Предлагаемое устройство предназначено для одновременного микроскопического и термического анализа металлов и их сплавов (см., напр, статью: Hans Esser und Cornelius - Gefugenuntersuchung beiTemperaturen bis 1100° в „Stahl und Eisen за 1933 г. 20, стр. 532-535) при помоыди металлографического микроскопа с приспособлением для съемки микроструктуры на кинопленке и устройства для исследования устанавливаемых перед объективом микроскопа образцов диференциальным методом с автоматической регистрацией кривых термического анализа на поверхности вращающегося барабана.
Сущность изобретения заключается в том, что с целью синхронизации вращения барабана, на котором производится регистрация кривых термического анализа, с передвижением кинопленки в камере, которой снабжен металлографический микроскоп, барабан и механизм передвижения кинопленки связаны с передачей с одним, приводящим их в движение, механизмом, напр, часовым или электродвигателем.
На чертеже фиг. 1 изображает схему предлагаемого устройства; фиг. 2-общий вид устройства; фиг. 3-схему установки образца,- фиг. 4-механизм для передачи вращения регистрирующему барабану и механизму для передвижения кинопленки.
(212)
Предлагаемое устройство для одновременного микроскопического и термического анализа металлов и их сплавов состоит (фиг. 1-3) из металлографического микроскопа (см. промышленный образец № 4933), нагревательной печи с внутренней нихромовой или платиновой обмоткой, помещенной в специальном кожухе с водяным охлаждением на предметном столике микроскопа, автоматического двойного зеркального гальванометра типа Саладина; различных дополнительных приспособлений: плоских зеркал, трансформатора, магазинов сопротивления, гальванометра, баллона с азотом и др., и специального устройства, работающего от одного и того е часового механизма барабана для автоматического вращения киноплёнки, экспозиции и регистрации времени на барабане. На станине 17 (может быть изготовлен полой из чугуна отливкой) установлен раздвижной тубус 18 микроскопа, снабженный винтом 20 и микрометрическим винтом 21 для его подъема. Тубус 18 имеет окуляр 22, служаЕций для наблюдения микроструктуры глазом, а внутри тубуса установлены под углом 45° к его оси два плоских зеркала или тонких стекла 23 и 15, из которых зеркало 23 служит для направления световых лучей в окуляр 22, а зеркало /5-для освещения образца отраженным светом от
электрической лампы 75 и при бальших увеличениях заменяется призмой. Зеркало 23 с окуляром 22 должны иметь возможность выдвигаться из тубуса микроскопа в случае работы с зеркалом при фотографировании. Электрическая лампа J3 заключена в кожух 12, снабженный вентилирующим приспособлением, отверстием с диафрагмой для пропускания световых лучей к зеркалу 19, конденсатором и светофильтром, являющимися с лампой 13 и зеркалом 75 осветительной системой микроскопа. Для установки лампы 13 имеется регулировочный винт 14, а для ее выключения- выключатель 24. В нижней части тубус 18 снабжен проекционным окуляром 29 со световым затвором, позволяющим производить съемку микроструктуры на кинопленке при помощи фотокамеры 28, имеющей счетчик 25, типа известных, указывающий номер снятой микрофотографии. Винт 26 для продвижения кинопленки соединен с гибким валом 27 или цепной передачей для автоматического вращения его при работе с устройством. При обычных металлографических исследованиях винт 26 может поворачиваться от руки. Фотокамера установлена на основании станины 77 микроскопа. Станина 77 микроскопа снабжена подъемной частью 76, несущей столик микроскопа, установленный над расположенным под ним и обращенным вверх объективом 10 микроскопа, и для подъема столика имеющей зубчатую рейку и подъемный винт 77. Столик микроскопа снабжен нагревательной обмоткой 2 вследствие необходимости производить нагрев исследуемого образца при различных скоростях охлаждения. По мнению автора, эта обмотка должна быть из тонкой проволики (платиновой или хромо-никелевой), подвешенной на кварцевых трубках. В случае необходимости микроскопического и термического изучения процесса закалки стали желательно производить нагрев образца с помощью трубчатой медной спирали током высокой частоты; это позволит сравнительно быстро охлаждать образец пропуском воды через спираль, охлаждая усиленной подачей воды корпус нагревательного устройства и пропуская струю холодного азота. Нагревательная обмотка окружена
кожухом 3 с разъемной крышкой 5, изолирующим допуск наружного воздуха и снабженным специальным проточным водяным охлаждением разъемного типа. При обыкновенных металлографических исследованиях этот корпус может быть заменен обычным предметным столиком микроскопа. Для возможности охлаждения исследуемого образца протекающей водой кожух 3 снабжен подводящей и отводящей воду трубками 6, а для возможности исследования образцов в атмосфере азота или каких-либо других газов внутренность кожуха 3 сообщена трубкой 8 с содержащим газ баллоном 57, снабженным редукционным клапаном 52, и имеет трубку 9 для вывода газа.
