной восприимчивости закристаллизованного материала - свидетельство повышения технологической термостойкости материала. 7. годной продукции находится в зависимости от средней величины tf изделий.

{3017 M

Практически контроль качества распл ва и готовой продукции ведется следук шим образом. 1.Определение величины магнитной восприимчивости осуществляется наложением датчика (ИМВ-2) на поверхност изделия и производится за несколько секунд. Контроль может быть осуществлен на потоке без разрушения изделий. 2.Оценка качества расплава и соответствия его вь1бранной технологии прои водится путём отливки из расплава образца диаметром около 70 мм, закаливания его на воздухе или в воде и изг меренкя магнитной восприимчивости, 3.Определяется магнитная врснриимчивость продуктов из xapaktepHoro для данного производства сырья на, разных стадиях термической обработки (например, расплава из печи, расплава из ко,пильника, продукта после кристаллизации готового продукта после отжига). 4.Определяются усредненные показатели магнитной воспрййм1ивости изделия для каждой стадии термической обработ ки. ; ; .--,. / 5.В ходе работы предприятия осуществляется непрерывный контроль за качеством готовой продукции путем измерения ее магнитной восприимчивости. Полученные данные .по мат-пгггной восприимчивости сравнивакУгся с усредненными показателями первичного . Таким образом, предлагаемый способ контроля позволяет выдавать готовую продукцию со стабильными свойствами; своевременно вмешиваться в техйологический процесс в случае отклонения каких-либо параметров продукции от заданнБгх величин; ёёстйк-сйнтроль за качеством изделий любого размера и конфигурации их без разрушения по всему объему изделия:. о р м у л а и 3 об р е т е н и я Способ контроля фаэобого состава и ст|:уктутя г жёлезосбдёржащего каменного лйтбя и 1гт лЬк р1«;таллйческих материалов, сЬстйяших из следующих компонентов, вес. %: 40-55 0,5-3,0 4-15. 5-17 NOiO -KjiO 1-5 и содержащих не менее 0,01% ферромагг ниггной фазы, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью ускорения определения состаёа и структуры изделий из укйзайрых матерййпоб на есех стадиях производства, в изделиях контролируют содержание ферр %4агнитн6й , например, путем нз1иер1вния магнитной восприимчивости мат рЕгала, по которому судйт об искомых параметрах изделий.