JPH06100593B2 - 金属サンプル中に一定量の物質を一様に導入するための方法及び装置 - Google Patents

金属サンプル中に一定量の物質を一様に導入するための方法及び装置

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JPH06100593B2
JPH06100593B2 JP2301246A JP30124690A JPH06100593B2 JP H06100593 B2 JPH06100593 B2 JP H06100593B2 JP 2301246 A JP2301246 A JP 2301246A JP 30124690 A JP30124690 A JP 30124690A JP H06100593 B2 JPH06100593 B2 JP H06100593B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融金属サンプル中に物質を導入するための
方法及び装置に関する。特には、本発明は、鋳鉄或いは
溶鉱炉高温金属(銑鉄)の冶金学的検査用サンプル中に
テルル及び/或いはビスマスのような炭化物安定化剤を
導入しそして白凝固(white solidofication)を誘起す
るためにサンプル全体を通して安定化剤を均一に分布せ
しめる方法及び装置に関するものである。
〔従来の技術〕
金属製造処理中、特に鋳鉄或いは溶融銑鉄の溶融処理
中、金属の正確な化学的組成を確認するために爾後の冶
金学的解析のため金属のサンプルを得ることがしばしば
所望される。炭素、及び或いは珪素及び燐を高濃度で含
有する或る特級の鋳鉄そして特に溶鉱炉からの溶銑に関
して、冶金学的解析のためのサンプルを凝固組織は一般
に斯界で「灰色鉄(gray iron)」として知られる形態
にある。灰色鉄はグラファイトの形成が増進した鉄を言
及する。或る種の状況下では、冶金学的解析のためのサ
ンプルが斯界では「白色(white iron)」として知られ
るチルド組織を有することが所望される。白色鉄は炭化
物の形成を向上せしめた鉄を言及しそして白色鉄を形成
するプロセスが白凝固と呼ばれている。
溶融金属浴からサンプルを採取するための多数の器具が
これまで提唱されてきた。代表的な器具は、鋳物砂及び
セメントのような適当な耐火材中に溶融金属サンプル空
洞或いは室を構成するものである。米国特許第3,452,60
2号は、サンプル採取用カップ或いは室とそこから伸延
する一般にチューブ状の導管を含む代表的な採取装置を
開示する。溶融金属浴中にプローブを挿入するに際し
て、溶融金属は導管を経由してサンプル採取用カップ或
いは室に導入される。
斯界では、通常では灰色鉄として凝固するような溶融金
属サンプルが、白凝固を促進する溶融金属サンプル採取
室の構成において、冷却用の厚いプレートを使用するこ
とにより或いは特定の溶融金属サンプル形状を使用する
ことにより白色鉄として凝固せしめることが出来ること
が良く知られている。そうした冷却プレート或いは空洞
形状を使用することにより、溶融金属の急速な凝固速度
が一般にもたらされ、これが白凝固組織の形成を促進す
る。白色鉄を言及するとき、「チルド鉄」とも呼ぶのは
この急速な冷却プロセスによるものである。
この方式と関連する問題は、得られるサンプルが全体を
通して一様に白色できない場合があることである。即
ち、同じサンプル内部に、白色即ちチルド表面層、グラ
ファイトと炭化物組織両方を有するまだら遷移帯域と、
灰色鉄内部組織とが得られることがある。白色チルド表
面層の厚さは特定の金属組成及び鋳造温度、組織及び/
或いは冷却板の熱容量或いは空洞部構造に依存して変動
しうる。例えば、溶融金属内のグラファイト形成促進剤
及びサンプリングの時点での溶融金属の温度変動が得ら
れる白色チルド鉄の量における変動をもたらし得る。個
々のサンプルは、分光或いはX線蛍光解析のためにサン
プルも少なくとも一部の表面研磨による等して凝固後解
析のため別々に調製されねばならない。もしサンプルに
おける白色チルド層の厚さが研削及び研磨後白色チルド
組織を与えるに不十分であるなら、サンプル解析におけ
る重大な誤差が生じ得る。
様々の合金元素が灰色鉄を白色鉄として凝固する傾向を
増進するための安定化用添加材即ち安定化剤として使用
