Способ определения температурно-временных параметров термообработки металлов и сплавов Советский патент 1986 года по МПК G01N25/32 

Изобретение относится к термической обработке движущегося металла в агрегатах непрерывного действия и может быть использовайо для контроля температурного режима в протяжных печах, в частности для определения величин температурно-временных параметров отжига металла в этих печах.

Целью изобретения является упрощение, повьшение надежности, быстродействия и снижение стоимости контроля TeNmepaTypHMX режимов в протяжных печах.

Способ осуществляется следующим образом.

ЧереЭ печь вместе с обрабатываемым металлом пропускают закрепленные на нем пробы, на выходе из печи пробы отсоединяют, и по их термоЭДС определяют величины температурио- времепяых параметров термообработки металла.

Пробы должны обладать избира- тельтюй термоэлектрической чувстравны, а следовательно, режимы термообработки идентичны.

Измерение термоЭДС производят при нагреве контакта пробы с медным

в электродом сравнения до 90-180 С, при этом температуру второго контакта поддерживают равной 40°С. Выбор верхней границы нагрева горячего контакта обусловлен необходимостью

JO получения высокого значения термоЭДС а также тем, что при температурах выше ISO C на поверхности медного электрода образуется окисная пленка, которая приводит к появлению параJ5 зитной термоЭДС в цепи и искажению результатов измерений. При нагреве горячего контакта электрода и пробы до температуры ниже значения термоЭДС цепи уменьшаются, что

2Q приводит к снижению чувствительности и точности способа,

Температуру холодного контакта пробы и электрода (АО°С) выбирают

исходя из того, что эта температура йительностью к температурно-временным 25 должна быть выше температуры окружа- параметрам термообработки,. термоЭДС ющей среды в помещении пульта управ- их измеряют вне печи, затем по изнест- ным соотношениям, связывающим параления.

Для определения температуры и продолжительности выдержки .листового металла в протяжной печи в ди.ана- зонах 750--850 С н 370-550 С в качест ве проб используют обрп.зцы закаленной стали У О и трансфор -гаторной . Выбор обрязцов обусловле тем, что в данных диапазонах варьирования температуры и п эодолжитс.1 Ы1Ости выдержки указанные образцы обладают высокой чувствите.пьностью к изменению определяемых ппрлмс7 р ,.;1з.

метры термообработки с термоЭДС проб, .определяют значения этих парометрон. Экспериментально устаноБлепо, что зависимость термоЭДС некоторых сталей от параметров термообработки (скорости нагрева и охлажде П1я V,, , V, температура

и длительность

выдержки I ) являотся монотонной для определения диапазонов изменения этих параметров, что нозво.г1.5тет однозначно определять величины параметров термообработки исходя из значений термоЭДС проб. При этом толщину пропускаемых проб j, .подблрают исходя -из выражения

о/

Р С

и и

()

Р.

де с , с

коэффициепт теплопередачи, соответственно, к пробе и мет;аллу; соответственно плотности проб и обрабатываемого металла;

С|, ,С„ - теплоемкости проб и металла соответственно; , толщина обрабатываемого металла.

В этом случае произведения критеиев Био и Фурье для проб и металла

А Я

-S.

равны, а следовательно, режимы термообработки идентичны.

Измерение термоЭДС производят при нагреве контакта пробы с медным

электродом сравнения до 90-180 С, при этом температуру второго контакта поддерживают равной 40°С. Выбор верхней границы нагрева горячего контакта обусловлен необходимостью

получения высокого значения термоЭДС, а также тем, что при температурах выше ISO C на поверхности медного электрода образуется окисная пленка, которая приводит к появлению паразитной термоЭДС в цепи и искажению результатов измерений. При нагреве горячего контакта электрода и пробы до температуры ниже значения термоЭДС цепи уменьшаются, что

приводит к снижению чувствительности и точности способа,

Температуру холодного контакта пробы и электрода (АО°С) выбирают

исходя из того, что эта температура должна быть выше температуры окружа- ющей среды в помещении пульта управ-

ления.

