[發(fā)明專利]一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試裝置及測(cè)試方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210809932.5
• 申請(qǐng)日: 2022-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN115060617A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余中狄;宰偉;吳金平;劉未;謝龍飛;曹萌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安稀有金屬材料研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/56
• 分類號(hào): G01N3/56;G01N3/02;G01N17/00
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 魏法祥

本發(fā)明公開了一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試裝置，包括加熱組件，加熱組件包括半開式馬弗爐和坩堝，加熱組件旁側(cè)設(shè)置有用于將樣品臺(tái)伸入和伸出坩堝的升降組件，加熱組件下側(cè)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)組件，加熱組件中設(shè)置有測(cè)量組件，此外，本發(fā)明還提供了一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試方法，利用液態(tài)金屬流經(jīng)坩堝和樣品時(shí)周期性的體積壓縮模擬沖刷腐蝕，精準(zhǔn)測(cè)定金屬熔體溫度，靈活調(diào)整金屬熔體中第二相含量，沖刷速率，沖蝕角，實(shí)時(shí)監(jiān)控與反饋沖刷腐蝕進(jìn)程，保證測(cè)試的重復(fù)性與可靠性，定量研究金屬回收熔煉過程中高溫熔體對(duì)服役設(shè)備的沖刷腐蝕行為，解決了現(xiàn)有沖刷腐蝕中無法模擬低流速、多種懸浮物夾雜、低頻沖刷的金屬再生熔煉工況的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高溫腐蝕防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試裝置及測(cè)試方法。

背景技術(shù)

金屬回收再利用的能耗較原生金屬的一次冶煉大幅降低，在碳減排方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。但在金屬的回收熔煉過程中，夾雜固相顆粒的高溫金屬熔體對(duì)服役設(shè)備的沖刷腐蝕問題是阻礙國內(nèi)金屬回收利用的瓶頸。為模擬金屬熔煉時(shí)的液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕，傳統(tǒng)的試驗(yàn)設(shè)備利用高速旋轉(zhuǎn)的待測(cè)試樣與金屬液流間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)模擬沖刷腐蝕，通過短期、高頻的液流沖刷加速試驗(yàn)。但高速運(yùn)動(dòng)的槳葉表面流體發(fā)生急劇壓縮與膨脹，這將在槳葉表面形成空泡加速腐蝕。傳統(tǒng)的沖刷腐蝕設(shè)備較適合評(píng)估單一介質(zhì)、高流速、重載荷、高頻沖刷工況下材料的服役性能。

因此需要克服傳統(tǒng)沖刷腐蝕設(shè)備存在的不足與再生金屬熔煉的實(shí)際工況特點(diǎn)，提供一種更適于模擬再生金屬熔煉工況，低流速、低頻沖刷的試驗(yàn)條件，模擬真實(shí)工況下緩慢流動(dòng)的金屬熔體沖刷特點(diǎn)的測(cè)試裝置，彌補(bǔ)國內(nèi)相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試裝置。該裝置通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)式坩堝推動(dòng)內(nèi)部的金屬熔體運(yùn)動(dòng)，利用金屬熔體流經(jīng)樣品進(jìn)行沖刷腐蝕，并且能夠精準(zhǔn)測(cè)定金屬熔體溫度，靈活調(diào)整金屬熔體中第二相含量，沖刷速率，沖蝕角，實(shí)時(shí)監(jiān)控與反饋沖刷腐蝕進(jìn)程，保證測(cè)試的重復(fù)性與可靠性，定量研究金屬回收熔煉過程中高溫熔體對(duì)服役設(shè)備的沖刷腐蝕行為，解決了現(xiàn)有沖刷腐蝕中無法模擬低流速、多種懸浮物夾雜、低頻沖刷的金屬再生熔煉工況的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試裝置，其特征在于，包括用于將金屬加熱為液態(tài)的加熱組件，所述加熱組件包括半開式馬弗爐和放置在半開式馬弗爐中用于盛放液態(tài)金屬的坩堝，所述坩堝中放有用于承裝樣品的樣品臺(tái)，所述加熱組件旁側(cè)設(shè)置有用于將樣品臺(tái)伸入和伸出坩堝的升降組件，所述加熱組件下側(cè)設(shè)置有用于旋轉(zhuǎn)坩堝的旋轉(zhuǎn)組件，所述加熱組件中設(shè)置有用于測(cè)量液態(tài)金屬溫度和流速的測(cè)量組件。

上述的一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試裝置，其特征在于，所述半開式馬弗爐上設(shè)置有將半開式馬弗爐懸空的支架，所述半開式馬弗爐上設(shè)置有爐蓋。

上述的一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試裝置，其特征在于，所述坩堝內(nèi)側(cè)面設(shè)置有若干個(gè)半圓擾流柱。

上述的一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試裝置，其特征在于，所述樣品臺(tái)為均勻開設(shè)有若干個(gè)樣品通孔的圓柱，所述樣品通孔上部為圓柱形的樣品槽，下部為正八棱柱形的卡裝孔，所述樣品槽的孔徑大于卡裝孔的孔徑，所述樣品槽內(nèi)設(shè)置有螺紋，所述樣品槽上還設(shè)置有用于固定樣品的螺栓，所述樣品上部為與樣品槽配合的圓盤狀限位部，下部為與正八棱柱形的卡裝孔配合的長(zhǎng)方體狀腐蝕部。

上述的一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試裝置，其特征在于，所述升降組件包括豎直設(shè)立的升降主軸，所述升降主軸上依次連接有用于懸臂梁升降的升降滑塊和懸臂梁，所述懸臂梁下表面固定有與樣品臺(tái)連接的樣品桿。

上述的一種高溫液態(tài)金屬?zèng)_刷腐蝕測(cè)試裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件包括與坩堝底部連接的從動(dòng)軸，所述從動(dòng)軸上設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的皮帶，所述皮帶上還連接有主動(dòng)軸，所述主動(dòng)軸連接有用于驅(qū)動(dòng)主動(dòng)軸的步進(jìn)式電機(jī)。