されうることが斯界で知られている。そうした合金元素
は、白凝固鉄を促進するように、相検出熱分析凝固カッ
プのようなサンプル採取装置やセンサにおいて使用され
てきた。加えて、米国特許第3,546,921号は、溶融金属
サンプルが冷却するに際して初晶グラファイト形成を抑
制するためにこうした安定化剤を導入することにより白
凝固組織を生成する方法を開示する。この安定化添加材
は一般に、ビスマス、硼素、セリウム、鉛、マグネシウ
ム及びテルルの1種以上の元素から選択される。
〔発明が解決しようとする課題〕
白凝固促進のために溶融金属サンプルに安定化用添加剤
を添加するのに使用される既存の方法に関連する多数の
固有の問題が存在する。例えば、米国特許第4,059,996
号に記載されるように、充分量の安定化剤がサンプリン
グ温度及び組成の全範囲にわたって白色鉄の形成を促進
するように溶融金属サンプル中に存在することを保証す
ることが一般に必要である。もし溶融金属の温度が高過
ぎると、安定化剤の一部或いはすべてが燃焼もしくは蒸
発して、効率の低化をもたらし、従って部分的な白凝固
が生じるだけである。もし溶融金属サンプリング温度が
低過ぎると、サンプルは安定化剤と完全混合する前に凝
固し、やはり部分白凝固を生じる危険がある。
加えて、安定化剤は、サンプリング装置の本体を通して
安定化剤の全体的に一様な分布を与える態様で添加され
ねばならない。この一様な分布は、全体が白凝固である
断面を得るのに必要とされる。溶融金属サンプリングに
おいての脱酸剤の添加における類似の問題が米国特許第
4,037,478号において対処されてきた。
本発明は、完全にチルド化を促進されそして溶融金属サ
ンプル全体を通して安定化用添加剤を均一に分散せしめ
た白凝固溶融金属サンプルを得ることにより従来の問題
を解決することを課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、こうした課題を、既存のサンプル採取装置の
大きな修正を必要とすることなく、溶融金属がサンプル
空洞内に流入するに際して溶融金属サンプル中に制御さ
れた量の安定化剤を釈放する機構を提供することにより
解決する。
本発明は、既知の速度で溶融する溶融材料の2つの層間
に安定化用添加剤を挾持することにより或いは単層の装
置を与えるように既知速度で溶融する溶融材料と安定化
剤とを合金化或いは混合することにより所望の結果を実
現する。溶融材料は高い融点、低い融点或いはその中間
温度を有する材料であり得る。好ましくは、溶融材料
は、低炭素鋼のような高融点材料である。溶融金属浴中
へのサンドイッチ装置の浸漬に際して、2つの層は制御
された速度で溶融金属と混合或いは合金化して安定化添
加剤をサンプル空洞中に流入する溶融金属に露呈せしめ
る。単層装置の溶融金属浴への浸漬に際して、該層は制
御された速度で溶融金属と混合或いは合金化して安定化
剤をサンプル空洞に流入する溶融金属と合金化する。サ
ンドイッチ装置及び単層装置は、従来技術のサンプル採
取装置において現在使用されている保護入口キャップと
同じ態様で入口或いはサンプリング室装置に配置される
に充分小さいキャップ部材から構成される。
簡単に述べると、本発明の一つの様相は、開口を備える
全体的に包囲されたサンプル空洞を有するプロープから
なり、プロープを溶融金属中に浸漬するに際して溶融金
属の一部が開口を通して流入してサンプル空洞内に採取
される溶融金属サンプル採取方法及び装置に関するもの
である。分配手段がサンプル空洞中に流入する溶融金属
中に所定量の添加物質を所定の速度で添加するために開
口に近接して設けられて、添加物質をサンプル空洞内の
溶融金属全体を通して均一に分布せしめる。好ましい具
体例において、開口はサンプル空洞から伸延する導管を
構成し、その場合分配手段は導管に近接する。
分配手段は、プロープに止着されそして開口の少なくと
も一部を覆うキャップ部材からなり、キャップ部材は、
第1の所定の融点を有しそして第1及び第2表面を有し
そして第1表面がプロープと係合する第1材料層と、添
加物質から形成されそして第1及び第2表面を有し、第
1表面が第1材料層の第2表面と係合する第2層と、第
2の所定の融点を有しそして第1及び第2表面を有しそ
して第1表面が添加物質層の第2表面と係合する第3材
料層とを備えており、以って添加材料層は全体的に第1
