ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Подготовка материала стандартных образцов из "Метрологические проблемы аналитического контроля качества металлопродукции " Гранулометрический состав материала дисперсных СО следует выбирать таким образом, чтобы в процессе расфасовки, транспортировки и применения исключалась возможность существенной сегрегации зерен по массе и плотности и чтобы он соответствовал требованиям методики количественного анализа. Вместе с тем Дж.Кали справедливо отмечает, что степень однородности никогда не должна сильно превышать необходимую, так как достижение гомогенности материала СО — дорогостоящая, длительная и трудная задача [59]. [c.113] Ниже приведены некоторые методические особенности подготовки материала СО состава различных групп контролируемых в черной металлургии объектов. [c.113] Структурная неоднородность слитка приводит к изменчивости содержания элементов по его сечению. На неравномерность состава стального слитка влияют также экзогеннь е (куски огнеупоров, шлака и т.д.) и эндогенные неметаллические включения, образующиеся как продукты реакции растворенных в стали кислорода, серы и азота с элементами, присутствующими в стальной ванне. [c.114] В результате деформации (ковки, прокатки) происходит определенное выравнивание химического состава в объеме металла, однако его первоначальная неоднородность полностью не устраняется. В та6л.25 приведены требования государственных стандартов на марки стального и железоникелёвого проката к допускаемому различию 5 между содержанием элементов в отдельных участках проката и их средней концентрацией, определенной по ковшовой пробе. [c.114] Примечание, с — диапазон содержаний. [c.116] Значении 5 характеризуют регламентированную изменчивость содержания элементов в деформированном металле чем меньше допускаемое различие химического состава ковшовой пробы и проката, тем выше требования стандартов к однородности металла. По данным работы [71], при отсутствии в стандартах указаний о допускаемых отклонениях по химическому составу необходимо устанавливать суженные внутризаводские нормы, чтобы ликвация углерода и других элементов не приводила к выходу из содержания в партиях проката за границы поля допуска, установленные стандартом для той или иной марки стали. Выполненный в работе [71] анализ зарубежных стандартов показал, что нормированные в них различия химического состава ковшовой пробы и готового проката в основном совпадают со значениями, регламентированными в отечественной практике. [c.116] Выше (см. гл. IV, п.2) приведено сопоставление требований стандартов к однородности стального проката с реальной изменчивостью его химического состава. При подготовке материала СО так же, как и в случае выбора методик аттестационного анализа, необходимо определенная осторожность в использовании любой априорной информации каждая стадия создания государственных СО должна основываться на специальных методических и экспериментальных разработках и тщательном контроле получаемых результатов. [c.118] Такой прием, безусловно, упрощает проведение аттестационного анализа, однако в отечественной практике он неприменим из-за ограниченного количества получаемого материала. В ИСО ЦНИИЧМ материал СО для химического и спектрального анализа черных металлов получают раздельно. Для повышения однородности материала монолитных СО плавку проводят в плавильных агрегатах небольшой вместимости (0,5 или 1,0 т) с разливкой металла в слитки 200 и 500 кг или непрерывным способом. После кристаллизации удаляют донную и головную части слитков, и после окончания последующих операций (обдирки, ковки, прокатки, термической обработки) остается не более 40 — 50 % наиболее однородной части металла. От каждой плавки получают в среднем 250 и 500 экземпляров СО (соответственно для 0,5- и 1,0-т индукционной печи) диаметром 48 - 50 мм, высотой 28 -30 мм и массой по 500 г, т.е. выход годного при выпуске монолитных СО составляет всего 20 — 25 % несколько выше он при разливке металла на МНЛЗ. [c.118] Получение дисперсного материала СО для химического анализа черных металлов с необходимым уровнем однородности значительно проще, чем для монолитных, поскольку в первом случае исходную заготовку подвергают измельчению с последующим усреднением полученной стружки. В этих целях практически всегда оказывается возможным использование металла, полученного из рядовых промышленных слитков путем прокатки на круг 100 — 200 мм при условии удаления наружного слоя исходной заготовки и ее сердцевины. [c.119] В NBS для выпуска дисперсных СО состава углеродистых и легированных сталей применяют круглые заготовки длиной 0,9 м и массой 80 кг. На один выпуск СО обычно расходуют шесть заготовок одной плавки. Резку стружки прекращают, когда диаметр заготовки уменьшается до 30 мм, что позволяет использовать до 80 % исходного металла в качестве годного материала. При выпуске отечественных государственных СО для химического анализа применяют металл кованый, катаный или разлитый на МНЛЗ (заготовки длиной 0,9 — 1,2 м и диаметром 100 — 180 мм). С заготовок удаляют наружный слой толщиной 5—10 мм диаметр стержней, остающихся после превращения в стружку наиболее однородной части заготовки, составляет 50 — 60 мм. Количество готовой стружки (после отсева фракций, не включаемых в материал СО) колеблется в пределах 50 — 60 % от массы исходного металла. [c.119] Металл