專利名稱：鋼凝固收縮率的檢測設(shè)備及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測試設(shè)備及測試方法，特別涉及一種鋼凝固收縮率的檢測設(shè)備及檢測方法。
背景技術(shù)：
對于鋼凝固收縮率的計(jì)算通常的做法有兩種一種是熱膨脹系數(shù)取常數(shù)，另一種是計(jì)算中奧氏體取2.2×10-5℃-1，而鐵素體取1.55×10-5℃-1；但采用這兩種方法得到的計(jì)算結(jié)果往往很難體現(xiàn)鋼的凝固收縮的真實(shí)特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)得到鋼的凝固收縮的真實(shí)特性。
本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種鋼的凝固收縮率檢測設(shè)備，其特征是檢測設(shè)備由水密器、MoSi2爐、X射線透視裝置、溫度控制器、熱電偶、剛玉坩堝、試樣、影象增強(qiáng)屏、高壓發(fā)生器、電荷耦合裝置、計(jì)算機(jī)、錄象機(jī)、監(jiān)視器等部件組成，試樣裝在剛玉坩堝內(nèi)，剛玉坩堝裝于MoSi2爐中，熱電偶分別連接試樣和位于剛玉坩堝外的溫度控制器，X射線透視裝置和影象增強(qiáng)屏分別位于MoSi2爐的兩側(cè)，高壓發(fā)生器連接影象增強(qiáng)屏，高壓發(fā)生器為影象增強(qiáng)屏提供工作電壓；影象增強(qiáng)屏將接受的信號放大并輸入電荷耦合裝置，電荷耦合裝置分別連接計(jì)算機(jī)、錄象機(jī)、監(jiān)視器，電荷耦合裝置將接收的信號轉(zhuǎn)化為試樣的長度圖象信號并由錄象機(jī)記錄存儲，監(jiān)視器播放圖像，計(jì)算機(jī)計(jì)算出鋼在凝固過程中的收縮率；檢測方法的具體工藝步驟如下(1)、將測量用鋼樣加工成柱形棒體試樣，裝入剛玉坩堝內(nèi)，然后在室溫下垂直放進(jìn)密閉的MoSi2電爐內(nèi)，在加熱升溫和實(shí)驗(yàn)過程中剛玉坩堝通Ar保護(hù)，Ar經(jīng)水密器排出；(2)、試樣加熱5-6小時直至完全熔化，然后保溫10-30分鐘；(3)、保溫結(jié)束后，通過熱電偶和溫度控制器控制MoSi2電爐以0.5-2℃/min的速度降溫，在降溫過程中，每隔一定溫度間隔測量一個試樣長度數(shù)據(jù)，每個測量點(diǎn)保溫2-5分鐘，測量方法為利用X射線透視裝置觀察試樣，得到的透視信號投射到影象增強(qiáng)屏，影象增強(qiáng)屏將接受的信號放大并輸入電荷耦合裝置，電荷耦合裝置將接收的信號轉(zhuǎn)化為試樣的長度圖象信號并由錄象機(jī)記錄存儲，監(jiān)視器播放圖像；
(4)、每個測量點(diǎn)試樣的長度圖像信號傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)利用專門的計(jì)算處理程序計(jì)算出鋼在凝固過程中的收縮率。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于通過X射線透射的方法，可以準(zhǔn)確地連續(xù)測量各種鋼從液態(tài)至固態(tài)的整個凝固過程中的體積收縮率。


附圖為本發(fā)明的工藝流程圖1-水密器、2-MoSi2爐、3-X射線透視裝置、4-溫度控制器、5-熱電偶、6-剛玉坩堝、7-試樣、8-影象增強(qiáng)屏、9-高壓發(fā)生器、10-電荷耦合裝置、11-計(jì)算機(jī)、12-錄象機(jī)、13-監(jiān)視器。
具體實(shí)施例方式參照附圖，一種鋼的凝固收縮率檢測設(shè)備，由水密器1、MoSi2爐2、X射線透視裝置3、溫度控制器4、熱電偶5、剛玉坩堝6、試樣7、影象增強(qiáng)屏8、高壓發(fā)生器9、電荷耦合裝置10、計(jì)算機(jī)11、錄象機(jī)12、監(jiān)視器13等部件組成，試樣7裝在剛玉坩堝6內(nèi)，剛玉坩堝6裝于MoSi2爐2中，熱電偶5分別連接試樣7和位于剛玉坩堝6外的溫度控制器4，X射線透視裝置3和影象增強(qiáng)屏8分別位于MoSi2爐2的兩側(cè)，高壓發(fā)生器9連接影象增強(qiáng)屏8，高壓發(fā)生器9為影象增強(qiáng)屏8提供工作電壓；影象增強(qiáng)屏8將接受的信號放大并輸入電荷耦合裝置10，電荷耦合裝置10分別連接計(jì)算機(jī)11、錄象機(jī)12、監(jiān)視器13，電荷耦合裝置10將接收的信號轉(zhuǎn)化為試樣的長度圖象信號并由錄象機(jī)12記錄存儲，監(jiān)視器13播放圖像，計(jì)算機(jī)計(jì)算出鋼在凝固過程中的收縮率；鋼的凝固收縮率檢測具體工藝步驟為將