及び第3材料層間に包囲され、第1及び第2所定温度は
開口を通しての溶融金属の流れが溶融金属を第1及び第
3材料層と所定の速度で混合或いは合金化せしめ、添加
材料層を開口を通して流れている溶融金属に所定の速度
で露出し、それにより添加物質は開口を通して流れてい
る溶融金属に制御された速度で合金化して、サンプル空
洞内部の溶融金属全体を通して添加物質の均質な分布を
提供する。更に、開口は好ましくは、サンプル空洞から
伸延する導管を構成し、キャップ部材が導管の少なくと
も一部を被覆する。
〔作用〕
本発明は、白凝固を誘発するために鋳鉄或いは高炉溶銑
の金属サンプル中に例えばテルル及び/或いはビスマス
のような添加剤を導入するに際して、サンプル空洞内に
流入する溶融金属中に所定量の添加物質を制御された速
度で添加することによりサンプル空洞内の溶融金属全体
を通して添加物質を均一に分散せしめる。
〔実施例〕
同じ参照番号が同様の要素を示す図面を参照すると、第
1図は、溶融金属をサンプル採取するための装置10の具
体例を示す。
装置10は、全体を包周されたサンプル空洞14から伸延す
る一般にチューブ状の導管12を備えるプロープを表わ
す。サンプル空洞14は、サンプル空洞シェル15から形成
されそして斯界で周知の態様で断面において一般に円形
である。装置10は、斯界で周知の態様で、溶融金属浴か
ら溶融金属をサンプル採取して凝固せしめ、爾後の解析
に供する手段を提供する。装置10は、溶融金属浴に浸漬
され、それにより溶融金属の一部を導管12を通してサン
プル空洞14内に流入せしめる。導管12並びにサンプル空
洞14の寸法及び形状並びに導管12及びサンプル空洞シェ
ル15を形成する材料は、斯界で良く知られており、従っ
てここでは詳しく論議しない。そうした情報は、本発明
の本旨の理解には必要でないからである。
分配手段が本具体例においては第1図に示されるよう
に、導管12に近接してプローブに設置される。分配手段
は、溶融金属の合金化しうる所定量の添加物質即ち安定
化剤物質、例えばテルル(Te)、ビスマス(Bi)、硼素
(B)、セリウム(Ce)、鉛(Pb)或いはマグネシウム
(Mg)を導管12を通してそしてサンプル室14内に流れる
溶融金属中に所定の割合で挿入添加し、以って添加物質
をサンプル空洞14内で金属全体にほぼ均一に分布せしめ
るのに使用される。好ましくは、添加物質は、溶融金属
サンプルの白チルド凝固を促進するための安定化剤即ち
安定化用添加剤を含むか或いはそれから成る。既に論議
したように、安定化剤の一様な均一分布は全体的に一様
な即ち凝固に際してサンプルの全体が白凝固断面のサン
プルを生成する。
本発明の第1の好ましい具体例において、分配手段は、
プロープの外面に或いは導管12(図示無し)に止着され
そして導管12の金属入口端13の少なくとも一部を覆うキ
ャップ部材16から構成される。キャップ部材は一般に、
第1の材料層18、第2の添加物質或いは安定化剤層20及
び第3の材料層22から形成される。
第1材料層18は、第1及び第2表面を含みそして第1表
面は導管12の入口端に近接してプロープと係合する。添
加物質或いは安定化剤層20は、第1及び第2表面を含
み、当該第1表面は第1材料層18の第2表面と係合して
いる。第3材料層22もまた、第1及び第2表面を含み、
当該第1表面は安定化剤層20の第2表面と係合しそして
当該第2表面は一般に露出している。
第1図は、これら3つの層が全体として安定化剤層20が
他の2つの層18及び20で囲まれる或いは包周されるサン
ドイッチ配列を形成することを例示している。この具体
例において、キャップ部材16は、全体として導管12のほ
ぼチューブ形状に沿うように平面で見て全体的に円形で
ある。しかし、導管12及びサンプル空洞14の場合と同じ
く、キャップ部材16のサンドイッチ構造の寸法形状を導
管のそれと適合或いは合致するように修正することも本
発明の範囲内である。
第1図は更に、導管12を通して流入する溶融金属が第1
材料層18、第2安定化剤層20及び第3材料層22にほぼ直
交してキャップ部材16を貫通する一般に円形の穴或いは
開口24を通るように導管12の入口端を取り巻いている。
キャップ部材16には好ましくは、最初から、半径中心を
通る開口24が形成されており、開口24の寸法或いは直径