Для определения температуры и продолжительности выдержки .листового металла в протяжной печи в ди.ана- зонах 750--850 С н 370-550 С в качестве проб используют обрп.зцы закаленной стали У О и трансфор -гаторной . Выбор обрязцов обусловле тем, что в данных диапазонах варьирования температуры и п эодолжитс.1 Ы1Ости выдержки указанные образцы обладают высокой чувствите.пьностью к изменению определяемых ппрлмс7 р ,.;1з.

Пробы, в качестне которых взяли закаленную сталь У10 и трансформаторную- сталь (по 5 образцо.Е каждой стали), закрепляют на вырезанном куске полосы, зваривают этот кусок в ленту и пропускают через нечь.

После, прохождения через печь вырезают часть полосы с пробакп-, снимают их, измеряют их термоЭДС относительно медного электрода сравнения при температурах горячего и хо-

лодного контактов соответственно 130 и АО°С. В качестве измерительного прибора используют потенциометр типа КСП-4.

Температуру горячего контакта про- бы с электродом сравнения берут в диапазоне gO-lSO C.

Б таблице приведены значения термоЭДС стального образна при раз3

личных температурах горячего и холодного спаев (медный электрод сравнения).

После усредения nd пяти образцам значения термоЭДС стали У10 Е и трансформаторной стали Е подставляют в систему уравнений вида

d.

+ а.

ЗаГ 0

01 где а

.г

+ а

11 6

Е Е

1

(2)

о, , а„, , а.,, , а, , а,, - эмпирические коэффициенты. Решив систему уравнений (2), получают значения Tg и 552 с.

В ходе эксперимента температуру ленты фиксировали в-10 точках по длне печи с помощью контактных термометров. Полученные значения Т ис отличались от рассчитанных по предл гаемому способу соответственно на 1 и 5%.

Общая продолжительность контроля по предлагаемому способу превышает 35 мин.

Формула изобретени

I. Способ определения температур но-временпых параметров термической

спая.

Перепад температур, °С . йТ Т, - Т

Число наблюдений

Математическое

ожидание Ё, мВ

Среднеквадратичное отклонение 6 , мВ

ВНШти Заказ 3282/44 , Тираж 778

Произв.-поллгр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

т

10

--

2379614

обработки метйллов и сплавов в агрегатах непрерывного действия путем измерения термоЭДС, отличающийся тем, что, с целью упроще- с Ния способа и повьппения надежности контроля, измерение осуществляют после завершения процесса термообработки На образцах, подвергнутых тепловой обработке по температурному режиму агрегата, обладающих избирательной термоэлектрической чувствительностью к температурно-временным параметрам термообработки и имеющих одинаковые с термообрабатываемым металлом произведения критериев Био и Фурье.

2. Способ поп.1,отличаю- Di и и с я тем, что термоЭДС образцов измеряют при перепаде температур 50- 140°С, при этом горячий контакт нагревают до 90-180°С,

«5

20

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем, что температуру и продолжительность выдержки листового металла в протяжной печи в диапазонах 750-850°С и 370-550°С определяют по термоЭДС образцов из трансформаторной и закаленной стали У10.

40 40 40 40 40

40 50 90 140 150 25 25 25 25 25

0,1604 0,4402 0,7620 0,2250 0,7300

0,0025 0,0037 0,0179 0,0025 0,0048

Подписное

Изобретение позволяет осуществлять контроль температурного режима термообработки металла в трудно- .доступных для непосредственного наблюдения местах агрегата, упростить и повысить надежность контроля, затраты на наладку. Способ заключается в определении величин температурно- временных параметров термообработки металлов и сплавов по соотношениям, связывающим их с термоЭДС специальных проб, пропускаемых через агрегат вместе с обрабатываемым изделием. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. с (Л tN9 САЭ СО Од