測量用鋼樣加工成Φ5×56mm的柱形棒體試樣7，裝入Φ內(nèi)徑5×100mm的剛玉坩堝6內(nèi)，然后在室溫下垂直放進(jìn)密閉的MoSi2電爐2內(nèi)，為了防止試樣7在加熱過程中發(fā)生氧化，在加熱升溫和實(shí)驗(yàn)過程中采用Ar保護(hù)，Ar流量為2L/min；鋼樣在加熱至5-6小時直至完全熔化，然后保溫20分鐘，保溫結(jié)束后，將MoSi2電爐2以1℃/min的速度降溫；在降溫過程中，在1568℃、、1550℃、1540℃、1500℃、1480℃、1454℃、1440℃、1420℃、1400℃、1345℃、1290℃、1250℃、1200℃、1150℃、1100℃、1038℃和1000℃分別測量一個數(shù)據(jù)，并在每個測定點(diǎn)保溫3分鐘；利用X射線透視裝置3觀察試樣并由電荷耦合裝置10和錄象機(jī)12錄下每個測量點(diǎn)試樣的體積變化，然后傳遞給計(jì)算機(jī)11并利用計(jì)算處理程序計(jì)算出鋼在凝固過程中的收縮率，具體計(jì)算示例如下δ＝(H-H0)*S/(H0*S)(公式1)；δ體積收縮率；H升溫后試樣長度；H0初始試樣長度，為56mm；S試樣橫截面積，S＝πD2/4；D試樣直徑，為5mm。
試樣升溫后，當(dāng)溫度降低至1550℃時，測的試樣長度H為58.8mm，將H帶入公式1，得出δ為5％。計(jì)算結(jié)果見下表
本發(fā)明可以準(zhǔn)確地連續(xù)測量各種鋼從液態(tài)至固態(tài)的整個凝固過程中的體積收縮率，檢測得到鋼的凝固收縮的真實(shí)特性，對于準(zhǔn)確合理地確定連鑄工藝和相關(guān)設(shè)備參數(shù)以及提高鑄坯質(zhì)量和成材率具有重要意義。
權(quán)利要求
1.一種鋼的凝固收縮率檢測設(shè)備，其特征是檢測設(shè)備由水密器、MoSi2爐、X射線透視裝置、溫度控制器、熱電偶、剛玉坩堝、試樣、影象增強(qiáng)屏、高壓發(fā)生器、電荷耦合裝置、計(jì)算機(jī)、錄象機(jī)、監(jiān)視器組成，試樣裝在剛玉坩堝內(nèi)，剛玉坩堝裝于MoSi2爐中，熱電偶分別連接試樣和位于剛玉坩堝外的溫度控制器，X射線透視裝置和影象增強(qiáng)屏分別位于MoSi2爐的兩側(cè)，高壓發(fā)生器連接影象增強(qiáng)屏，高壓發(fā)生器為影象增強(qiáng)屏提供工作電壓；影象增強(qiáng)屏將接受的信號放大并輸入電荷耦合裝置，電荷耦合裝置分別連接計(jì)算機(jī)、錄象機(jī)、監(jiān)視器，電荷耦合裝置將接收的信號轉(zhuǎn)化為試樣的長度圖象信號并由錄象機(jī)記錄存儲，監(jiān)視器播放圖像，計(jì)算機(jī)計(jì)算出鋼在凝固過程中的收縮率。
2.一種鋼的凝固收縮率檢測方法，其特征是，檢測方法的具體工藝步驟如下(1)、將測量用鋼樣加工成柱形棒體試樣，裝入剛玉坩堝內(nèi)，然后在室溫下垂直放進(jìn)密閉的MoSi2電爐內(nèi)，在加熱升溫和實(shí)驗(yàn)過程中剛玉坩堝通Ar保護(hù)，Ar經(jīng)水密器排出；(2)、試樣加熱5-6小時直至完全熔化，然后保溫10-30分鐘；(3)、保溫結(jié)束后，通過熱電偶和溫度控制器控制MoSi2電爐以0.5-2℃/min的速度降溫，在降溫過程中，每隔一定溫度間隔測量一個試樣長度數(shù)據(jù)，每個測量點(diǎn)保溫2-5分鐘，測量方法為利用X射線透視裝置觀察試樣，得到的透視信號投射到影象增強(qiáng)屏，影象增強(qiáng)屏將接受的信號放大并輸入電荷耦合裝置，電荷耦合裝置將接收的信號轉(zhuǎn)化為試樣的長度圖象信號并由錄象機(jī)記錄存儲，監(jiān)視器播放圖像；(4)、每個測量點(diǎn)試樣的長度圖像信號傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)利用專門的計(jì)算處理程序計(jì)算出鋼在凝固過程中的收縮率。
3.一種如權(quán)利要求2所述的鋼的凝固收縮率檢測方法，其特征是降溫過程中每個測定點(diǎn)保溫2-5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測試設(shè)備及測試方法，特別涉及一種鋼凝固收縮率的檢測設(shè)備及檢測方法。解決了目前鋼凝固收縮率測試真實(shí)性不夠的缺陷。一種鋼的凝固收縮率檢測設(shè)備，試樣裝在剛玉坩堝內(nèi)，剛玉坩堝裝于MoSi
文檔編號G01N25/16GK1673726SQ20041001721
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者范建冬, 于景坤, 顏正國 申請人:寶鋼集團(tuán)上海梅山有限公司, 東北大學(xué)