DD225221A1

DD225221A1 - Dilatometrische messeinrichtung

Info

Publication number: DD225221A1
Application number: DD26377784A
Authority: DD
Inventors: Ekkehard Rother; Georgi Kamenarov
Original assignee: Berlin Ing Hochschule
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1984-06-04
Publication date: 1985-07-24

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE MESSEINRICHTUNG, MIT DER DER EINFLUSS EINES INHOMOGENEN TEMPERATURFELDES AUF DIE PHASENUMWANDLUNG VON METALLEN UND DEREN LEGIERNGEN UNTERSUCHT WERDEN KANN. DAS ZIEL UND DIE AUFGABE DER ERFINDUNG BESTEHT DARIN, PHASENUMWANDLUNGEN LOKAL IN ABHAENGIGKEIT VON EINEM INHOMOGENEN TEMPERATURFELD, DAS IN DER PRAXIS BEI ERWAERMUNGS- UND ABKUEHLUNGSVORGAENGEN VORKOMMT, FESTZUSTELLEN UND DEN EINFLUSS VON SCHON UMGEWANDELTEN UND NOCH NICHT UMGEWANDELTEN TEILBEREICHEN DER PROBE AUF DAS UMWANDLUNGSVERHALTEN, ZU ERMITTELN. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DIE AUFGABE DADURCH GELOEST, DASS DIE MESSEINRICHTUNG AUS DREI PAAREN VON ZWEI GEGENUEBERLIEGENDEN WEGAUFNEHMERN BESTEHT, DIE DIE LAENGENAENDERUNG UEBER JE EINE QUERSCHNITTSEBENE, IN DER EIN ANNAEHERND HOMOGENES TEMPERATURFELD VORLIEGT, AUFNIMMT UND DURCH MESSFUEHLER MIT DER PROBE VERBUNDEN SIND.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung, mit der der Einfluß eines inhomogenen Temperaturfeldes auf die Phasenumwandlung von Metallen und deren Legierungen untersucht werden kann. Die Meßeinrichtung ist in wissenschaftlichen Laboratorien, in der metallurgischen und metallverarbeitenden Industrie einsetzbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannte technische Lösungen zur dilatometrischen Erfassung des Umwandlungsverhaltens beruhen auf den bei Phasenumwandlungen auftretenden sprunghaften Änderungen des spezifischen Volumens und deren Erfassung durch das Messen einer linearen Abmessung der Probe bei synchronem Aufzeichnen der Temperatur und Zeit. Dabei wird die Messung über die Längenausdehnung der Probe, was ein homogenes Temperaturfeld erfordert, oder über eine Querschnittsfläche vorgenommen. Mit allen bekannten Dilatometern ist jedoch nur das Messen der Ausdehnung der Probe in einer Ebene möglich.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, Phasenumwandlungen von Metallen und deren Legierungen lokal in Abhängigkeit von einem inhomogenen Temperaturfeld, das in der Praxis bei Erwärmungs- und Abkühlungsvorgängen der technologischen Verfahren Wärmebehandlung, Warmumformung, Schweißen, und anderer vorkommt, festzustellen und den Einfluß von,schon umgewandelten und noch nicht umgewandelten Teilbereichen der Probe auf das Umwandlungsverhalten zu ermitteln.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung zu entwickeln, mit der bei Metallen und deren Legierungen die Beeinflussung der Phasenumwandlung durch ein inhomogenes Temperaturfeld ermittelt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer entwickelten Meßeinrichtung, Phasenumwandlungsvörgänge in Abhängigkeit vom Temperaturfeld untersucht werden. Die Meßeinrichtung ist ein Dilatometer, das aus drei Paaren von zwei gegenüberliegenden Wegaufnehmern besteht, die die Längenänderung über je eine Querschnittsebene, in der ein annähernd homogenes Temperaturfeld vorliegt, aufnimmt und durch Meßfühler mit der Probe verbunden sind. Der Wegaufnehmer mit den Meßfühlern sind über eine Halterung definiert und unabhängig voneinander verschiebbar, so daß verschiedene Stellen des Temperaturfeldes erreicht werden können. Die Probe wird von zwei beweglichen Backen waagerecht gehalten und über diese konduktiv bis zur erforderlichen Temperatur erwärmt. Diese Probenhalterung sichert eine fast kräftefreie Ausdehnung der Probe. Die Registrierung der Längenänderungen der Querschnittsabmessungen erfolgt zusammen mit der dazugehörigen Temperatur durch drei x-y-Schreiber die über Verstärker mit den Wegaufnehmers und einem in der jeweiligen Querschnittsebene angeschweißten Thermoelement verbunden sind. Die zeitliche Zuordnung der Meßergebnisse erfolgt über aufgeprägte Zeitmarken. Um das Umwandlungsverhalten auch bei der Probenabkühlung untersuchen zu können, ist über der Probe eine Abschreckdüse angebracht, durch die Gas bzw. Gas-Wasser-Gemische auf die Probe geblasen werden können. ' Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Vorderansicht des Dilatometers Fig. 2 Draufsicht des Dilatometers Fig.3 Baugliedplan zur Meßeinrichtung

