которых лежит принцип регистрации излучения нагретого тела, по-
зволяют определять температуру поверхности, а для измерения тем-
пературы в отливке можно использовать термопары, позволяющие за-
регистрировать локально температуру образца. Как правило, свойства
расплава в форме пространственно неодинаковы, поэтому для контро-
ля температуры в объеме используют несколько термопар, располага-
емых в различных сечениях отливки.
Экспериментальная часть.
Цель настоящей работы заключается
в создании альтернативного способа контроля процесса кристаллиза-
ции алюминиевого сплава, основанного на измерении падения напря-
жения на образце. Для этого использована экспериментальная уста-
новка [4], позволяющая пропускать через отливку постоянный элек-
трический ток в процессе ее кристаллизации.
Электрический ток плотностью
j
∼
(10
4
. . .
10
6
)
А/м
2
пропускали
через расплав, находящийся в песчаной форме. Химический состав
исследуемого сплава на основе алюминия, определенный с помощью
спектрального анализа, следующий, %: Si 10,47; Cu 1,75; Fe
<
0
,
2
;
Cr 0,02; Mg
<
0
,
02
; Mn
<
0
,
02
; Ni 0,08, остальное — алюминий,
что позволяет отнести этот сплав к силуминам с маркировкой АК12
(доэвтектический сплав).
При нахождении жидкого металла в форме и его кристаллизации
в процессе электрического воздействия измерялась временная зависи-
мость падения напряжения
U
(
t
)
на образце, используя которуюможно
без измерения временн´ой температурной зависимости материала от-
ливки при ее кристаллизации определить скорость
dU
(
t
)
/dt
, а также
время фазового перехода материала образца. Учитывая условия тепло-
отвода и состав сплава, отметим, что фазовый переход происходит не
мгновенно во всем объеме, а имеет конечный временн´ой интервал. На
рис. 1 представлена экспериментальная временн´ая зависимость паде-
ния напряжения
1
на образце и силы тока
2
для сплава АК12.
Результаты и их обсуждение.
Измеряемое экспериментально па-
дение напряжения
U
(
t
)
определяется результирующим электрическим
сопротивлением твердой и жидкой фаз образца. Поэтому можно вве-
сти соотношение, которое связывает массу твердожидкой фазы с па-
дением напряжения на образце
U
(
t
)
:
dm
L
−
S
dt
=
a
dU
dt
.
(1)
Здесь
а
— коэффициент пропорциональности, кг/В, значение которого
определяется как
а
=
m
o
U
(0)
, где
m
o
— исходная масса жидкого распла-
ва,
U
(0)
— значение разности потенциалов в момент времени, соответ-
ствующий началу фазового перехода. При пропускании через образец
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012. № 1
65