Прибор для определения глубины обезуглероживания или цементации

 

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.