[發明專利]一種高溫液態金屬沖刷腐蝕測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202210809932.5
• 申請日: 2022-07-11
• 公開（公告）號: CN115060617A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 余中狄;宰偉;吳金平;劉未;謝龍飛;曹萌
• 申請（專利權）人: 西安稀有金屬材料研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02;G01N17/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 魏法祥

1.一種高溫液態金屬沖刷腐蝕測試裝置，其特征在于，包括用于將金屬加熱為液態的加熱組件（1），所述加熱組件（1）包括半開式馬弗爐（1-1）和放置在半開式馬弗爐（1-1）中用于盛放液態金屬的坩堝（1-2），所述坩堝（1-2）中放有用于承裝樣品（6）的樣品臺（2），所述加熱組件（1）旁側設置有用于將樣品臺（2）伸入和伸出坩堝（1-2）的升降組件（3），所述加熱組件（1）下側設置有用于旋轉坩堝（1-2）的旋轉組件（4），所述加熱組件（1）中設置有用于測量液態金屬溫度和流速的測量組件（5）。

2.根據權利要求1所述的一種高溫液態金屬沖刷腐蝕測試裝置，其特征在于，所述半開式馬弗爐（1-1）上設置有將半開式馬弗爐（1-1）懸空的支架（1-3），所述半開式馬弗爐（1-1）上設置有爐蓋。

3.根據權利要求1所述的一種高溫液態金屬沖刷腐蝕測試裝置，其特征在于，所述坩堝（1-2）內側面設置有若干個半圓擾流柱（1-2-1）。

4.根據權利要求1所述的一種高溫液態金屬沖刷腐蝕測試裝置，其特征在于，所述樣品臺（2）為均勻開設有若干個樣品通孔（2-1）的圓柱，所述樣品通孔（2-1）上部為圓柱形的樣品槽（2-1-1），下部為正八棱柱形的卡裝孔（2-1-2），所述樣品槽（2-1-1）的孔徑大于卡裝孔（2-1-2）的孔徑，所述樣品槽（2-1-1）內設置有螺紋，所述樣品槽（2-1-1）上還設置有用于固定樣品（6）的螺栓（2-2），所述樣品（6）上部為與樣品槽（2-1-1）配合的圓盤狀限位部（6-1），下部為與正八棱柱形的卡裝孔（2-1-2）配合的長方體狀腐蝕部（6-2）。

5.根據權利要求1所述的一種高溫液態金屬沖刷腐蝕測試裝置，其特征在于，所述升降組件（3）包括豎直設立的升降主軸（3-1），所述升降主軸（3-1）上依次連接有用于懸臂梁（3-3）升降的升降滑塊（3-2）和懸臂梁（3-3），所述懸臂梁（3-3）下表面固定有與樣品臺（2）連接的樣品桿（3-4）。

6.根據權利要求1所述的一種高溫液態金屬沖刷腐蝕測試裝置，其特征在于，所述旋轉組件（4）包括與坩堝（1-2）底部連接的從動軸（4-1），所述從動軸（4-1）上設置有用于驅動從動軸（4-1）旋轉的皮帶（4-2），所述皮帶（4-2）上還連接有主動軸（4-3），所述主動軸（4-3）連接有用于驅動主動軸（4-3）的步進式電機（4-4）。

7.根據權利要求1所述的一種高溫液態金屬沖刷腐蝕測試裝置，其特征在于，所述測量組件（5）包括熱電偶保護套（5-1）以及設置在熱電偶保護套（5-1）中的高溫壓力傳感器（5-2）和液態金屬測溫熱電偶（5-3），所述熱電偶保護套（5-1）上開設有通孔，所述通孔上安裝有剛玉錐形塞（5-4）。

8.一種利用如權利要求1~7中任一權利要求所述的裝置進行高溫液態金屬沖刷腐蝕測試的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、在坩堝（1-2）中放置待熔化的金屬原料，然后打開半開式馬弗爐（1-1）對金屬原料進行加熱，得到盛有液態金屬的坩堝（1-2）；

步驟二、將樣品（6）插入樣品臺（2），然后將樣品臺（2）下降使樣品（6）下部部分浸沒在步驟一中得到的液態金屬中，得到待沖刷腐蝕裝置；所述樣品（6）插入樣品臺（2）前記錄樣品（6）的原始重量M₀和原始體積V₀；

步驟三、使步驟二中的得到的待沖刷腐蝕裝置的坩堝（1-2）開始旋轉，進行沖刷腐蝕試驗，得到沖刷腐蝕試驗后的樣品（6）；

步驟四、將步驟三中得到的沖刷腐蝕試驗后的樣品（6）去除表面黏附金屬后記錄沖刷腐蝕后的重量M₁和沖刷腐蝕后的體積V₁，然后根據公式（一）計算得到沖刷腐蝕速率C；

（一）；

公式（1）中t為沖刷腐蝕試驗的時間，單位為min，重量的單位為g，體積的單位為cm³，沖刷腐蝕速率C的單位為g/cm³·min。