Учебное пособие по материаловедению Советский патент 1989 года по МПК G09B23/18 

Изобретение относится к учебным пособиям по материаловедению и может быть использовано для демонстрации процесса превращения аустенита 5 в его ферромагнитные составляющие.

Цель изобретения - повышение наглядности демонстрации превращения аустенита в структуры, содержащие феррит, нагретого за счет изотерми- 10 ческой выдержки образца стали при определенной температуре.

Так как в учебных целях необходимо показать только принцип построения кривых изотермического состо- 15 яния аустенита, то для этих целей выбрана такая температура () изотермической выдержки образца стали после нагрева, при которой кривые распада аустенита наиболее ярко ив 20 короткое время (40 с) позволяют продемонстрировать распад 50% аустенита в структуры, содержащие феррит

На чертеже изображено предлагаемое учебное пособие с принципиальной электрической схемой.

25

Пособие содержит электрическую печь, состоящую из металлического корпуса 1, с теплоизоляцией 2, огне- упорными кольцами 3 нагревательной камеры и обмоткой спирального нагревателя 4, которая соединена через трансформатор 5 с электронным регулятором температуры, состоящим из датчика 6 температуры, реле 7,. светового сигнализатора 8, и с источником питания. Внутри нагревательной камеры электропечи установлена ем- кость 9, выполненная в виде цилиндри ческой ванны, из немагнитного материала, которая заполнена термостабилной средой 10 в виде расплавленной селитры с температурой 325 С. В емкости 9 на упорах установлен двойной стакан 11, выполненный из немагнитного материала с общим дном, имеющим в центре отверстие 12 для сообщения полости внутреннего стакана с полостью цилиндрической ванны. Между стенками двойного стакана 11 установлена измерительная катушка 13, а в центре его внутренней полости - исследуемый образец 14 стали. Измерительная катушка 13 соединена через первичную об- мотку 15 дополнительного трансформатора 16 с его вторичной обмоткой 17 и посредством выпрямителя 18, добавочного сопротивления 19 и переключа

0

5 0

5

0 5 0 5 g 5

теля 20 с измерительным прибором 21, в качестве которого используется баллистический гальванометр. Контроль и регулирование температуры расплавленной селитры 10 осуществляется электронным регулятором от термопары 22, установленной в емкости.

Учебное пособие используется для демонстрации превращения аустенита в структуры, содержащие феррит, следующим образом

Перед демонстрацией процесса на задатчике б температуры устанавливается необходимая температура (325°С) для емкости 9 с селитрой 10 и включается в сеть обмотка нагревателя 4 -электропечи. Одновременно исследу- емый образец 14 стали нагревается в обычной электропечи до температуры, обеспечивающей получение аусте- нитной структуры (например, для стали ЗОХГСА 880°С), После нагрева селитры 10 в емкости 9 до температуры 325 С напряжение нагревателя уменьшается для поддержания данной температуры. Одновременно оставшееся магнитное поле обмотки нагревателя воздействует на витки измерительной катушки 13, в которой возникает ЭДС взаимной индукции, величина которой зависит от напряженности поля (Н) и количества ферромагнитной фазы в исследуемом образце 14. Затем включается переключатель 20 и световой указатель баллистического гальванометра устанавливается на нулевое деление шкалы. После этого образец 14, нагретый до температуры аустенизации, быстро переносится в емкость в полость внутреннего стакана 11, заполненную расплавленной селитрой 10. Далее производятся отметка времени и отсчет показаний баллистического гальванометра,

Превращение аустенита в структуры, содержащие феррит, увеличивает маг- нитность образца 14, а следовательно, и ЭДС, индуцируемую в катушке 13. Таким образом, отсчет по шкале гальванометра 21 пропорционален ЭДС, а следовательно, и количеству превращенного аустенита. Примерно за 40 с наблюдения после инкубационного периода (начала движения зайчика шкалы) превращения аустенита достигают порядка 50%, дальнейшее превращение происходит медленно.

Таким образом, предлагаемое учебное пособие позволяет получить дан-

ные, по которым строится кривая изотермического превращения аустенита в координатах: время - по оси абсцисс в секундах и процент распавшегося аустенита - по оси ординат, по которой определяют время начала и конца превращения аустенита, продолжительность инкубационного периода и продолжительность периода распада.

Формула изобретения

Учебное пособие по материаловедению, содержащее электрическую печь с теплоизоляцией, емкость с термостабильной средой, исследуемый образец, термопару, подключенную к электронному регулятору, измерительную катушку, силовой трансформатор, из- мерительный прибор и переключатель,

отличающее ся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации превращения аустенита в. структуры, содержащие феррит, оно имеет дополнительный трансформатор, .соединенный первичной обмоткой с измерительной катушкой, а через вторичную обмотку посредством выпрямителя с измерительньм прибором, при этом емкость состоит из заполненной расплавленной селитрой цилиндрической ванны из немагнитного материала, имеющего в центре отверстие, для сообщения полости внутреннего стакана с полостью цилиндрической ванны, измерительная катушка установлена между стенками двойного стакана, исследуемый образец помещен в полость внутреннего стакана, а измерительный прибор выполнен в виде гальванометра.

Изобретение относится к техническим средствам обучения материаловедению. Целью изобретения является повышение наглядности демонстрации превращения аустенита в структуры, содержащие феррит. Это достигается тем, что учебное пособие по материаловедению содержит электрическую печь с теплоизоляцией 2 и обмоткой спирального нагревателя 4, которая соединена через трансформатор 5 с электронным регулятором температуры и источником питания. В нагревательной камере расположены емкость 9 в виде цилиндрической ванны и двойной стакан 11 с общим дном, имеющим в центре отверстие 12, выполненные из немагнитного материала, заполненная расплавленной селитрой 10 термопара 22 и измерительная катушка 13, установленная между стенками стакана 11 и электрически соединенная через трансформатор 16, выпрямитель 18 с гальванометром 21. После нагрева до температуры аустенизации исследуемый образец стали 14 переносится в емкость 9 в полость внутреннего стакана 11, заполненную расплавленной селитрой 10, и при превращении аустенита в структуры, содержащие феррит, увеличивает свою магнитность, а, следовательно, и ЭДС, индицируемую в катушке 13 пропорционально количеству превращенного аустенита, что отображается на шкале гальванометра 21.