ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пробоотбор и подготовка литых образцов из "Эмиссионный спектральный анализ Том 1" Состав продукции, производящейся на металлургических заводах, контролируется до слива расплавленного металла путем анализа отобранных от него проб. Современная экономика металлургического завода диктует необходимость в течение металлургического цикла контролировать изменения в составе плавок и результаты легирования экспрессными спектрометрическими методами. Расплавленный металл с помощью покрытого шлаком ковша заливают в литейную форму для пробы. В практике спектрального анализа предложено и используется много типов форм для проб. Эти формы делают из хорошо проводящих тепло меди и бронзы или из более дешевого литейного железа. Основное требование к литейным формам для проб состоит в том, чтобы жидкий металл в них быстро затвердевал Это способствует образованию однородного литья тонкой структуры, свободного от обогащений, включений и пустот. Кроме того, в практическом отношении важно, чтобы конструкция формы была простой и удобной в обращении, легко чистилась и быстро разбиралась. Поступающие на анализ необработанные пробы должны четко маркироваться определенным способом. Для этого обычно в форму помещают металлическую ленту, на которой предварительно вырезают номер партии (печи и т, д,). Форма и размер литейной формы и соответственно пробы зависят от свойств анализируемого металла. [c.20] Температура литейной формы играет существенную роль. Она должна выбираться такой, чтобы, с одной стороны, не допустить отвердения металлического расплава до вхождения его в полость для пробы, а с другой — обеспечить наиболее быстрое охлаждение пробы, необходимое для предотвращения разделения компонентов пробы. Для быстрого отвердения алюминиевых сплавов требуется холодная форма из материала с хорошей теплопроводностью (обычно из меди), оборудованная фланцами, охлаждаемыми воздухом или водой. Форма не должна охлаждаться погружением ее в воду, так как тогда проба будет заполнена полостями, которые возникают в потоке паров воды, образующемся от следов воды, проникших в литейную форму во время отливки проб. Для отливки проб литейного железа и сталей следует применять слегка подогретые формы из литейного железа. В случае медных сплавов и других нежелезистых металлов соответствующий подогрев особенно важен, поскольку он необходим для полного заполнения полости для пробы. В литейных формах для проб должны предусматриваться отверстия для выхода воздуха. Потери тепла и охлаждение литейных форм могут зависеть также от выбора металлов, из которых они сделаны. Если, например, та часть формы, через которую вливают металл, сделана из литейного железа (с плохой теплопроводностью), то потери тепла расплавленного металла, вливаемого в форму, будут незначительными, и поэтому будет уменьшена вероятность неполного заполнения формы. В то же время хорошая теплопроводность меди, из которой делают полость для проб, способствует быстрому затвердеванию и постоянству состава проб. Желательно располагать несколькими одинаковыми литейными формами для пробоотбора, так как имеется достаточно времени для их тщательной очистки и охлаждения. [c.21] Форма заливается сверху. [c.22] Форма заливается сверху. [c.22] ДИ ИЛИ кремния образуют при затвердевании неоднородную фазу, состоящую из разделенных компонентов. Для проб этого типа наблюдается неприемлемо большой разброс результатов измерений, и их можно использовать для спектрального анализа только после гомогенизирующей тепловой обработки, например после длительного нагрева при температуре, лишь немного меньшей температуры плавления сплава. [c.22] Рабочую поверхность проб, изготовленных в литейных формах, следует до начала анализа обработать на токарном, фрезерном или точильном станке либо с помощью напильника. Обычно от прутков проб отрезают верхнюю третью часть, которой на токарном станке придают одну из форм, показанных на рис. 3.1 (см. разд. 3.2.1), и проводят анализ методом точка к точке или точка к плоскости . Плоскую поверхность проб в форме диска обычно обрабатывают на фрезерном, токарном или точильном станке, а анализ их проводят методом точка к плоскости . В случае повторного анализа с уже использованной поверхности образца нужно удалить слой достаточной толщины для того, чтобы сделать свежую поверхность полностью идентичной поверхности первоначальной пробы в отношении состава и микроструктуры. [c.22] Отливка проб в виде стержней из сплавов с низкой температурой плавления. Для пробоотбора металлов с низкой температурой плавления в большинстве случаев подходят простые литейные формы, пригодные для изготовления стержней проб в вертикальном (рис. 2.1) или горизонтальном (рис. 2.2) положении при заливке металла сверху. Полость с горизонтальным расположением стержня пробы заполняется расплавленным металлом немедленно, и поэтому она больше подходит для быстро затвердевающих металлов. [c.23] Литейные формы для проб с каналами для заливки металла, расположенными в донной части, оказываются более подходящими, чем простые формы, описанные выше, потому что позволяют приготовить пробы высокой чистоты с малым количеством включений. Формы с разделенными объемами (рис. 2.6), в которых расплавленный металл поступает тангенциально в полость для образцов, идущих на спектральный анализ (главным образом на спектрометрический), оказались более пригодными особенно при пробоотборе литейного железа и чугуна [3—5]. Материал из других отделений литейной формы используется для химического анализа. [c.25] Из металлов и теплоизоляционных материалов (песка, огнеупорной глины и т. д.) были изготовлены также составные литейные формы [6]. Огнеупорная часть, куда поступает металл, обеспечивает хорошее наполнение формы, в то время как нижнее отделение, сделанное из хорошо охлаждающейся меди, гарантирует быструю, контролируемую кристаллизацию. Эта техника предпочтительна главным образом при пробоотборе литейного железа и чугуна, так как слой, контактирующий с охлаждаемым блоком, затвердевает подобно белому чугуну с однородной тонкой структурой, которая особенно подходит для спектрометрических исследований. [c.25] Пробоотбор для определения содержания газа. Для определения содержания газа в металлах и сплавах, особенно в сталях, необходима специальная пробоотборная методика, при которой можно избежать обогащения пробы кислородсодержащими включениями и исключить потери водорода за счет диффузии [6]. С этой целью обычно используют пробоотборные вакуумные трубки [7]. Они опускаются через слой шлака в металлическую ванну и открываются в расплаве металла только тогда, когда соответствующая закрывающая ее пластинка разрушается, расплавляется или сгорает. Чтобы получить подходящую форму пробы и соответствующие условия заполнения трубки, в последней устанавливают диафрагмы, сжимающие струю. Эти диафрагмы должны обеспечить получение в пробоотборной трубке пробы, которую можно превратить с минимумом усилий (путем разламывания или резки) в образец, форма и размеры которого пригодны для спектрального анализа. При этом должны быть исключены все подготовительные операции, которые могут изменить содержание газов в пробе. Чтобы уменьшить скорость диффузии водорода, пробы должны храниться в контейнерах, охлаждаемых сухим льдом даже на короткий период хранения. Были сконструированы также комбинированные литейные и погружные формы, в которых диски, пригодные для спектрометрических исследований, и образцы в форме прутков, необходимые для определения содержания газа, могут быть приготовлены одновременно [8]. [c.26] Вернуться к основной статье