измельчают гребенчатыми резцами из стали Р6М5, схема которых показана на рис. 10, Режим измельчения практически целиком определяется ограничениями, связанными с качеством получаемой стружки. Частота вращения шпинделя токарно-винторезных станков составляет 12,5 — 31,5 мин , так как при большей частоте вращения возможно появление на поверхности стружки цветов побежалости. Угол наклона плоскости резца к направлению подачи колеблется в пределах от 9 до 20° угол заточки резца подбирают опытным путем из расчета получения материала необходимой крупности. Продольную подачу резца варьируют в пределах 0,07 — 0,25 мм/об. [c.119] Максимальный размер (длина) стружки остается практически неизменным для четырех первых фракций, и лишь для самой мелкой, наиболее легко поддающейся дроблению, он несколько [примерно на 8% (отн.) ] снижается по сравнению с остальными. Второй параметр, ширина, закономерно уменьшается [примерно на 45 % (отн.) ] от наиболее крупной фракции к самой мелкой. Наибольший размер стружки скалывания, получаемой при использовании гребенчатых резцов, определяется подачей резца, так как при небольших скоростях и угле резания, характерных для приготовления материала образцов, вследствие пластической деформации первоначальная высота стружки увеличивается в 10 раз. Минимальный размер стружки определяется длиной контакта зуба с металлом и не изменяется при пластической деформации. [c.120] Оба этих размера, как минимальный, так и максимальный, не могут определять попадание частиц в ту или иную фракцию. Минимальный размер меньше размера ячеек всех сит, используемых для рассева стального порошка, поэтому он не влияет на классификацию зерен по крупности. Максимальный размер также не влияет на распределение зерен по фракциям, поскольку он превышает размер ячеек даже самого крупного сита. [c.120] В последние годы наряду с традиционными способами получения материала дисперсных СО состава сталей (а также чугунов) используют принципиально новые технологии, основанные на методах порошковой металлургии газовое распыление расплава, восстановление прокатной окалины и гидридно-кальциевое восстановление оксидов. Комплексные исследования физических и технологических свойств порошков, а также их межфракционной однородности показали перспективность применения диспергированных материалов в качестве СО. Это особенно важно для труднообрабатываемых сталей например, с высоким содержанием марганца), материала массового выпуска СО сталей и чугунов, в которых аттестуется только углерод и сера для кулонометрического метода их определения и т.д. [c.121] После исследования однородности полученного порошка для выпуска СО С51 использованы фракции 0,09 — 0,50 мм, которые полностью удовлетворяют метрологическим требованиям, хотя и имеют расширенный против обычно требуемого диапазон размеров частиц [73]. [c.121] Смешение дисперсных материалов сводится к взаимному механическому перемещению двух или нескольких компонентов, различающихся какими-то физическими свойствами или химическим составом, с целью получения готового продукта с возможно более равномерным распределением частиц, а следовательно, и наиболее близкими свойствами или составом в любой части получаемого материала. [c.122] Основная функция любого вида гомогенизации дисперсных материалов заключается в создании условий, обеспечивающих подвижность смешиваемого материала и достаточно произвольное распределение компонентов в объеме смеси. Для достижения высокой степени гомогенизации необходимо, чтобы, во-первых, первоначально разделенные компоненты были распределены во всем объеме смеси (макросмешение) и, во-вторых, отдельные зерна проникали из участков, богатых одним компонентом, в участки, где находится большее количество второго, через границы, разделяющие зоны с преобладающим массовым содержанием того или иного компонента (микросмешение). Высокая степень усреднения достигается только в том случае, если одновременно протекают оба этих независимых процесса. [c.122] Способы гомогенизации твердых дисперсных материалов по характеру перемешивания зерен можно разделить на два вида 1) перемешивание под действием силы тяжести и центробежных сил, которое представляет собой скольжение зерен по наклонной поверхности материала или их падение на поверхность материала или смесителя 2) принудительное перемешивание при помощи смесительных органов или под действием газовой фазы. [c.122] Большинство промышленных вращающихся смесителей нельзя использовать для получения смеси с требуемой для выпуска СО степенью гомогенизации вследствие того, что свободное падение частиц с различными физическими свойствами приводит к разнообразным видам сегрегации в радиальном или осевом направлениях. Лучшее качество смешения получают в двухконусном смесителе, поскольку при повороте на 180° резко изменяется поперечное сечение всего Материала (основание конуса превращается в его вершину) и гомогенизация компонентов оказывается результатом не самопроизвольного перемещения отдельных зерен, а многократного перебрасывания всей массы материала. Двухконусный смеситель обеспечивает полную герметичность материала, легко очищается, обеспечивает простоту моделирования от лабораторной к промышленной установке и т.д., поэтому он (или близкие к нему агрегаты) используют для усреднения материала СО в США, Франции и других странах. [c.122] Вернуться к основной статье