Способ контроля фазового состава и структуры железосодержащего каменного литья и стеклокристаллических материалов

Способ контроля фазового состава и структуры железосодержащего каменного литья и стеклокристаллических материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСХОМУ СееИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик ii> 69 ll 744 (61) Дополнительное к авт. свид-ву . (22) Заявлено 19,12.72 (2f ) 1859596/26-25 с присоеднненнеее заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.10 79 Бюллетень М 38 (51)М. Кл.

G 01 N 27/72

Гесудерстееицй евютет

СС СР ае дееам веебретееее в етлеитее (53) УД К 620.1 68. .37 2 (088,8) Дата опубликования описания 17,10.79

«3Д7 Ду ."Д » :.; (72) Авторы изобретения

Ю, К, Калинин и Е. В. Дегтяре филиал АЫ=С(М=

Институт геологии Карельского и . (7I) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФАЗОВОГО СОСТАВА И СТРУКТУРЫ

ЖЕЛЕЗОСОЙЕРЖАШЕГО КАМЕННОГО ЛИТЬЯ

И СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

/ / !

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

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

В настоящее время на предприятиях, выпускающих иэделия иэ каменного литья и стеклокристаллических материалов, качество продукции определяется «ак путем прямой оценки физика технических свойств, так и косвенно путем фазового анализа методами оптической микроскопии, рентгеноскопии и т.п.

Недостатками названных методов ь, ляются длительность анализа и необходимость разрушения изделия я, следо- вательно, невозможность контроля качес тва продукции на потоке. /

С целью ускорения "ойределения техиологических и эксплуатационных свойств изделий на всех стадиях производств в изделиях конгролируют содержание ферромагнитной фазы. Содержание магне" тита определяет многие важные характеристики материала - структуру, эксплуt атационные свойства, а также основные

1 технологические параметры производства каменного литья — время кристаллизации, длительность отжига йэделий. По количеству ферромагнитной фазы можно судить об основных эксплуатационных и технологических свойствах желеэосодержащих расплавов, стекол и стеклокристал лических материалов, Постоянство всех структурных свойств и фазового состава каменного литья непосредственно связа-! но с одним иэ магнитных параметров

QI3j 744

ЗО

40

3 магнетита - с магнитной восприимчивостью. Метод определения магнитной восприимчивости является неразвушающим и обладает более высокой чувствительностью при относительно небольшом 5

1 содержании магнетита (порядка 0,01%) и позволяет точно определить содержание ферромагнитной фазы.

Следовательно, контроль качества

so указанной продукции, т.е. контороль соот ветствия структуры и фазового состава расплавов и готовых изделий заданным значениям, можно вести путем определения ферромагнитной фазы (магнетита, 15 хромомагнетита) методом измерения его магнитной восприимчивости. Известно, например, что каждой стадии термообра- ботки, каждой структурной композиции каменного литья соответствует определенный состав магнетита. Изменения в составе магнетита будут определять характер изменения магнитной восприимчивости.

Определив значения магнитной воспиимчивости, можно по величине ее отклонения от установленных для оптимальных условий значений контролировать процесс термообработки и качество продукции.

Пример практической реадиэацйи способа.

1. Магнитная восприимчивость отражает изменение состава сырья. Высокая магнитная восприимчивость получена при использовании габро-диабазов берегового месторождения; самые низкие эначения— — на каменном литье иэ хавчезерских пироксеновых порфиритов.

2. Магии гная восприимчивость {И) закаленных стекол из основных горньц( пород колеблется от 20.10 до

13000.10 ° ц. СГСМ. Изменение магнитной восприимчивости в данном случае отр4 жает изменение состава сырья.

