Устройство для исследования свойств металлов и сплавов

Устройство для исследования свойств металлов и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ii) 4946II

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскас

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.07.73 (21) 1945588/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.12,75. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 16.03.76 (51) М. Кл. б Oln 25/02

Государстввииый комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 539,219.1 (088.8) па делам изаоретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Е. М. Савицкий, И. В. Буров, Л. М. Тельнова, К. П. Бондаренко, В. А. Прохоров и О. В. Дюфель (71) Заявитель

Институт металлургии им. А. А. Байкова АН СССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ

МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Устройство для исследования свойств металлов и сплавов предназначено для синхронного исследования микроструктуры, электросопротивления, коэффициента теплового расширения, точки плавления, а также проведения термического анализа тугоплавких и редких металлов на одном экспериментальном образце малого размера.

Особенно эффективно предложенное устройство может быть применено в металлургии при разработке новых сплавов на основе редких металлов, для которых возможность экспериментального исследования свойств материалов на малых образцах имеет существенное значение.

Известны устройства для синхронного изучения микроструктуры и исследования свойств на одном экспериментальном образце, например установка ИМАШ-5С-65.

Существенным недостатком известных устройств является то, что они не позволяют на одном образце получить минимальный комплекс информации о структуре и свойсгвах, необходимый для отбраковки большого числа экспериментальных проб при разработке новых металлических материалов.

Цель изобретения — создание устройства для исследования свойств металлов и сплавов, обеспечивающего синхронность исследования структуры и физических свойств металлов и сплавов на одном образце с более высокой точностью.

Эта цель достигается за счет того, что на водоохлаждаемых токоподводах установлены держатели из тугоплавкого металла, например из вольфрама, для закрепления между ними образца за счет сил трения, причем один из держателей подпружинен и взаимодействует со стержнем дилатометра.

С помощью предложенного устройства на одном образце в виде параллелепипеда (например 20)(8)(4 мм ) не более чем за 30 мпн синхронно проводят следующие эксперименты в интервале температур от комнатной до

2500 С: наблюдение и фотографирование микроструктуры образца, измерение удельного экектрического сопротивления потенциометрическим способом, измерение теплового расширения; кроме того, определяют темпе®О ратуру плавления капельным методом до

3500 С, осуществляют закалку исследуемого образца от любой температуры вплоть до температуры плавления со скоростью охлаждения до 500 град/мин с одновременной регистрацией изменения измеряемых физических свойств и структуры во время и после за калки.

На фиг. 1 показано предложенное устройство в общем виде; нг фиг. 2 — узел закреп30 ления образца.

Экспериментальный образец 1 зажимают между двумя вольфрамовыми держателями

2 и 3, выполненными в виде штабиков

11)(11; (100 ммз, на обращенных друг к другу поверхностях которых имеются контактные площадки 4 для установки образца. Держатели закреплены на водоохлаждаемых токоподводах 5, выполненных, например, из меди, на регулируемом расстоянии в зависимости от длины исследуемого образца.

На подвижном держателе 2 имеется также установочная площадка для датчика дилатометра б. В исследуемом образце 1 выполнено глухое сверление 7, служащее для измерения температуры образца пирометром

8. К центру образца приварена точечной сваркой термопара 9 и симметрично, на расстоянии 7 — 8 мм от нее, — потенциальные выводы 10 для измерения электросопротивления. Исследуемый образец и соответствующие датчики находятся в вакуумной водоохлажденной камере 11, снабженной смотровыми окнами 12-для пирометра 8 и микроскопа 13, который устанавливается на верхней крышке 14 камеры. В рабочей камере имеется система напуска газа 15 для закалки образца с определенной температуры.

С целью повышения точности при измерении электросопротивления образца в устройство введено эталонное сопротивление 16.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый образец 1 устанавливают в рабочую камеру 11 между вольфрамовыми держателями 2 и 3 и по заданной программе нагревают проходящим током до определенной температуры. При этом микроструктуру наблюдают при помощи микроскопа 13, электросопротивление — с помощью потенциальных выводов 10, тепловое расширение замеряют дилатометром б, температуру фазового превращения — термопарой 9, а точку плавления — пирометром 8. При напуске закалочного газа через систему 15 образец может

494671 быть закален от любой температуры, при этом наблюдают изменение микроструктуры и регистрируют изменение измеряемых физических свойств во время и после закалки.

Регистрация изменения температуры образца, теплового расширения, электросопротивления производится с помощью стандартных регистрирующих приборов типа КСП, а с целью ускорения обработки получаемых результатов экспериментальные данные вводят в ЭВМ Минск-22.

Использование держателей данной конструкции позволяет исследовать образец очень малой длины, так как образец помещается не в зажимах, а удерживается между держателями за счет сил трения. Кроме тото, держатели при нагреве образца сами нагреваются, в результате уменьшается неравномерность распределения температуры вдоль образца, т. е. часть длины образца «заменяется» шириной держателей, что позволяет повысить точность исследования.

Предмет изобретения

Устройство для исследования свойств металлов и сплавов, содержащее вакуумную камеру со смотровыми окнами, в которой размещен исследуемый образец, водоохлаждаемые токоподводы для нагрева образца и термопара, металлографический микроскоп, расположенный перед одним из смотровых окон, и регистрирующие приборы, о т л и ч а ю щ е еся тем, что, с целью обеспечения синхронности исследования металлов и сплавов на одном образце и повышения точности исследования, на водоохлаждаемых токоподводах установлены держатели из тугоплавкого металла, например вольфрама, служащие для

4О закрепления между ними . образца за счет сил трения, причем один из держателей подпружинен и контактирует со стержнем дилатометра.

Фиг. 1

494671

Редактор Т. Орловская

Заказ 204/12 Изд. № 139 Тираж 902 Подпнсно

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2 к дОпуунной сустп

Составитель С. Беловодченко

Техред М. Семенов Корректор И. Позняковская