ении калибровочных кривых необходимо учитывать влияние алюминия и кальция.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТОДОМ МИКРОТВЕРДОСТИ

Для исследования процесса насыщения поверхности различных сплавов кремнием могут быть использованы металлографический, рентгенографический и другие методы. Эти методы, однако, чрезвычайно сложны, длительны и трудоемки. Метод определения содержания кремния на определенной глубине путем испытания на микротвердость быстр и несложен. Сведения о зависимости твердости поверхностных слоев от изменения их химического состава (вследствие образования твердых растворов) весьма ограниченны, что связано с трудностями определения твердости по глубине слоя обычными методами. В табл. 4 представлены результаты изменения

Таблица 4

Зависимость чисел твердости (вкГ/жл1) железокремневых сплавов от содержания кремния

Содержание кремния, % Нагрузка, кГ Содержание кремния, % Нагрузка, кГ

20 50

20 50

0 192 185 6,5 507 417

1,07 210 201 12,5 743 597

3,5 232 272 18,5 1037 797

4,78 396 324

микротвердости железокремнистых сплавов с содержанием кремния от 1,07 до 18,5%. Испытания проводят на приборе Хрущова и Берковича [589].

Как видно, с увеличением содержания кремния в растворе «-железа твердость последнего возрастает.

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Термоэлектрический метод определения кремния в железе, сталях [5, 54, 667, 1029], чугунах [733 , 873], сплавах [277] основан на измерении величины термоэлектрического потенциала, возникающего при нагревании анализируемого образца и одного из двух стандартных электродов, между которыми он помещен. Термоэлектродвижущая сила (ТЭДС) зависит от разности температур горячего и холодного конца, процентного содержания составляющих компонентов или их соединений, обработки (термической или механической) и т. д. Если ТЭДС измеряется в определенном интервале температур, термическая и механическая обработка образцов одинакова, а изменение концентраций некоторых компонентов не влияет заметно на ТЭДС. Если установлена зависимость ТЭДС от процентного содержания этих компонентов, то в этом случае можно определить концентрации тех компонентов, которые значительно влияют на величину ТЭДС.

116

117

На величину ТЭДС углеродистой стали Заметно влияет содержание кремния и слабее — содержание углерода, если количество каждого компонента не превышает 2% . Влияние кремния ТЭДС объясняется изменением энергии электронов атомов железа при внедрении кремния в кристаллическую решетку.

Если количество углерода и кремния в бинарных сплавах железа не превышает 2%, то ТЭДС таких сплавов изменяется по линейному закону. Эмпирическая зависимость может быть выражена формулой

Si, о/о =5/7-/1/0,

где I — термоэлектродвижущая сила анализируемой стали по отношению к определяемому металлу; Л и В — постоянные, устанавливаемые опытным путем; Си Si — содержание углерода и кремния, %.

Имеется и другой метод учета влияния углерода на ТЭДС при определении кремния в углеродистой стали. Подбирается несколько групп эталонов углеродистой стали так, чтобы для каждой группы содержание углерода было постоянным, а содержание кремния изменялось бы в анализируемом интервале концентраций. Для каждой группы эталонов строят график в координатах «/ —Si, %». Количество кремния в анализируемом образце находят по графику, для которого содержание углерода ближе всего подходит к таковому в анализируемом образце.

При анализе простых сталей влияние одинаковых количеств углерода и марганца на изменение ТЭДС примерно равнозначно. При этом изменение содержания углерода или марганца на 0,1 % соответствует по влиянию на ТЭДС изменению содержания кремния в среднем на 0,01%. Этим объясняется кажущееся иногда на практике отсутствие влияния на ТЭДС углерода и марганца в простых сталях, в которых с повышением содержания углерода увеличивается содержание марганца. Хром при содержании от 0,1 до 1,2% не влияет на ТЭДС.

В передельном чугуне на ТЭДС влияют кремний и марганец. Влияние марганца невелико. При содержании в образце 0,41% кремния влияние марганца в 12 раз меньше влияния кремния; при содержании кремния 0,69%— в 7—8 раз. Установление эмпирической зависимости ТЭДС от содержания кремния и марганца в передельном чугуне невозможно, так как при различных содержаниях марганца в чугуне его влияние на ТЭДС неодинаково. Остается один метод — метод подбора.

В качестве термопар могут быть использованы самые различные материалы. При определении кремния в чугуне в качестве холодного элемента использовали медный цилиндр, охлаждаемый термостатированной (20° С) водой; в качестве нагреваемого электрода служил серебряный стержень, снабженный надежной теплоизоляцией, исключающий потери в окружающую среду [873]. В качестве горячего элемента может быть использована латунь [278]. Разность температур между холодными и горячими спаями в различных методиках колеблется от 100 до 300°С.

Обычно точность термоэлектрического определения кремния составляет ±1%.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПО УДЕЛЬНОМУ СОПРОТИВЛЕНИЮ

Зависимость удельного сопротив