В случае необходимости исследования образца в вакууме трубка 8 присоединяется к вакуумному насосу, а трубка 9 плотно закрывается. Между нагреваемым образцом 7 и объективом микроскопа расположена кварцевая прозрачная пластина 7, позволяющая исследовать микроструктуру помещенного в кожух с нагревательной обмоткой образца 7, устанавливаемого зеркальной полированной и травленой поверхностью вниз, к объективу микроскопа. Рядом с исследуемым образцом, как и при обычном термическом анализе, устанавливается эталон 4, не имеющий критических точек в исследуемом температурном интервале. Для исследования металлических сплавов в пределах 20-1100° может у потребляться сталь, имеющая 23% никеля, а исследования при низких температурах должны производиться с помощью эталонов, не имеющих критических точек при низких температурах.
Температура образца измеряется при помощи платино-радиевой термопары 57, включенной в цепь зеркального гальванометра 57, а разность между температурой образца и эталона измеряется диференциальной термопарой 52, включенной в цепь зеркального гальванометра 56. Для регистрации кривых термического анализа применено устройство, состоящее из барабана 38 вертикального типа с движением в горизонтальной плоскости, на который наколота светочувствительная фотографическая бромосеребряная бумага, регистрирующая путь движения отбрасываемых зеркальцами гальваномгтров 36, 37 световых лучей, направляемых на зеркальца при помощи зеркал 19, 33, 34, 35 от лампы 13 - через диафрагму 56.
Для приведения во вращение барабан 38 (фиг. 4) соединен фрикционной передачей с часовым механизмом, электродвигателем, или тому подобным механизмом 39, служащим одновременно для вращения, через посредство зубчатой и чорвячной передач 41,59, гибкого вала 27 фотокамеры 28 и для вращения выключателя 60 лампы 13, с целью ее периодического включения в цепь. Для питания лампы 13 может быть применен трансформатор 54, а для наблюдения за ходом изменения температуры нагревания и охлаждения образца-гальванометр 55 обычного типа (может быть заменен регистрирующим). Этот гальванометр включен параллельно зеркальному температурному гальванометру 37. Эти оба гальванометра предварительно градуируются со сдвоенной диференциальной термопарой 5/-52 обычным способом. Для вертикального гальванометра 37 важно, чтобы он при нагреве до максимальной температуры хода исследования не вышел из пределов горизонтальных размеров фотографической бумаги; то же можно сказать и про диференциальный гальванометр 36, так как здесь также важно не выйти из вертикальных размеров фотографической бумаги при максимальной разности температуры образца-эталона.
Из изложенного видно, что все элементы, входящие в состав описанного устройства, работают в зависимости друг от друга совместно и автоматически. Наличие одного источника света, одного механического привода и одного образца для исследования позволяет компактно и полностью объединить эти два главнейших метода физико-химического анализа металлических сплавов. В дальнейшем после проявления фотографической бумаги и кино-пленки не трудно распределить идущие по порядку микрофотографии на киноленте каждую отдельную черточку кривой. Далее наиболее интересные микрофотографии можно увеличить до нужных размеров и в результате исследования указать их место на кривой. Нетрудно видеть, что вся эта установка должна находиться, в темном помещении, так как в противном случае необходимо все элементы, относящиеся к двойному зеркальному регистрирующему гальванометру, поместить в затемненном корпусе, что, конечно, не представляет никаких конструктивных затруднений. Универсальность установки дает возможность производить на ней:
1)обыкновенные разовые и массовые металлографические исследования металлических сплавов;
2)исследования микроструктуры при высоких и низких температурах (при замене нагревательного охлаждающим устройством);
3)определение критических точек с помощью двойного зеркального регистрирующего гальванометра;
4)исследование металлического сплава комплексным методом микроскопического и термического анализа с автоматической записью результатов этих исследований.
Предмет изобретения.
1.Устройство для одновременного микроскопического и термического анализа металлов и их сплавов, состоящее из металлографического микроскопа с камерой для съемки микроструктуры на кинопленке и устройства для исследования установленного перед объективом микроскопа образца диференциальным термическим методом с автоматической регистрацией кривых термического анализа на поверхности вращающегося барабана, отличающееся тем, что, с целью синхронизации вращения барабана 38 с передвижением кинопленки в камере 25, барабан 38 и механизм передвижения кинопленки связаны передачей с одним приводящим их в движение механизмом 39.
2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью периодического включения лампы 13, выключатель лампы 13 связан с вращающим его часовым механизмом 39.
3.В устройстве по пп. 1 и 2 применение зеркал 19,33, служащих для направления лучей от лампы 13 на зеркальце гальванометра 36, с целью использования лампы 13 для регистрации кривых термического анализа.
