Контроль и влияние примеси на электропроводность некоторых металлов
При наличии даже незначительного количества примесей изменяется электропроводность металлов приведем пример из литературы влияние примеси на электропроводность рис. 4.8.1, а – алюминий, б – медь.
Вихретоковый измеритель удельной электрической проводимости ИЭ-Т позволяет установить зависимость электропроводности σ металлов от наличия различных примесей и решить обратную задачу – по электропроводности и составу примесей определить их количество.
В металловедении электропроводность с давних пор рассматривалась как ценное вспомогательное средство для изучения состава и свойств материалов. Но методы измерения электропроводности требовали много времени и были связаны с изготовлением образцов определенной формы.
Рис.4.8.1. Влияние примесей на электропроводность алюминия(а),
Меди (б)
При использовании индукционных вихретоковых измерителей удельной проводимости электропроводности типа ИЭ - Т для измерения электропроводности немагнитных материалов достаточно приложить датчик к поверхности контролируемого объекта.
Такой метод измерения электропроводности не требует изготовления специальных образцов, не разрушает контролируемой поверхности и дает возможность в течение нескольких секунд измерить ее на любом участке детали.
При сортировке листовых материалов учитывают влияние плакировки. Чтобы она не влияла на показания прибора, ее удаляют на небольшом участке листа (на площади в 1 см² ) ближе к краю листа. У плакированных листов электропроводность на 3-4 м/Ом · мм² выше, чем у неплакированных.
Для одной и той же марки материала наблюдается разброс в показаниях электропроводности до 2–3 м/Ом·мм². Это объясняется значительными колебаниями содержания примеси в составе сплава. Определить зону разброса значений электропроводности каждого сплава можно путем набора статистических данных. В ряде стран проводится систематическая работа по набору такой статистики для алюминиевых, медных и других сплавов.
Более точные границы возможного разброса значений электропроводности можно установить по образцам специально отлитых плавок ( с верхним, средним и нижним пределами содержания легирующих элементов в пределах ГОСТ для данного сплава.
Разброс является главным фактором, ограничивающим возможности применения приборов измерителей электропроводности типа ИЭ для сортировки цветных материалов.
Сортировать сплавы по электропроводности можно лишь в том случае, если зоны разброса не перекрывают друг друга. Необходимо, чтобы сортируемые материалы находились в одном и том же состоянии (например, сыром или термически обработанном). Если проверяемые материалы имеют покрытия, то толщина и состав покрытия должны быть одинаковыми для всей проверяемой партии. При сортировке листовых материалов учитывают влияние плакировки. Чтобы она не влияла на показания прибора, ее удаляют на небольшом участке листа (на площади в 1см²) ближе к краю листа. У плакированных листов электропроводность на 3-4 м / Ом · мм² выше, чем у неплакированных проверяемой партии. При сортировке листовых материалов учитывают влияние плакировки. Чтобы она не влияла на показания прибора, ее удаляют на небольшом участке листа (на площади в 1см²) ближе к краю листа. У плакированных листов электропроводность на 3-4 м / Ом · мм² выше, чем у неплакированных
Зависимость ВТ от электропроводности, позволяет с высокой точностью по показаниям прибора определить значение электропроводности и ее изменения вплоть до 10 -5 от абсолютного значения.
Для количественного измерения электропроводности или
определения свойств материала, однозначно связанных с нею, применяются
Вихретоковые измерители типа ИЭ-Т.
При контроле накладной датчик прибора устанавливают на контролируемую деталь.
Электропроводность металла в значительной степени зависит от состава и количества примесей. Промышленные металлы в отличии от металлов повышенной чистоты загрязнены различными элементами. Поэтому электропроводность их более низкая и колеблется в зависимости от общего количества примесей и степени их растворимости в основном металле. Наличие даже незначительного количества примесей резко снижает электропроводность и технологические свойства металлов, и может явиться причиной образования безконтрольного их поведения.
Электропроводность алюминия высокой чистоты (99.9%)
37 – 38 м/ Ом·мм². У технически чистого алюминия из-за имеющихся в нем различных примесей она значительно ниже: 34 – 36 м/ Ом · мм²
Добавка 0.15 % металла в виде растворимых примесей в алюминии вызывает приблизительно следующий порядок уменьшения электропроводности алюминия табл. 1.6.3.
Таблица 4.8.1
|
V |
Ti |
Mg |
Mn |
Si |
Cu |
Zn |
Cr |
Ni |
|
5 |
4 |
1 |
0,8 |
0,7 |
0,4 |
0,14 |
0,08 |
0,08 |
σ,
м
/Ом·мм²
Промышленные металлы сортируют на высокие и низкие сорта. Для этой цели удобно применять приборы ИЭ-Т. В табл. 4.8.1 дана электропроводность некоторых металлов. Надо иметь ввиду, что изменение на 1º С приводит к изменению электропроводности, например у меди, на 0,22м/Ом·мм².
В табл 4.8.2 представлены литературные данные по электропроводности и температурному коэффициенту некоторых чистых металлов.