Файл: Медведев Я.И. Технологические испытания формовочных материалов.pdf

исследовать механический пригар на любых смесях независимо от их электропроводности.

В форму, изготовленную из песчано-асбестовой смеси с низкой теплоаккумулирующей способностью, устанавливали плоский стержень, в котором были выполнены полости для уменьшения сопротивления прохождению гамма-лучей сквозь .толщу стержня

Рис. 135. Установка для изучения проникновения металла в поры смеси с ис­ пользованием гамма-лу­ чей:

/ — п л о с к и й с т е р ж е н ь ш и р и ­ н о й 100 мм; 2 — к в а р ц е в ы й колпачок; 3 — источник гам­

п р а в л я ю щ и е р о л и к и ; 8 — л и ­ стовой асбест; 9 — с т е р ж е н ь д л я г а з о в о г о д а в л е н и я ; 10 — т р у б к а д л я подачи газа; / / и 12 — х о л о д и л ь н и к и д л я з а м о р а ж и в а н и я прибыли и

выпора

(рис. 135). Для предупреждения прорыва металла в полость стержня вклеивали кварцевые колпачки. В середине стержень имел перешеек длиной 20—30 мм, толщиной 15—25 мм, который и подвергали исследованию. Экспериментальные стержни пока­ заны на рис. 136. После заливки металла через стержень пропу­ скали гамма-лучи от установки ГУП-50 (с зарядом кобальта, эквивалентным 50 г радия). Гамма-лучи проходили сквозь толщу стержня и попадали на рентгеновскую пленку. Пленку устанав­ ливали в дюралюминиевой рамке, перемещавшейся по роликам. Для перемещения пленки использовали механизм, состоящий из двухступенчатого червячного редуктора с передаточными отно­ шением 1225 и четырехступенчатого барабана, на который нама-

Однако указанная методика позволяет изучать только песчаноглинистые, магнезитовые и другие смеси с малой электропровод­ ностью. В хромомагнезитовой смеси и смеси из хромистого желез­ няка, помещенных в индуктор высокочастотного генератора, воз­ буждаются токи Фуко, отчего происходит нагрев самих смесей.

проведения опытов в контролируемой газовой среде. При расплав­ лении металл, хотя и не омывается свободно воздухом, все же атмосфера остается окислительной и постоянной в течение всего опыта. Газовая среда же литейной формы существенно изменяется с течением времени [17].

Эта методика позволяет воспроизвести условия, гораздо более

совершенно не контролировали атмосферу печи, и температура смеси (тигля) была такой же, как и температура металла. Есте­ ственно, что процессы взаимодействия окислов металла и формо­ вочных материалов существенно зависят от температуры. Напри­

дополнительного тепла извне, согласно принципу химического равновесия, процесс образования силикатов замедляется. С дру­ гой стороны, сильно окислительная атмосфера вызывает образо­ вание большого количества окислов на поверхности металла, что способствует более активному процессу силикатообразования. Следовательно, общая картина взаимодействия металла и формо­ вочных материалов при использовании тигельного метода сильно

Более совершенной является установка для изучения хими­ ческого пригара, использования Б. Б. Гуляевым и Ю. Ф. Боров­ ским [38]. Химическая фаза пригара исследовалась ими на образ­ цах смеси диаметром 30 мм, высотой 70 мм, внутрь которых заформовывали металлические стержни диаметром 10 мм. Иссле­ дуемые образцы (рис. 138) помещали в герметичный кварцевый резервуар, укрепленный в индукторе высокочастотной установки. В кварцевый резервуар подавали газ из баллона через систему очистки и сушки. Таким образом, эта установка позволяет изу­ чать влияние газовой среды на химический пригар.

Какое-либо влияние металлостатического давления устраняли тем, что образцы металла не доводили до расплавления. После

нагрева металлических образцов, что контролируется термопарой, и соответствующей выдержки и охлаждения образцы смеси про­ питывают бакелитовым лаком и подвергают сушке. Затем из обработанных образцов тонкими корундовыми кругами вырезают поперечные темплеты, из которых приготовляют прозрачные шлифы для петрографического анализа и изучения структуры контактных зон.

Недостатком этой методики является то, что металлические образцы не доводятся до расплавления. Залитый в форму металл в момент соприкосновения с формой имеет сравнительно неболь-

. J Z 1

Рис. 138. Схема установки для изучения химического пригара:

шой градиент содержания окислов по сечению, так как за счет конвективных потоков происходит выравнивание состава. Кроме того, образовавшиеся на поверхности жидкого металла окислы частично восстанавливаются углеродом, приток которого к по­ верхности в результате диффузионных процессов значительно больше в жидком состоянии. Следовательно, с формовочным ма­ териалом начнут взаимодействовать окислы, появившиеся на уже затвердевшем металле. При постепенном нагреве металлических образцов задолго до расплавления начнется образование окислов, которые будут взаимодействовать с формовочным материалом.

Известно, что химическое сродство металлов к кислороду сильно зависит от температуры (уменьшается при увеличении температуры). Характер этой зависимости различен для разных элементов. Порядок окисления элементов, содержащихся в ме­ талле, зависит от их химического сродства к кислороду, содержа­ ния этих элементов (точнее — их активности) и от скорости диффузии элементов из объема к поверхности окисления. Следо­ вательно, при изменении температуры может изменяться порядок окисления, и, в конечном счете, будет сильно меняться химический состав окисных пленок. Например, если при низких температурах