DD151507A1 - Dilatometrische messeinrichtung fuer phasenumwandlungsvorgaenge bei zug-druck-verformung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine dilatometrische Meßeinrichtung, mit leren Hilfe der Einfluß einer Zug-Druck-Verformung auf die ’hasenumwandlungsvorgünge in Stählen und anderen Legierungen untersucht werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch [elöst, daß an den Probeeinspannstellen einer bekannten lug-Druck-Prüfmaschine Kontaktebenen angebracht sind, durch welche lie konduktive Erv/ärmung des durch Zug oder Druck beanspruchten ’robenkörpers möglich ist. Ein am Probenkörper befindliches Thermo- :lement dient als Meßfühler für einen Temperaturregelkreis. Die lessung der Durchmesseränderung des Probenkörpers erfolgt durch ein lilatometer, das erfindungsgemäß aus zwei gegenüberliegenden tegaufnehmern besteht. Die Registrierung der Durchmesseränderung und ler Probentemperatur erfolgt durch einen x-y-Schreiber, der über rerstärker und Summierglied mit den Wegaufnehmern und mit einem weiten an den Probenkörper andrückbaren Thermoelement verbunden

Description

Dilatometrische Meßeinrichtung für Phasenumwandlungsvorgänge bei Zug-Druck-Verformung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung_s mit deren Hilfe der Einfluß einer Zug-Druck-Verformung auf die Phasenumwandlungsvorgänge in Stählen oder anderen Legierungen untersucht v/erden kann. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung ist sowohl in wissenschaftlichen Einrichtungen als auch in der metallurgischen Industrie und in Betrieben der metallverarbeitenden Industrie möglich«

Charakteristik ,der bekannten technischen, Lösungen

Bekannte technische Lösungen zur Erfassung des Umwandlungsverhaltens der Stähle beruhen neben dilatometrischen Meßeinrichtungen auf Meßeinrichtungenj die andere physikalische Eigenschaften bei Phasenumwandlung aufnehmen« Alle bisher bekannten Meßeinrichtungen besitzen jedoch Grenzen ihres Einsatzgebietes und sind demzufolge nur für ausgewählte Zielstellungen und unter bestimmten Voraussetzungen einsetzbar,» Mit dem Dilatometer (siehe zum Beispiel LIEBIG, H.P., VDI-Z 117 (1975) 21, Seite 999-1008; OELICH, J., A_e ROSE und P_e WIEST, Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle, Band 3*. ZTA-Schaubilder, Düsseldorf ₉ Verlag Stahleisen mbH, 1973; NOCICG, G„, E. JANSCH undP. LENK; Neue Hütte 21 (1976) 8, 468-473) werden die Veränderungen der Probe bei Phasenumwandlungsvorgängen über die Dichte als veränderliche Meßgröße erfaßte Dichteänderungen •wirken sich als Volumenänderungen aus, die sich nach dem DiIa-

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tometerprinzip bezogen auf eine Raumrichtung durch Messen einer linearen Abmessung der Probe ermitteln lassen«, Die Wegaufnehmer können dabei nach verschiedenen Prinzipien arbeiten, zum Beispiel mechanisch-optisch, induktiv oder kapazitiv* Problematisch ist bei diesen Meßeinrichtungen das Anbringen mechanischer Übertragungsglieder an die Probe, die unmittelbar nach dem Umformen untersucht werden soll« Die Proben werden deshalb erst nach der entsprechenden thermomechanischen Behandlung in ein kommerzielles Dilatometer eingesetzt, in dem dann die Phasenumwandlung erfolgt_o Diese Methode ist jedoch nur dann anwendbar, wenn zwischen Verformungsende und Umwand«· lungsbeginn genügend Zeit zum Einsetzen und Justieren der Probe im Dilatometer zur Verfügung steht«, Eine Untersuchung der Phasenumwandlungsvorgänge während oder unmittelbar nach der Umformung ist mit dieser Methode nicht möglich»

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt daraus abgeleitet das Ziel, Fhasenum-Wandlungsvorgänge in Stählen oder in anderen Legierungen unter dem Einfluß von elastischen Zug-Druck-Spannungen oder plastischen Zug-Druck-Verformungsvorgängen auch dann untersuchen zu können, wenn wegen zu kurzer Umwandlungszeiten eine externe Meßeinrichtung nicht anwendbar ist, wenn die Phasenumwandlung isotherm oder unter definierten Abkühlbedingungen ablaufen soll und/oder wenn der Phasenübergang nicht mit einer auswertbaren Änderung der magnetischen Eigenschaften verbunden ist· Durch die Erfindung sollen die in der metallurgischen Industrie und in Betrieben der metallverarbeitenden Industrie angewandten thermomechanischen Behandlungsverfahren simuliert und einer wissenschaftlichen Untersuchung zugänglich gemacht werden»

Pariegunp; des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßeinrichtung zu entwickeln, mit der alle mit Volumenänderungen verbundenen Phasenumwandlungsvorgänge in Stählen oder in anderen Legierungen unter elastischen Zug-Druck-Spannungen oder während oder nach plastischen Zug-Druck-Verformungen verfolgt werden können* Die Meßeinrichtung soll auch solche Phasenumwandlungs-

vorgänge einer Untersuchung zugänglich machen, bei denen weder eine Änderung des Magnetismus noch eine Temperaturänderung erfolgt«