は導管12の寸法或いは直径より小さいものとされる。
第1材料層18は好ましくは第1の所定の融点を有しそし
て第3材料層22は好ましくは第2の所定の融点を有す
る。好ましくは、これら第1層及び第3層は、同じ材料
から形成され、従って第1及び第2の所定の融点は一般
に等しい。
本具体例において、第1及び第3材料層18及び22は、低
炭素鋼のような高融点の金属質材料から構成される。し
かしながら、これら層は、例えばアルミニウム、或いは
所望される融点を有するポリマー材料のような任意の他
の適当な非金属材料からも形成することが出来る。加え
て、本発明のサンドイッチ配列構造体或いは単層配列構
造体は、溶融金属サンプル中に安定化剤以外の元素を導
入するのに使用され得る。サンドイッチ配列構造におい
ては、例えば、第1層18及び第3層22は、低炭素鋼の融
点より低い融点を有する例えばアルミニウムのような材
料から構成することが出来る。
別様には、第1層18を例えばアルミニウムのような材料
から構成しそして第3層22を異なった材料、例えば低炭
素鋼或いはポリマー材料から構成することも出来る。こ
の構成は、溶融金属サンプル中に第1層18の形態でアル
ミニウムを合金化するのに使用され得る。この態様にお
いては、溶融金属サンプル中に合金化されるべきアルミ
ニウムの量は、第1層18の厚さを変更することにより調
整され得る。
第1及び第3材料層が低炭素鋼ような高融点金属材料か
ら構成されるとき、それらの溶融金属への溶解及びその
合金化は、溶融金属からこれら層への炭素の拡散速度に
依存する。何故なら、低炭素鋼は鉄より高い融点を有し
それによりキャップ部材16の融点を溶融金属浴の融点に
まで下げる。第1及び第2の所定の融点は、サンプル採
取されるべき溶融金属の温度より高くとも或いは低くと
もよい。
第1及び第3材料層18及び22がポリマー材料のような非
金属質の材料から構成されるとき、これらは溶融金属と
の接触に際して溶融金属中に溶解しそしてそこに混合す
る。第1及び第2の所定の融点はサンプル採取されるべ
き溶融金属の温度より高くとも或いは低くともよい。し
かし、ポリマー材料の場合、第1及び第2の所定の融点
はサンプル採取されるべき溶融金属の温度より一般に低
い。
好ましくは、第1及び第2の所定の融点はサンプル採取
されるべき溶融金属の温度より僅かに高いものとされ
る。この態様においては、プロープが溶融金属中に挿入
されるとき、開口24及び導管12を通して流入する溶融金
属は、開口24に近接する第1及び第3材料層部分を制御
された速度で溶解しそして溶融金属と合金化及び/或い
は混合せしめ、それによりサンプル空洞14内に採取のた
め開口24及び導管12を通して流入する溶融金属に安定化
剤層20を露出せしめる。
安定化剤層20は、溶融金属中に炭化物形成を促進する物
質から構成される。好ましい具体例において、安定化剤
層20はテルル(Te)から構成される或いは含んでいる。
別様には、安定化剤層20は、ビスマス(Bi)、テルルと
ビスマスとの組み合わせ、或いは他の任意の既知安定化
元素乃至その組み合わせから成る。
サンプル空洞内の溶融金属に添加されるべき安定化剤の
量は、溶融金属サンプル中に炭化物の形成を促進するに
有効な量である。
好ましくは、サンプル空洞内14の溶融金属サンプルに添
加されるべき安定化剤の量は約0.100重量%である。し
かし、当業者は、炭化物形成促進のため溶融金属サンプ
ルに添加されるべき安定化剤の量が変更可能でありそし
て溶融金属サンプル採取温度、溶融金属に添加される安
定化剤、そして一般に溶融金属サンプルの鉄組成の関数
であることを認識しよう。従って、溶融金属サンプルに
添加されるべき安定化剤の量は、0.100重量%より多く
なることもあれば少なくなることもある。例えば、少な
くとも0.02重量%の安定化剤が有効であることが判明し
ている場合もある。当業者はまた、テルル及び/或いは
ビスマスの合金が溶融金属サンプルに添加されるべき安
定化用のテルル及び/或いはビスマスの量が一般に0.10
0重量%前後であるように使用されうることを認識しよ
う。例えば、約2.0gの合計重量を有する鉄/テルル合金
(50重量%鉄−50重量%テルル)が溶融金属の約100gの
サンプルに添加され得る。こうすれば約0.1gのテルルが
約100gの溶融金属に添加されたことになり、それにより
