Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

М. В. Чукин, главный научный сотрудник НИИ Наносталей, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: m.chukin@mail.ru
Н. В. Копцева, профессор кафедры литейных процессов и материаловедения, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: kopceva1948@mail.ru
С. А. Линьков, доцент кафедры автоматизированного электропривода и мехатроники, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: xx_linkov@rambler.ru
А. Н. Шеметов, доцент кафедры электроснабжения промышленных предприятий, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: a.shemetov@magtu.ru

Методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и термоЭДС определены температуры начала рекристаллизации платинородиевых термопарных сплавов разных химических составов ПР30 (30 % Rh) и ПР6 (6 % Rh). Разработана новая методика определения температуры начала рекристаллизации, заключающаяся в построении полиноминальной аппроксимирующей кривой с высокой точностью (R2 > 0,99), описывающей кривую термоЭДС, критические точки на которой выявлялись по изменениям кривых регулярных остатков, т. е. по разнице между экспериментальным значением термоЭДС и кривой аппроксимации этих значе ний. Методика показала хорошую корреляцию результатов определения температур начала рекристаллизации методом термоЭДС с данными, полученными методом ДСК (относительная разница значений температур начала рекристаллизации для указанных методов составляет менее 0,12 %). Установлено отсутствие статистически значимого влияния скоростного режима нагрева испытуемых образцов термопар на температуру начала рекристаллизации платинородиевых термопарных сплавов путем сравнения данных, полученных методом ДСК, когда скорость нагрева составляет 10 ^oC/мин, и методом термоЭДС, где скорость нагрева составляет 10 oC/с. Не выявлено статистически значимой корреляции между значениями температуры начала рекристаллизации для термопарных сплавов ПР30 и ПР6, имеющих разный химический состав, что связано с превалирующим влиянием степени деформации на температуру начала рекристаллизации по отношению к влиянию химического состава проволок. Сопоставлением полученных разными методами испытаний значений критических точек подтверждена гипотеза, что с помощью метода термоЭДС можно с высокой степенью достоверности определять температуру начала рекри сталлизации для платинородиевых термопарных сплавов. Исходя из результатов проведенных исследований определения температур рекристаллизации, предложен технологический режим отжига термопар в условиях промышленного предприятия.

1. Бродников А. Ф., Вихарева Н. А. Поверка и калибровка средств измерений температуры. — Новосибирск : Агентство «Сибпринт», 2021. — 134 с.
2. Yasser A. A. Precise temperature measurement using noble metal thermocouples // Noble Metals. 2012. February. Р. 207–221.
3. Измерение температуры жидкой стали // Евразийские приборы. 2021. — URL: https://evrazpribor.ru/izmerenie_temperaturi_jidkoi_stali (дата обращения : 18.02.2025).
4. Heselwood W. C., Manterfield D. Liquid steel temperature measurement. A review of the quick-immersion thermocouple method // Platinum Metals Review. 1957. Vol. 1, Iss. 4. P. 110–118.
5. Тимошпольский В. И., Трусова И. А. Совершенствование технологии непрерывной разливки сортовых заготовок. Способы измерения температур при затвердевании и охлаждении. Сообщение 1 // Сталь. 2019. № 11. С. 14–18.
6. Pichler P., Simonds B. J., Sowards J. W., Pottlacher G. Measurements of thermophysical properties of solid and liquid NIST SRM 316L stainless steel // J. Mater. Sci. Metals & Сorrosion. 2020. Vol. 55, Iss. 4. Р. 4081–4093.