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Entwicklung einer Meßeinrichtung gelöst, mit der unter elastischen Zug-Druck-Spannungen oder während oder unmitte3.bar nach plastischen Zug-Druck-Verformungen auftretende '. Phasenumwandlungsvorgänge durch Messung von damit verbundenen Längenänderungen untersucht werden können»

An den Probeeinspannstellen der bekannten Zug-Druck-Prüfmaschinen sind dazu Kontaktebenen angebracht« über diese Kontaktebenen ist die konduktiv© Erwärmung der durch Zug oder Druck zu beanspruchenden Pfobenkörper bis zur erforderlichen Temperatur mögliche Am Probenkörper befindet sich ein Thermoelement, das als Meßfühler für einen Temperaturregelkreis dient« Die Meßeinrichtung zur Längenänderung ist ein Dilatometer, das erfindungsgemäß aus zwei gegenüberliegenden Wegaufnehmern besteht, die die Probendurchmesseränderung erfassen und durch übertragungselemente mit dem Probenkörper verbunden sind« Die Wegaufnehmer und übertragungselemente sind über eine Halterung nahezu kräftefrei so gelagert, daß der Meßpunkt während der gesamten thermomechanischen Behandlung beibehalten bleibt. Die Signale der Wegaufnehmer sind derart gekoppelt, daß Lageänderungen des Probenkörpers nicht erfaßt werden· Die Registrierung der Durchmesseränderung und der Probentemperatur erfolgt durch einen x-y-Schreiber, der über Verstärker und Summierglied mit den Wegaufnehmern und mit einem zweiten an den Probenkörper andrückbaren Thermoelement verbunden ist. Eingeblendete Zeitmarken ermöglichen eine exakte zeitliche Zuordnung der registrierten Meßergebnisse· Die Andrückvorrichtung für die Thermoelemente ist so gehaltert, daß die Temperaturmessung auch während der Formänderung des Probenkörpers ständig an der gleichen Probenstelle erfolgt*

Ausrfjjih3%ffl_fisbe ispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeißpieles näher erläutert werden_e Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

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Figur 1? Baugliedplan zur konduktiven Erwärmung, zur dilate—

metrischen Messung und Meßwertregistrierung Figur 2t Vorderansicht der dilatometrischen Meßeinrichtung Figur 3: Draufsicht der dilatometrischen Meßeinrichtung

Der zu untersuchende Probenkörper 1 wird konduktiv erwärmt· Dazu wird er durch eine obere Einspannung 15 und eine untere Einspannung 16 auf Kontaktebenen 17 befestigt· Das Thermoelement 2 mißt direkt am Probenkörper 1 die Temperatur» Das entsprechende Signal wird dem Temperaturregler 3 zugeführt und dort mit dem Signal des Sollwertgebers 4 verglichen· Der Temperaturregler 3 erzeugt ein Stellsignal, mit dem das Stellglied 5 angesteuert wird. Durch das Stellglied 5 und den Transformator 6 wird dem Probenkörper 1 über die Kontaktebenen 17 eine der gewünschten Temperatur entsprechende Heizleistung zugeführte

Die am Probenkörper 1 beidseitig angeordneten Übertragungselemente 18 übertragen die durch die Phasenumwandlung hervorgerufene Durchmesseränderung des Probenkörpers 1 auf die induktiven Wegaufnehmer 7 und 8_e Das Lagergehäuse 19 gewährleistet eine nahezu kräftefreie Bewegung der Halterung 20 der induktiven Wegaufnehmer 7 und 8_e Die Signale der induktiven Wegaufnehmer 7 und 8 werden über die Verstärker 10 und 11 einem Summierglied 12 zugeführt» Eine am Lagergehäuse 19 befestigte Schwenkeinheit 21 ermöglicht eine von der Halterung 20 unabhängige Drehbewegung der Andrückvorrichtung 22 der Thermoelemente 2 und 9* Das Summensignal der induktiven Wegaufnehmer 7 und 8 und das Signal des Thermoelementes 9 v/erden von einem x-y-Schreiber 13 registriert·

Die vom Zeitmarkengeber 14 erzeugten Impulse schließen kurz·?· zeitig einen Meßkanal kurz·

Claims (1)

1. Erfindungsansprüche

   1». Dilatometrische Meßeinrichtung für Phasenumwandlungsvorgänge unter elastischen Zug-Druck-Spannungen oder während oder nach plastischen Zug-Druck-Verformungen, gekennzeichnet dadurch j daß an den Probeeinspannstellen der bekannten Zug~ Druck-Prüfmaschinen Kontaktebenen angebracht sind, zwischen denen sich ein Probenkörper befindet, am Probenkörper ein Thermoelement als Meßfühler eines Temperaturregelkreises anliegt, zur Messung der Durchmesseränderung ein Dilatometer, bestehend aus zwei Wegaufnehmern, je einem Verstärker, einem Summierglied und einem x-y-Schreiber, der mit einem zweiten an den Probenkörper andrückbaren Thermoelement verbunden ist, angeordnet ist und die Wegaufnehmer durch Übertragungselemente mit dem Probenkörper verbunden sind und Wegaufnehmer und Übertragungselemente über eine Halterung nahezu kräftefrei so gelagert sind, daß sie von dem zu untersuchenden Proben^skörper während dessen Formänderung derart mitgeführt werden, daß die Messung ständig an der gleichen Probenstelle erfolgt»

   2β Meßeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Thermoelemente durch eine Andrückvorrichtung an die Probe andrückbar sind, die so gehaltert ist, daß die Temperaturmessung auch während der Formänderung der Probe ständig an der gleichen Probenstelle erfolgt«

   eichnungen