安定化剤の好ましい0.100重量%値を得ることが出来
る。別様には、第1及び第3材料層18及び22間にサンド
イッチ状にされるべき薄い予備成形ウエハーを提供する
に充分延性であるビスマス/鉛合金から成る安定化剤層
20が使用され得る。
上記方法により得られたサンプルの爾後の分析は、添加
効率が約80%であることを示した。当業者は、添加効率
に正比例する合金利用部分が安定化をもたらす添加部分
であることを認識しよう。完全な白凝固をもたらす所望
の合金利用量は、金属組成、サンプル採取温度等のよう
な既に述べた因子の関数である。再現性ある効率での合
金の制御された放出方法を得ることは、添加される安定
化剤に関してサンプル装置をサンプル採取条件に適合化
することを可能ならしめる。
加えて、テルル及びビスマス並びにそれぞれの或いは両
者を含む合金は粒状或いは粉末形態であり得る。好まし
くは、これらの粉末形態とされ、溶融金属サンプル全体
を通してその合金化及び一様な分布を容易ならしめる。
第2及び3図は、第1図に示した本発明の具体例の操業
方法を例示する。
溶融金属は、装置10を溶融金属浴(図示無し)中に浸漬
することにより採取される。第2図は、溶融金属が開口
24及び導管12を通して丁度流入し始めた後のキャップ部
材を例示する。開口24を経て導管12を通しての溶融金属
の流れは開口24に近接する第1及び第3材料層18及び22
部分と所定の速度で混合及び/或いは合金化して安定化
剤層20を所定の速度で導管12を通して流れる溶融金属に
曝露せしめる。こうして、安定化剤層20は、溶融金属の
流量と関連する所定の割合で導管12を通して流れる溶融
金属と合金化してサンプル空洞14内の溶融金属全体を通
して安定化物質の均一な分布を与える。第3図は、第2
図で例示した時点の後追加量の溶融金属が導管12を通し
て流入した後のキャップ部材16を例示する。第2及び3
図に例示したように、最初導管断面より小さかったキャ
ップ部材16の開口の寸法は溶融金属が導管12を通して流
入するにつれ寸法を増大する。
第4図は、溶融金属安定化物質の望ましい調時された放
出を与える分配手段の別の具体例を例示する。先の具体
例と同じく、分配手段は好ましくは、同じ3つの層から
構成されるキャップ部材26を備えている。第1材料層28
及び第3材料層32は、全体的に互いに平行でありそして
一般にキャップ部材26の中央に隆起したバンプ27を形成
する。第4図は更に、第1材料層28、第2安定化剤層30
及び第3材料層32が隆起していない部分全体を通して連
接しそして装置を溶融金属浴に浸漬する前は導管34を最
初完全に覆うキャップ部材26を提供することを例示す
る。隆起バンプ27は、キャップ部材26が溶融金属と接触
して溶解しそして混合及び/或いは合金化する開始点と
して作用する。隆起バンプ27の溶解のキャップ部材を通
しての開口(図示無し)の創出をもたらしそして第1図
の具体例と関連して論議したのと同じ結果を与える。
第5図は本発明のまた別の具体例を例示する。第5図に
おいて、先の具体例と同様に、分配手段はキャップ部材
36から構成される。やはり先の具体例と同じく、第5図
は、全体的にサンドイッチ構造を形成する幾つかの層か
ら成ることを例示する。しかし、第5図の構成において
は、キャップ部材36は、溶融金属サンプル中に導入され
るべき材料の一般に平行な層40及び42を含んでいる。層
40及び42は、同一の材料でも良いし或いは異なった材料
ともなし得る。例えば、層40をテルルから構成しそして
層42をビスマスから構成することも出来る。別様には、
層40及び42をテルル或いはビスマス或いは先に呈示して
ような任意の他の種元素或いはその合金から構成するこ
とも出来る。
更には、2つの層40及び42の一方、例えば層40を安定化
剤(例えばテルル)から構成しそして他方の層、例えば
層42をテルル或いはビスマス以外の材料(例えばアルミ
ニウム)から構成することも出来る。アルミニウムは、
脱酸剤及び溶融金属サンプルの白チルド組織を促進する
炭化物安定化剤とは異なってグラファイト促進剤を兼用
する。溶融金属サンプルに例えばアルミニウムのような
脱酸剤を添加することは一般に、凝固後低多孔度を有す
る金属サンプルをもたらす。こうした低多孔度サンプル
の方が一般に分析のためのサンプル調製に際して研削及
