Устройство для измерения теплофизических свойств металлов Советский патент 1988 года по МПК G01N25/18 

ю

00

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования микроструктуры, электросопротивления, температурного коэффициента линейного расширения, температуры фазовых превращений в широком диапазоне скоростей нагрева в сочетании с деформированием образца, и может быть использовано в металловедческих и физических лабораториях для исследования свойств металлов и сплавов.

Целью изобретения является повышение точности измерения температурного коэффициента линейного расширения при дилатометрических исследованиях образцов.

На фиг. 1, показана схема устройства; на фиг.2 - то же, разрез перпен- дикулярно основанию; на фиг.З - механизм измерения перемещений образца,

Экспериментальный образец .1 закрепляется своими концами в держателях 2 и 3, установленных на основа- НИИ 4 и соосно захватам 5 и 6 механизма деформации и соединенных с ми тягами 7 и 8 таким образом, что могут в нейагруженном состоянии сро- бодно перемещаться относительно основания и захватов, компенсируя таким образом тепловое удлинение образца.

Измерительная система устройства состоит из измерительного стержня 9 ;и дилатомера, |сонта; тирующего с чув- :ствитепьньв элементом ратчика J О пе- |ремещениЯ| полого опорного узла 11, внутри которого проходит дополнительный подвижной стержень 125 прижимаю- щий рабочий спай датчика J3 темпера- :туры к образцу J, При этом измери- тельный стержень дилатометра, польй :опорный узел, рабочий спай датчика |температуры и дополнительньй подвиж- :ный стержень расположены по одной ;оси 14, перпендикулярной продольной оси образца 15, К рабочей части образца могут быть приварены выводы дл измерения электросопротивления исследуемого образца, вторые концы которы

соединены с контактами на колодках Выводных клемм 16 и J7 Образец расположен в вакуумной камере 18, снабженной смотровым окном для металлографического микроскопа 19, К вакуум- Ной камере подключена система напуска охлаждающего таза для закалки об- азца или создания в камере рабочей атмосферы заданного состава. В дншце

.

0

5

камеры дополнительно вмонтированы ковводы 20 для радиационного нагрева- :теля 2J и ДЛЯ прямого нагрева образ- 1ца. Установка датчика 10 и опорного узла 11 в рабочее положение ocjmiecT- вляется посредством механизмов 22 и 23 регулировки положения.

Устройство работает следующим образом,

Образе.ц с приваренными выводами для измерения электросопротивления устанавливается в держатели 2 и 3, Механизмы 22 и 23 регулировки положения устанавливают опорный узел М с датчиком 13 .температуры и датчик 10 перемещения с измерительным стержнем 9 в рабочее положение. Нагрев образца осуществляют по заданной программе от.внешнего источника тока (не показан)5 при этом датчиком 10 перемещений измеряется тепловое расширение, например, образца индуктивного типа, а датчиком 13 температуры - температура образца. Регистрация измеряемых величин производится с помощью самопишущих приборов, на г.. пример двухкоординатным потенциометром ТИП.Э Н-ЗОб, а также цифропечатаю- щими устройствами. Шток дилатометра может быть Изготовлен из кварца, агата, тугоплавкого.металла, например молибдена. Дополнительным подвижным, стержнем может служить корпус термопары, выполненный из керамики или нержавеющей стали,который подпружинивается относительно внутренней поверхности полости опорного узла..

При изучении влияния деформационных параметров (температура, скорость и степень деформации) на физические свойства металлов и сплавов устройство подготавливается к работе указанным способом, после чего приводят в действие механизмы деформирования образца. При этом захваты 5 и 6 механизма, перемещаясь, приходят в жесткое зацепление с тягами 7 и 8, соединенными с подвижными относительно основания 4 держателями 2 и 3 образца, и растягивают образец J .на заданную величину. В процессе де - формации возможное продольное смещение образца относительно измерительной системы: датчик перемещения - измерительный стержень - опорный узел - датчик температуры - не влияет на точность последующих дилатометрических измерений, которые проводятся строго в одной плоскости сечения образца и не зависят от вероятных перемещений образца внутри устройства, а их точность зависит толь- ко от чувствительности применяемых датчиков и вторичных регистрирующих приборов.

Применяемые образцы могут быть

шее вакуумную камеру со смотровым окном, в которой расположены захваты для деформирования образца в продольном направлении и соединенные с ними держатели, установленные на оснований и связанные с токовводами,расположенные в плоскости поперечного сечения образца измерительный стер

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в металловедческих и физических лабораториях при исследовании физических свойств металлов и сплавов. Цель - повьгаение точности измерений температурного коэффициента линейного расширения и температур фазовых превращений при дн.патометричес- ких исследованиях. Опорный узел дилатометрической части имеет дополнительный подпружиненный стержень, а конструкция держателей образца обеспечивает их подвижность относительно основания и захватов деформируемого.устройства. 3 ил.

длиной 40-50 мм круглого, квадратно- in жень, связанный с датчиком перемещего или прямоугольного сечения, площадь которого определяется главным образом мощностью источника питания системы нагрева образца.

Устройство позволяет проводить комплексные деформационно-дилатометрические исследования на одном образце в широком интервале скоростей нагрева и с высокой точностью. Формула изобретения

Устройство для измерения теплофи- зических свойств металлов, содержа20

2 f

5

0

НИИ, опорный узел и датчик температуры, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, опорный узел выполнен полым с распо Ложенным в нем дополнительным подпружиненным стержнем, установленным соосно измерительному стержьпо, держатели образца выполнены с возможностью свободного перемещения относительно основания и захватов для деформирования образца, причем датчик температуры установлен на торце подпружиненного стержня,

/// lej/5 /7

л /4

Ф11&/

7 Z 1 W

Фиг.З

Фие. 1

/4