7. Федотов Г. А., Девятых Е. А. Разработка автоматизированной системы управления измерения неодно родности термоЭДС проволоки из платины и платинородиевых сплавов для термоэлектрических преобра зователей // Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве : сборник докладов X Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. — Екатеринбург, 2022. С. 305–309.
8. Edler F. Scaling of thermoelectric inhomogeneities with temperature in platinum-rhodium alloyed thermocouples // Metrologia. 2023. Vol. 60, Iss. 3. 035005.
9. Сухоносова Т. Г., Васильева Е. И. Косвенный метод измерения температуры жидкого металла в металлургической печи // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. — Магнитогорск : Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова. 2022. Т. 13, № 1. С. 60–62.
10. Хориков П. А., Дроздов Д. Е., Мамонов С. Н., Радькин А. Н. и др. К вопросу аттестации термоэлектродной проволоки типа S // Приборы. 2012. № 5. С. 52–54.
11. Edler F., Ederer P., Huang K. An emf-temperature reference function for Pt – 20%Rh versus Pt thermocouples in the temperature range of 0 ^oC to 1100 ^oC // Metrologia. 2024. Vol. 61, Iss. 5. 055007.
12. Reed R. P. Absolute Seebeck thermoelectric characteristics – principles, significance, and applications // Temperature, its Measurement and Сontrol in Science and Industry : Proceedings. 1992. Vol. 6. Part 1. P. 503–508.
13. Machin J., Tucker D., Pearce J. V. A comprehensive survey of thermoelectric homogeneity of commonly used thermocouple types // Meas. Sci. Technol. 2018. Vol. 29. 067002.
14. Dahl A. I. The stability of base-metal thermocouples in air from 800 to 2200 oF. National Bureau of standards, Washington, USA // Thermometric metals and alloys : Proceedings. P. 1238–1266.
15. Jahan F., Ballico M. Overcoming inhomogeneity and hysteresis limitations of type R thermocouples in an international comparison // Int. J. Thermophys. 2007. Vol. 28. Р. 1832–1842.
16. Jahan F., Ballico M. Annealing state dependence of the calibration of type R and type S thermocouples // Int. J. Thermophys. 2010. Vol. 31. Р. 1544–1553.
17. McClaren E. H., Murdock E. G. Properties of some noble and base metal thermocouples at fixed points in the range 0–1100 ^oC // Temperature, its Measurement and Contorl in Science and Industry. 1982. Vol. 5. (Part 2) / ed. J. F. Schooley (Pittsburgh: Instrument Society of America) Р. 953–975.
18. Maintenance techniques of platinum-rhodium thermocouple // Stanford Advanced Materials owned by Oceania International LLC. — URL: https://www.samaterials.com/content/maintenancetechniques-of-platinum-rhodium-thermocouple.html (дата обращения : 18.02.2025).
19. Jahan F., Ballico M. Effect of high temperature on the inhomogeneity of Pt – Rh noble metal thermocouples // Temperature, its Measurement and Control in Science and Industry. Vol. 9: Proceedings of the Tenth International Tempe rature Symposium. January 2024.
20. Webster E. S. Effect of annealing on drift in type S thermocouples below 900 oC // International Journal of Thermophysics. 2015. Vol. 36, Iss. 8. Р. 1909–1924.
21. ООО «Сидермаг». Лидер мирового рынка по производству зондов для экспресс-анализа расплавленного металла. — URL: https://sidermag.ru/ (дата обращения : 18.02.2025).
22. Кочкин Ю. П., Чернега А. Х., Шевченко С. Г. Изменение термоэлектродвижущей силы, обусловленной упругой деформацией стальной проволоки при растяжении // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2006. № 3. С. 49–50.
23. Lesota A. V., Rubanik V. V., Rubanik Jr. V. Calculation of the effect of plastic deformationon thermo-kinetic electromotive force in TiNi alloy // Letters on Materials. 2018. Vol. 8, Iss. 4. P. 401–405.
24. Солдатов А. И., Селезнев А. И., Фикс И. И., Солдатов А. А. и др. Неразрушающий экспресс-контроль пластической деформации с помощью измерения дифференциальной термоэдс // Дефектоскопия. 2012. № 3. С. 49–52.
25. Рытвин Е. И. Платиновые металлы и сплавы в производстве стеклянного волокна. — М. : «Химия», 1974. — 264 с.
26. ГОСТ Р 8.585–2001. Термопары. Номинальные статистические характеристики преобразования. — Введ. 01.07.2002.