び研磨し易い。
もし例えば層42がアルミニウムから成るなら、溶融金属
サンプルに添加されるべき例えばテルルである層40の安
定化剤の量は、必要なら増大され得る。この溶融金属サ
ンプルへの増大された添加テルル量は、溶融金属サンプ
ルへのアルミニウム冷却効果の減少を補償する。
〔発明の効果〕
サンプル空洞内の溶融サンプルを通して安定化剤のよう
な添加物質を均一に分散せしめたるための方法及び装置
を提供する。
以上、好ましい具体例を説明したが、本発明の範囲内で
多くの改変をなしうることを銘記されたい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の好ましい具体例に従う溶融金属サン
プル採取のための装置の一部の断面図である。 第2及び3図は、溶融金属流れによるキャップ部材の順
次しての溶融状態を示す第1図の装置の上部の断面図で
ある。 第4図は、本発明の別の具体例に従う溶融金属サンプル
採取のための装置の一部の断面図である。 第5図は、本発明のまた別の具体例に従う溶融金属サン
プル採取のための装置の一部の断面図である。 10:溶融金属サンプル採取装置 12、34:導管 13:入口端 14:サンプル空洞 15:サンプル空洞シェル 16、26、36:キャップ部材 18、28:第1材料層 20、30:第2の添加物質或いは安定化剤層 22、32:第3の材料層 24:開口 40、42:層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭56−103867(JP,U) 特公 昭51−7068(JP,B1) 特公 昭51−47637(JP,B1) 実公 昭49−1036(JP,Y1)

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】開口を備える全体的に包囲されたサンプル
    空洞を有するプローブを備え、該プローブを溶融金属中
    に浸漬するに際して溶融金属の一部が該開口を通して流
    入して該サンプル空洞内に採取される溶融金属サンプル
    採取装置において、 前記開口を通して流入する溶融金属中に所定量の添加物
    質を所定の速度で添加するために開口に近接して設けら
    れ、プローブに止着されそして開口の少なくとも一部を
    覆うキャップ部材からなる分配手段を備え、該キャップ
    部材が、 第1の所定の融点を有しそしてプローブと係合する第1
    表面と第2表面を有する第1層と、 添加物質から形成されそして前記第1層の第2表面と係
    合する第1表面と第2表面とを有する第2層と、 第2の所定の融点を有しそして前記添加物質から形成さ
    れる第2層の第2表面と係合する第1表面と第2表面を
    有する第3層と を備えており、以って前記添加物質から形成される第2
    層は全体的に前記第1層及び第3層間に包囲され、該第
    1層及び第3層それぞれの第1融点及び第2融点は、開
    口を通しての溶融金属の流れが溶融金属を該第1及び第
    3層と所定の速度で混合或いは合金化せしめ、前記添加
    物質から形成される第2層を開口を通して流れている溶
    融金属に所定の速度で露出するように選択され、それに
    より添加物質は開口を通して流れている溶融金属に制御
    された速度で合金化してサンプル空洞内部の溶融金属全
    体を通して添加物質の均質な分布を提供することを特徴
    とする溶融金属サンプル採取装置。
  2. 【請求項2】開口はサンプル空洞から伸延する導管を含
    み、キャップ部材が該導管の少なくとも一部を覆う特許
    請求の範囲第1項記載の装置。
  3. 【請求項3】添加物質が炭化物安定化剤を含む特許請求
    の範囲第1項記載の装置。
  4. 【請求項4】第1融点と第2融点とが同じである特許請
    求の範囲第1項記載の装置。
  5. 【請求項5】第1融点と第2融点とが第1層及び第3層
    が制御された速度で溶融するよう溶融金属の温度より一
    般に高い特許請求の範囲第1項記載の装置。
  6. 【請求項6】開口を通して流入する溶融金属が第1、第
    2及び第3層にほぼ垂直に流れるようにキャップ部材が
    開口を全体的に取り巻いている特許請求の範囲第1項記
    載の装置。
  7. 【請求項7】導管を通して流入する溶融金属が第1、第
    2及び第3層にほぼ垂直に流れるようにキャップ部材が
    導管を全体的に取り巻いている特許請求の範囲第2項記
    載の装置。
  8. 【請求項8】流路が導管を通しての溶融金属の流入のた
    めキャップ部材を貫いて伸延しそして導管と連通し、キ
    ャップ部材の流路の断面寸法が導管の断面寸法より最初
    小さくそして溶融金属が導管を通して流れそして第1、
    第2及び第3層が溶融金属と混合或いは合金化するにつ
    れキャップ部材の流路の断面寸法が増大していく特許請
    求の範囲第7項記載の装置。
  9. 【請求項9】キャップ部材が導管の入口を取り囲んで覆
    い、そして第1、第2及び第3層が互いに平行でそして
    キャップ部材のほぼ中央において隆起したバンプを形成
    する特許請求の範囲第2項記載の装置。
  10. 【請求項10】第1層及び第3層が低炭素鋼から成る特
    許請求の範囲第1項記載の装置。
  11. 【請求項11】添加剤が溶融金属中で炭化物の形成を促
    進する物質から成る特許請求の範囲第3項記載の装置。
  12. 【請求項12】添加剤がテルルを含む特許請求の範囲第
    3項記載の装置。
  13. 【請求項13】添加剤がビスマスを含む特許請求の範囲
    第3項記載の装置。
  14. 【請求項14】添加剤がテルル及びビスマスを含む特許
    請求の範囲第3項記載の装置。
  15. 【請求項15】サンプル空洞内の溶融金属に添加される
    添加剤の量が溶融金属サンプル中での炭化物の形成を促
    進するに有効な量である特許請求の範囲第3項記載の装
    置。
  16. 【請求項16】サンプル空洞内の溶融金属に中に添加さ
    れる添加剤の量が少なくとも0.02重量%である特許請求
    の範囲第15項記載の装置。
  17. 【請求項17】溶融金属サンプル中に添加物質を導入す
    る方法であって、 (1)サンプル空洞内に溶融金属を差し向けるために開
    口を備える全体的に包囲されたサンプル空洞を有するプ
    ローブを用意する段階と、 (2)前記開口を通して前記サンプル空洞中に流入する
    溶融金属中に所定量の添加物質を所定の速度で添加する
    ため該開口に近接して、プローブに止着されそして開口
    の少なくとも一部を覆うキャップ部材からなり、該キャ
    ップ部材が、 第1の所定の融点を有しそしてプローブと係合する第1
    表面と第2表面を有する第1層と、 添加物質から形成されそして前記第1層の第2表面と係
    合する第1表面と第2表面とを有する第2層と、 第2の所定の融点を有しそして前記添加物質から形成さ
    れる第2層の第2表面と係合する第1表面と第2表面を
    有する第3層と を備えており、以って前記添加物質から形成される第2
    層は全体的に前記第1層及び第3層間に包囲され、該第
    1層及び第3層それぞれの第1融点及び第2融点は、開
    口を通しての溶融金属の流れが溶融金属を該第1及び第
    3層と所定の速度で混合或いは合金化せしめ、前記添加
    物質から形成される第2層を開口を通して流れている溶
    融金属に所定の速度で露出するように選択され、それに
    より添加物質は開口を通して流れている溶融金属に制御
    された速度で合金化するものとした分配手段を設ける段
    階と、 (3)前記プローブを溶融金属中に浸漬して、サンプル
    空洞内での採取のため溶融金属の一部を該開口を通して
    流入せしめそして添加物質を制御された速度で連行せし
    める段階と を備え、それにより添加物質をサンプル空洞内ので金属
    全体を通して均一に分布せしめることを特徴とする溶融
    金属材料中に添加物質を導入する方法。
  18. 【請求項18】導管がサンプル空洞から伸延しそしてキ
    ャップ部材が導管の少なくとも一部を覆う特許請求の範
    囲第17項記載の方法。
  19. 【請求項19】添加物質が炭化物安定化剤を含む特許請
    求の範囲第17項記載の方法。
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