Остання редакція: 2019-07-22
Тези доповіді
Діаграми рівноважного стану є одним з основних інструментів прогнозування фазових перетворень при кристалізації виливків. Проте на практиці такі умови не реалізуються, особливо при фізико-хімічних впливах на розплав. Метод «стоп-гартування» з використанням установки, наведеної на рис. 1, дозволяють досліджувати фазові перетворень і морфологію структурних складових у сплавах незалежно від ступеня їх метастабільності.
Зразки розплавляють у печі опору (1), нагрівач (4) якої виконано з ніхромового дроту. Температура зразка вимірюється хромель-алюмелевою термопарою (6), з’єднаною з вимірювачем-регулятором температури ТРМ1 (2). Тримач зразків разом із дослідним зразком (5) установлюється в фокусі циліндричних екранів теплоізоляції, чим зведено до мінімуму градієнт температури по перетину зразка (5) і помилку виміру температури. Керування температурою здійснюється регулятором температури (2) та симистором (3). Похибка визначення температури не більше 1 ºС. При охолодженні краплі розплаву до необхідної температури фазового перетворення, встановленої за даними диференційно-термічного аналізу, витримці при заданій температурі протягом 3…5 хв. зразок скидається термопарою-штовхачем (6) із нагрівальної камери в гартівну шахту (7), заповнену розчином NaCl у воді. При цьому швидкість охолодження зразка складає понад 103 оС/с, що є достатньою для фіксування процесів структуроутворення в рідко-твердому стані. Висновки про характер фазових перетворень базуються на даних мікроструктурного, мікрорентгеноспектрального та фазового аналізу одержаних зразків. Зафіксована у вигляді дрібнокристалічної евтектики рідина при травленні забарвлюється в чорний колір і легко відрізняється від зростаючих в цей момент фаз. На фотографіях мікроструктур ця псевдорідина позначена символом Р (рис. 2).
1 – піч опору; 2 – вимірювач-регулятор температури ТРМ1; 3 – симистор; 4 – нагрівач; 5 – дослідний зразок; 6 – термопара-штовхач; 7 – гартівна шахта
Рис. 1. Схема установки «стоп-гартування»
Рис. 2. Початкові етапи кристалізації сплаву Al – 8% Si – 0,9% Fe
Запропонований метод «стоп-гартування» дозволяє визначати характер фазових перетворень і морфологію фаз на всіх етапах кристалізації сплавів, досліджувати і відповідно корегувати технологічні процеси в умовах виробництва, які являють собою нерівноважні системи.