ДРУГИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Термический анализ. Впервые термический анализ был применен Д. К. Черновым.

Всякое изменение в состоянии металла или сплава сопровождается выделением или поглощением тепла. Термический анализ

Рис. 9. Кривые охлаждения: а - чистого металла; 6 и в— сплава.

сводится к выявлению температур, при которых имеет место поглощение или выделение тепла. Чтобы уловить, при каких температурах происходит поглощение или выделение тепла, достаточно через равные промежутки времени определять температуру нагревающегося или охлаждающегося металла (сплава). Зависимость между температурой и временем изображают в виде кривой (рис. 9). Переломы на кривой или горизонтальные площадки указывают температуры, при которых происходит выделение (при охлаждении) или поглощение (при нагреве) тепла, связанное с протеканием в сплаве того или иного превращения. Температуры, при которых в сплаве происходят те или другие изменения, называются критическими точками.

В этом виде термический анализ применим лишь в тех случаях, когда превращение сопровождается выделением (поглощением) заметного количества тепла. Для фиксирования превращений, протекающих с малым тепловым эффектом, применяют дифференциальный термический анализ. При этом определяют не температуру нагреваемого или охлаждаемого металла (сплава), а разность температур исследуемого металла и другого вещества (эталона), не имеющего превращений, одновременно нагревая и охлаждая их в совершенно одинаковых условиях. Развитию термического анализа во многом способствовали работы Н. С. Курнакова.

Дилатометрический анализ. Дилатометрический анализ применяется для определения критических точек путем наблюдения за изменением длины образца при его нагреве или охлаждении или в изотермических условиях (при постоянной температуре).

Рис. 10. Общий вид дифференциального оптического дилатометра:

а — схема; б — общий вид; 1 и 2 — кварцевые трубки; 3— эталон из сплава „пирос" (82% Ni-7% Cr, 5% W, 3% Fe и 5% Мn), не испытывающий превращений при нагреве; 4 — испытываемый образец; 5, 6 — кварцевые стержни; 7, 8 —стальные стержни с пружинами; 9 — зеркало; 10, 11 и 12 — опоры зеркала (опора 10 соединена с эталоном, 11 — с образцом и 12 неподвижна); 13 — фотопластинка, помещенная в фотокамеру; 14 — электрическая лампа; 15 — линза.

При расширении образца и эталона зеркало повертывается, и световой зайчик чертит на фотопластинке дифференциальную дилатометрическую кривую, показывающую объемные изменения в металле в зависимости от температуры.

Изменение длины образца характеризует объемные изменения, сопровождающие то или иное превращение в металле. Этот метод наиболее часто применяется для определения критических точек в стали. Для повышения точности наблюдений применяется дифференциальный метод дилатометрического анализа. В этом случае измеряется разность расширения эталона и исследуемого образца в зависимости от температуры.

Для анализа применяются специальные приборы—дилатометры (рис. 10). Дилатометр служит также для определения коэффициента термического расширения в заданном интервале температур.

Электрический анализ. Электрический метод изучения превращений в металлах (сплавах) осуществляется путем измерения электросопротивления, меняющегося в образце при изменении его температуры или вследствие превращений в нем при неизменной температуре. Этот метод для изучения металлов и сплавов был впервые применен Н. С. Курнаковым и его школой.

Магнитный метод. Магнитный метод нашел применение главным образом для изучения внутренних превращений в стали. Магнитный метод основан на изменении магнитных характеристик в результате того или иного превращения в стали при ее нагреве или при постоянной температуре. Этот метод исследования получил особенно широкое применение в СССР. Исключительно широко применяются магнитные методы контроля (магнитная дефектоскопия) для выявления дефектов, выходящих на поверхность детали (закалочные, шлифовочные, усталостные трещины, волосовины, непровар и т. д.).

Сущность метода сводится к тому, что при намагничивании ферромагнитной детали (рис. 11) в местах нарушения сплошности (трещина, волосовина) образуются области рассеяния и по краям трещин возникают полюса. При погружении такой детали в масляную (бензиновую, спиртовую и т. д.) ванну (поливание) с взвешенными в ней частицами магнитного порошка (магнитная суспензия) эти частички притягиваются к краям дефекта, выявляя его.

Рис. 11. Прибор для намагничивания деталей и поле рассеяния в месте дефекта.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: