Прибор для определения глубины обезуглероживания или цементации

Прибор для определения глубины обезуглероживания или цементации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ при .юра для определения глубины обезуглероживания или цементации.

К авторскому свидетельству Л. В.Нифонтова, заявленному

4 декабря 1933 года (спр. о перв. № 138480).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1936 года.

Как известно, термоэлектродвижущая сила термопары зависит от температур горячего и- холодных спаев и от химического состава терм оэлектродов, но

Hc GBHcHT от размеров и формы термоэлектродов, точно так же известно, что если термопара составлена из трех или ббльшего числа различных металлов, то при данных температурах холодных и одного горячего спаев термо электродвижущая сила будет зависеть от температур остальных спаев.

Г1редлагаемый прибор для определения глубины обезуглероживання или цементации основан на использовании свойств термоэлектрической пары; согласно изобретению, в цепь прибора введена термоэлектрическая пара, образуемая испытуемым образцом и металлической проволокой, подогреваемым медным стержнем с термопарой, служащая как для измерения температуры стерЖня, так и для компенсации термотока образца в цепи потенциометра.

На чертеже фиг. 1 изображает при6ор в разрезе и фиг. 2 — его схему.

Опорная пластинка1 прибора (фнг.1), снабженная ручкой 2, несет медную контактную пластинку 3 и нагреватель — медный стержень 5, между которыми располагается образец. Через ручку 2 вводится шестижильный провод 4, проходящий через контакты 6 и соединенный с обмоткой 7 нагревателя и термопарой 8, помещенной в оправе 9. Электрическую цепь предлагаемого прибора включает (фиг. 2) испытуемый обезуглероженный с поверхности образец 10— медный стержень 5 с заостренным концом, нагреваемым до 100 — 150 ; медноконстантановую термопару, служащую для измерения температуры медного стержня и для компенсации термотока испытуемого образца; потенциометр 11; кнопку 13 для включения гальванометра на измерение температуры медного стержня; регулировочнов сопротивление 14 для нагревателя и металлическую проволоку 15.

При соприкосновении испытуемого обезуглероженного образца 10 с медным стержнем 5 испытуемый образец с металлической проволочкой 15 образуют термопару и дадут некоторую разность потенциалов, которая может быть измерена потенциометром 11.

Так как площадь соприкосновения испытуемого образца 10 с медным стержнем 5 будет небольшой, благодаря заостренной форме медного стержня, и так как теплопроводность стали и железа не велика по сравнению с теплопроводностью меди, то температура в месте соприкосновения испытуемого образца с медным стержнем практически мало будет отли4аться от температуры в месте соприкосновения медного стержня с железной проволочкой 15; таким образом, можно исключить из термоэлектрической цепи медный стержень как электрод, так как он будет изменяться при данныхусловиях электродвижущей силы цепи, и считать, что железная проволочка 15 и испытуемый образец 10 образуют горячий спай с температурой, равной температуре медного стержня. Малая повеохность нагрева испытуемого образца вызывает у него резкое падение температуры от,места соприкосновения образца с медным стер. жнем:по всем направлениям так, что уже на малом расстоянии от точки соприкосновения температура будет близкой к комнатной температуре и, следовательно, холодный спай ооразца будет расположен весьма близко к месту соприкосновения испытуемого образца с медным стержнем. Если испытуемый образец будет на некоторую глубину обезуглерожен, то и электрическая цепь от места соприкосновения испытуемого образца с медным стержнем (горячий спай) до холодного сная в испытуемом образце будет состоять из нескольких металлов: железа, обезуглерожен ного поверхностного слоя и стали с нормальным содержанием углерода. Поэтому при данных температуре медного стержня и температуре холодных спаев электродвижущая сила, возбуждаемая между испытуемым образцом и желез- ной проволочкой 15, будет зависеть or! температур промежуточных спаев, темпе- ратура которых, в свою очередь, будет 1 зависеть от их расстояния от горячего сная, т„е. электродвижущая сила будет зависеть от глубины и характера обезугложивания поверхности образца. Она будет тем меньше, чем больше глубина обезуглероженного слоя. Таким образом, для данной марки стали может быть установлена определенная зависимость между глубиной обезуглероживания и электродвижущей силой, при данной температуре медного стержня, пользуясь которой по электродвижущей силе для испытуемого образца можно установить его глубину обезуглероживания, Введение в цепь компенсатора источника тока (термопары медь констант), электродвижущая сила которого зависит от температуры медного стержня, позволяет иметь при изменении температуры последнего .одновременное изменение электродвижущей силы как в термопаре 8, так и в термопаре, составленной из испытуемого образца 10 и железной проволочки 15. При небольшом изменении температуры медного стержня можно считать, что изменение электродвижущих сил будет пропорциональным, поэтому, если для данного образца при данной температуре медного стержня гальванометр был приведен к нулю, то с изменением температуры медного стержня, при испытании того же образца стрелка гальванометра не сместится с нулевого положения, чего не было бы, если бы вместо термопары 8 был источник тока с постоянной электродвижущей силой.

Применение тгрмопары 8, как- источника тока, исключает необходимость поддерживать температуру строго ..чостоянной в процессе испытания. Приооор может быть применен для измерения глубины цементации, если заменить железную проволочку стальной, и вообще для измерения слоев неоднородных с основной массой металла.

Конструкция прибора, предназначенного для испытания по обезуглерожчванию преимущественно прутков и штанг, понятна из фиг. 1 и 2 и может быть легко изменена и приспособлена к форме и размерам испытуемых деталей.

Предмет изобретения, Прибор для определения глубины обезуглероживания или цементации термоэлектрическим методом, отл чающийся применением в цепитермоэлектрической пары, образуемой испытуемым образцом 10 и металлической проволокой 15 подогреваемого медного стержня Ь с термопарой 8, служащей как для измерения температуры стержня 6, так и для компенсации термотока образца 10 в цени потенциометра 11.