Как известно, термоэлектродвижущая сила термопары зависит от температур горячего и холодных спаев и от химического состава термоэлектродов, но нс зависит от размеров и формы термоэлектродов; точно так же известно, что если термопара составлена из трех или большего числа различных металлов, то при данных температурах холодных и одного горячего спаев термо электродвижущая сила будет зависеть от температур остальных спаев. Предлагаемый прибор для определения глубины обезуглероживания или цементации основан на нспользовании 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 стерАня, так и для компенсации термотока образца в цепи потенциометра.
На чертеже фиг. 1 изображает прибор в разрезе и фиг. 2-его схему.
Опорная пластинка 1 прибора (фиг. 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 И; кнопку 13 для включения гальванометра на измерение температуры медного стержня; регулировочное 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 И.
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 отличаться от температурь 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 поверхность нагрева исп.ытуемого образца вызывает у него резкое падение температуры от места соприкосновения образца с медным стержнем по всем направлениям так, что уже на малом расстоянии от точки соприкосновения температура будет близкой к комнатной температуре и, следовательно, холодный спай образца 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 спая в испытуемом образце будет состоять из нескольких металлов: железа, обезуглероженного 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 железной проволочкой 15, будет зависеть от температур промежуточных спаев, температура которых, в свою очередь, будет зависеть от их расстояния от горячего спая, 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 сйлы как в термопаре 8, так и в термопаре, составленной из испытуемого образца 10 и железной проволочки 15. При небольщом 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 термопары 8, как-источника тока, исключает необходимость поддерживать температуру строго лрстоянной в процессе испытания. Прибор может быть применен для измерения глубины цементации, если заменить железнуюпроволочку стальной, и вообще для измерения слоев неоднородных с основной массой металла.
Конструкция прибора, предназначенного для испытания по обезуглероживанию 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, отлЕ чающийся применением в цепи термоэлектрической пары, образуемой испытуемым образцом 10 и металлической проволокой 15 подогреваемого медного стержня S с термопарой 8, служащей как для измерения температуры стержня б, так и для компенсации термотока образца 10 в цепи потенциометра 11.
-А
TTI /--/---/---/
$-15
13
/-Ц
ю -л
