Устаткування|обладнання| і матеріали
Для проведення роботи необхідні: установка для дослідження кристалізації, гіпосульфіт (1…2 пачки), електроплитка, термостійка посудина для розплавлення гіпосульфіту, термометр з|із| шкалою до 100°С|, лінійка з|із| діленнями, алундова або скляна паличка для перемішування.
Методика проведення досліджень
Оскільки більшість речовин, у тому числі і метали, в рідкому і затверділому стані непрозорі, то для візуального вивчення механізму кристалізації розплаву застосовують речовини, що володіють прозорістю, як в рідкому, так і твердому стані, та які мають аналогічний з|із| металом механізм кристалізації. В якості такої речовини використаний гіпосульфіт.
Моделювання процесу кристалізації розплаву здійснюється на моделі, що складається з 2-х прозорих стінок, між якими для збільшення швидкості охолоджування розплаву поміщений мідний трубчастий холодильник з|із| циркулюючою водою. Для підвищення прозорості моделі за задньою стінкою встановлена|установлена| електролампа (рис. 5.2).
Гіпосульфіт з|із| пакету висипають в термостійку посудину і поміщають його на електроплитку В процесі нагріву і плавлення гіпосульфіт безперервно помішують паличкою. Перегрів розплаву вище 70°С| не допускається, і при цій температурі після|потім| ретельного перемішування він заливається у виливницю. Виливниця встановлюється на показному місці, зручному для спостереження. З моменту|із моменту| вливання розплаву у виливницю починається|починає| відлік часу спостережень, результати яких заносяться в таблицю 5.1
Рис. 5.2. Схема лабораторної установки:
1-відведення проточної води; 2-мідна трубка|люлька| ( бокові та донна стінки виливниці); 3- оргскло|; 4- |поцупити болти, що стягують; 5-підставка; 6-електрична лампочка.
Таблиця 5.1 –
Параметри спостережень кристалізації розплаву
Час виміру, хв.
|
Вимір товщини шару розплаву, що закристалізовувався, мм |
|
у горизонтальному направленні |
у вертикальному направленні |
|
В процесі кристалізації ведуться спостереження за рухом розплаву, формуванням різних кристалічних зон і самих кристалів. Через кожні 5 хв. вимірюється в горизонтальному і вертикальному направленнях|напрямах| товщина шару розплаву, що закристалізовувався. При спостереженні необхідно приділити увагу механізму утворення усадкової раковини і конуса осадження. За результатами|за наслідками| вимірювань визначається емпіричний коефіцієнт твердіння:
,
см/хв0,5
(5.1)
де Д - товщина шару, що закристалізовувався, см;
t- час твердіння, хв.
На підставі дослідних данних будується графічна залежність Д=f(t).
Зливок|зливок|, що повністю|цілком| закристалізовувався, замальовується|зарисовує| в протокол лабораторної роботи з|із| вказівкою різних зон і особливостей його будови.|споруди| |зливка|
Контрольні питання
1. Мета|ціль| роботи.
2. Зміна об'єму|обсягу| при кристалізації.
3. Умови зародження центрів кристалізації.
4. Процес утворення зерен.
5. Умови формування дрібнозернистої і грубозернистої|крупнозернистої| структури сталі.
6. Умови кристалізації розплаву біля|у| стінок виливниці.
7. Механізм утворення стовчастих| кристалів.
8. Механізм формування кристалів в центрі зливка|зливка|.
9. Причини і місце утворення усадкової раковини в різних сталях|.
10. Прічини утворення конуса осадження.
11. Описати методику проведення роботи.
12. Величина коефіцієнта твердіння розплаву.