Способ определения количества свободного углерода в чугуне Советский патент 1983 года по МПК G01N27/72 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА СВОБОДНОГО УГЛЕРОДА В ЧУГУНЕ . Изобретение относится к физико|техническому анализу, металлов и ВОВ и может быть использовано для оп- ч ределения количесова свободного углерода в чугуне.. Известен способ контроля содержашЕЯ углерода в стали, основанЕЕый на измен НИИ объема магнитной фазы при прохожде НИН через точку Кюри цементита н вытекающем отекла изменении магнитного по тока через контролируемый образец. Способ заключается в отливке пробного оби /разца в кокиль, охлаждении с произвол гной скоростью от 70О до , о лаждёнин в изотермической ванне до 23О-330°С, намагничивании образна . постоянным нолем до насыщения и измерении приращения мах итного потока при охлаждении образца от 23О-ЗЗО С до . По изменению магнитного потока судят о содержании углерода в стали tl. ; К недостаткам способа контроля со держания углерода в стали относ5ггся низкая чувствительность метода и его большая трудоемкость. Относительхйэа изменение магнитного потока соотвео ствует процентному содержанию цементита в стали и составляет 3-5%, что определяет аедостаточную чувствитапь ность метода. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае1«« му результату является способ определения количества свободного углерода в чугуне, заключакяцийся в том, что ковтролщ1уем6е изделие намагничивают до насыщения переменным полем н из вто ричной ЭДС наведевной в искательной катушке, выделяют ее третью гармсшвку. О количестве рвободного углерода судят по отношению амплвтуд третьей гармоники вторичной ЭДС при 250 и . Недостаток данного способа заключается в низкой точности определения количества свободного углерода в чугуне, которая составляет О,2 так как информацию о количестве свободного углерода несет только часть вторичной ЭДС, в частности третья гармоника. Цель изобретения - повышение чувст вительности способа, Поставленная цель достигается согласно способу определения количества свободного углерода в чугуне, включаю- тему намагничивание контролируемого образца до насыщения переменным полем при 20 и 250 С, измерение вторичной, ЭДС, при котором замеряют проинтегрй рованную вторичную ЭДС в момент прох дения намагничивающего поля через нуль а количество свободного углерода опреде ляют по отнощению проинтегрированной в вторичной ЭДС в момент прохождения намагничивающего поля через нуль при 250 и 20С, по формуле -0,i; :ZgO°C -0,-t 20° С количество сво бодного углеро да, %; проинтегриро °C0,t 20C ванная вторичная ЭДС в момент прохождения намагничивающего доля через нуль при температурах образца 250 И С4 М 1) коэффициентырегрессии. На фиг. 1 представлена схема pea-i., лизации способа; на фиг. 2 зависимость процентного содержания свободного углерода в чугуне от отношения значений проинтегрированной торичной ЭДС в момент прохождения намагничивающего поля через нуль притемпературах образца 250 и 20°С„ Схема включает намагничивакйцие обмотки 1 (при ) и 2 (при 250°С батарей конденсаторов 3 для уменьш&ния коэффициента нелинейных искажений при настройке контура в резонанс и увеличения силы намагничивающего тока, сопротивление 4, искательные катушки 5 и 6, интеграторы 7 и 8, генераторы строб-импульса 9 и 10, стробирующие устройства 11 и 12, измеритель 13 отношений, Способ определения свободного углерода в чугуне осуществляют следующим образом. Контролируемое изделие 14 намагничивают до насыщения переменным, маг нитным полем с помощью обмоток 1 и 2 соответственно при 2О и . Возникающая при этом в искательных катущках 5 и 6 ЭДС подается на идентичные интеграторы 7 и 8. Одновременно сигнал с сопротивления 4 в цепи пита ния поступает на генераторы строб-ик пульса 9 и 10, вырабатывающие импульс в момент прохождения намагничивающего через нулевое значение. Этот строб-импульс вместе с проинтегрированным сигналом поступает в стробирующие устрой1ства 11 и 12 с последних сигнал EosjUd-t/HiO подается на измеритель 13 отношетсий, который регистрирует от нощание значений проинтегрированной вторичной ЭДС в момент прохождения намагничивающего поля через нуль при температурах образца 250 и 20°С, т.е. отношение значений динамической остаточной намагниченности при этих же температурах. По значениям зависимости процентного содержания свободного углерода в . чугуне (фиг. 2), определенного согласно ГОСТ 22366-1-77, от отношения динамических остаточных намагниченностей при 250 и 20(1; определяют коэффициенты линии регрессии, коэффициент корреляции и среднюю квадратичную ошибку. Методом наименьших квадратов получают формулу, связьюаюшую 0,t 25D°C Eo, 0,i 2FO«C сво5 -.Б 0,ti20°C количество свободноcBoSго углерода, %; Eorfudt/H 0 проинтегрированнаявторичная ЭДС при прохождении нама1 ничивающего поля через нуль, и подсчитывают коэффициенты линии рег рессии айв, при этом ,89 ,96. Коэффициент линейной коррепяшш для данной зависимости равен -1, что говорит о достаточно большой (ранее предполагаемой) тесноте линейной связи. Средняя квадратичная ошибка при определении количества свободного углеро5- 99 да в чугуне данным способом, определенная по формуле сбоБ. изм свсб. рс)гА%) игм.своБ(/о составляет 0,13 (%). что и отределяет точность предлагаемого- способа. Механические свойства чугуна определяются соотношением конщентрадий свобод ного (графита) и связанного (цементита) углерода. На практике обычно проводится контроль плавок на общий углерод. Контроль на свободный углерод проводится редко ввиду его большой трудоемкости. 96, Предлах аемый способ контроля на свободный углерод С при известном содержгшии обшего углерода, определенного другими способами, дает возможность быстро опредегаггь количество связанного . j-4WiOW« чх« п 1ЖП АТ11Х Т путем вычитания: углерода с ,- се ), а значит, и Гр соотношение концентраций свободного и связанного углерода, т.е. предсказать механические свойства чугуна данной плавки без изготовления специальных образцов для механических испытаний и проводить неразрушаюлшй контроль, что экономит время и материал. В таблице представлены данные до количеству свободного углерода, определенного по предлагаемому способу.

1 2 7

25

15

6

Ю 51 34 44 Предлагаемый способ позволяет повы сить точность определеакя свободного углерода в 1,5 раза по сравнению с иэг вестным. Формула изобретения Способ определения количества свободного углерода в чугуне, включающий намагничивание контрол1фуемого образца до насыщения переменшым полем при 250 и , измерение вторичной ЭДС, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности за2,56

2,39

2,41

2,21

2,52

2,ОЗ

2,2

1,93

0,09

0,1 меряют проинтегрированную вторичную ЭДС в момент прохождения намагничивающего поля через нуль, а количеств во свободного углерода определяют по отношению проинтегрированной вторичной ЭДС в момент прохождения поля через нуль при 250 и 20С по формупе - O.t 2SO°C tot + Ъ -Н - количество свободного углерода, %; 7 0,t 2SOC c7,t-20«c проинтегрированная вторичная ЭДС в момент прохождения HaMarHH - 5 принятые во внимание при экспертизе веющего попя чорез нуль при1. Авторское свидетельство СССР температурах№ 613234, KJU G, 01 N 27/12, 1976. образца 250 :2. Авторское свидетельство СССР и .О№ 877416, кл. G, О1 N 27/ОО, 1980, SI6310& а и b - коэффициенты регрессии Источники ннформаииИ|