3. Изменение магнитной восприимчивос гя "закаленного стекла. сваренного из 45 шихты одного состава, свидетельствует об изменении окислительно-восстановительных условий плавки. Магнитная восприимчивость закаленного стекла может измениться резко от десятков до тысяч ед. 50

Зто свидетельствует о переходе фигуративной точки состава из пироксенового в магнетитовое поле первичной кристал- лизации. 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 Н при переходе от закаленного стекла к закристаллизованному материалу находится в зависимости от удаленности фигуративной .точки состава от эвтектики магнетит — пироксен. Чем ниже магнитная восприимчивость закристаллизованного материала (при низкой магнитной восприимчивости стекла), тем больше удалена от границы вглубь пироксенового поля фигуративная точка состава, 5. Величина 4 закристаллизованного материала может изменяться от режимов термообработки. Отмечено; что различные точки крупногабаритных изделий характеризуются различными значениями

hf . Это означает, что данные части йэделия прошли кристаллизацию по различным режимам и обладают различными структурами. При превышении градиента величин магнитовой восприимчивости более ойределениого предела (в частности, при4Я более 1000 ед. в различных точ-. ках труб) целых иэделий получить не удается. Отклонение в величине И от выбранной ansi данного состава свидетельствует о нарушении технологических параметров.

6. Основной вид брака - разрушение изделий в процессе охлаждения. Значитель- . ное повышение выхода труб из хавчезер- . ских пород указывает на увеличейие термостойкости" иэделий нз этого сырья.

Уменьшение магнитной восприимчивости закристаллизованного материала — свидетельство повышения .технологической термостойкости материала.

7. Выход годной продукции находится в зависимости от средней величины М изделий.

601744

Выход годных труб, %

Магнитная восприимчивость эакристалиэованного материала 10 ед. СГСМ

22

70

2

4.000 — 8.000

1 . 000 — 4.000

500 — 1.000

80 — 200

Составитель И, Суздалев

Редактор Л. Тюрина Техред jf. Алферова Корректор И. Михеева

Заказ 6205/33 Тираж 1090 Подписное

БНИИПИ Государственного комитете СССР по делам изобретений н открытйй=

113035, Москва, Ж-35, Раушская нвб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Практически контроль качества распла-. ва и готовой продукции ведется следующим образом.

1. Определение величины магнитной восприимчивости осуществляется наложением датчика (ИМВ-2) на поверхность иэделия и производится за несколько секунд. Контроль может быть осуществлен на потоке без разрушения изделий.

2. Оценка качества расплава и соответствия его выбранной технологии производится путем оТВНВКН из расплава об разца г;,иаметром около 70 мм, закаливания его на воздухе или В воде и из;мерения магнитной .восприимчивости.:

3. Определяется магнитная воснриимчивость продуктов.из харвктернот;о для данного производства сырья на разных стадиях термической обработки (напри- зо мер, расплава из печи, расплава из копильника, продукта после кристаллизации, готового продукта после отжига).

4. Определяютс. я усредненные показатели магнитной восприимчивости изделия .у для каждой стадии термической обработки.

5. В ходе работы предприятия осуществляется непрерывный контроль за качеством готовой продукции путем i a- 40 мерения ее магнитной восприимчивости.

Полученные данные по магнитной восприимчивости сравниваются с усредненными показателями первичного замера.

Таким образом, предлагаемый спо- 45 соб контроля позволяет выдавать готовую. пподукцию со стабильными свойствами; свбевременно вмешйваться в техйологический процесс в случае отклонения каких-либо параметров продукции от заданных величин; вь тя-контроль-эв качеством иэделий любого размера и конфигурации их без разрушения по всему объему изделия.

Ф о р м у л а и э о б р .е т е н и я

Способ контроля фазового состава и структуры железосодержащего каменного литья н стбклокрис талличеСких материалов, состоящих из следующих компонентов; вес. %:

310 . 40-55

7i 0 0,5-3,0

А бд 5-1 3 @О 3-13

<Е>0 2-10

hh) 0 4-1 5

СОО 5-17

МО+ О 1-5 и содержащих ие менее 0,01% ферромаг-, нитной фазы, о т л и ч в ю шийся тем, что, с целью ускоренйя определения фазбвого состава и структуры изделий из "укМай их-матери,мов на всех стадиях производства, в изделиях контролируют содержанйе ферромагнитной. фазы, например, путем измерения магнитной восприймчивости мвтериалв, по которому судят об искомых параметрах изделий.