Die zu untersuchende Probe 1 wird in den beweglichen Einspannbacken 2 gespannt. Sie wird konduktiv erwärmt, indem über die Einspannbacken über die Kontaktmuttern 3 die Stromzuführung vom Transformator 4 zur Probe 1 hergestellt sind. Die Stärke und Dauer der Stromzuführung kann über die Steuerung 5 vorgegeben werden. Die Temperatur der Probe 1 in den Meßebenen wird mit angepunkteten Thermoelementen 6 gemessen und das erzeugte Signal wird jeweils auf einen Kanal der x-y-Schreiber 7 aufgegeben. Die über der Probe 1 als Hebel 3 ausgebildeten und gegeneinander verschiebbaren Meßfühler leiten die durch die Phasenumwandlung erzeugte Abmessungsveränderung der Probe 1 in den Meßebenen auf die induktiven Wegaufnehmer 9. Das Signal der induktiven Wegaufnehmer 9 wird auf die jeweils noch freien Kanäle der x-y-Schreiber 7 gelegt. Die von dem Zeitmarkengeber 10 erzeugten Impulse werden auf die x-y-Schreiber 7 gegeben und bewirken ein Abheben des Schreibstiftes.

Claims

Erfindungsansprüche:

1. Dilatometrische Meßeinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß für die Feststellung und Registrierung von Phasenumwandlungen in Metallen und deren Legierungen die zu untersuchende Probe (1) in beweglichen Einspannbacken (2) gespannt, über Kontaktmuttern (3) die Stromzuführung (4) über die Steuerung (5) zur Probe (1) hergestellt, die Temperatur in den Meßebenen mit Thermoelementen (6) gemessen wird und die erforderlichen Meßfühler parallel in einem in Längsrichtung der Probe (1) inhomogenen Temperaturfeld gegeneinander verschiebbar angeordnet sind.

2. Dilatometrische Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht über der Probenmitte angebrachten Ausdehnungsmeßfühler der Längsausdehnung der Probe (1) durch die Temperaturänderung synchron nachgeführt werden.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, Phasenumwandlungen von Metallen und deren Legierungen lokal in Abhängigkeit von einem inhomogenen Temperaturfeld, das in der Praxis bei Erwärmungs- und Abkühlungsvorgängen der technologischen Verfahren Wärmebehandlung, Warmumformung, Schweißen, und anderer vorkommt, festzustellen und den Einfluß von schon umgewandelten und noch nicht umgewandelten Teilbereichen der Probe auf das Umwandlungsverhalten zu ermittein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung zu entwickeln, mit der bei Metallen und deren Legierungen die Beeinflussung der Phasenumwandlung durch ein inhomogenes Temperaturfeld ermittelt werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer entwickelten Meßeinrichtung, Phasenumwandlungsvörgänge in Abhängigkeit vom Temperaturfeld untersucht werden. Die Meßeinrichtung ist ein Dilatometer, das aus drei Paaren von zwei gegenüberliegenden Wegaufnehmern besteht, die die Längenänderung über je eine Querschnittsebene, in der ein annähernd homogenes Temperaturfeld vorliegt, aufnimmt und durch Meßfühler mit der Probe verbunden sind. Der Wegaufnehmer mit den Meßfühlern sind über eine Halterung definiert und unabhängig voneinander verschiebbar, so daß verschiedene Stellen des Temperaturfeldes erreicht werden können. Die Probe wird von zwei beweglichen Backen waagerecht gehalten und über diese konduktiv bis zur erforderlichen Temperatur erwärmt. Diese Probenhalterung sichert eine fast kräftefreie Ausdehnung der Probe. Die Registrierung der Längenänderungen der Querschnittsabmessungen erfolgt zusammen mit der dazugehörigen Temperatur durch drei x-y-Schreiber die über Verstärker mit den Wegaufnehmers und einem in der jeweiligen Querschnittsebene angeschweißten Thermoelement verbunden sind. Die zeitliche Zuordnung der Meßergebnisse erfolgt über aufgeprägte Zeitmarken. Um das Umwandlungsverhalten auch bei der Probenabkühlung untersuchen zu können, ist über der Probe eine Abschreckdüse angebracht, durch die Gas bzw. Gas-Wasser-Gemische auf die Probe geblasen werden können.

Ausführungsbeispiel

Fig. 1 Vorderansicht des Dilatometer

Fig. 2 Draufsicht des Diiatometers

Fig.3 Baugliedplan zur Meßeinrichtung

Die zu untersuchende Probe 1 wird in den beweglichen Einspannbacken 2 gespannt. Sie wird konduktiv erwärmt, indem über die Einspannbacken über die Kontaktmuttern 3 die Stromzuführung vom Transformator 4 zur Probe 1 hergestellt sind. Die Stärke und Dauer der Stromzuführung kann über die Steuerung 5 vorgegeben werden. Die Temperatur der Probe 1 in den Meßebenen wird mit angepunkteten Thermoelementen 6 gemessen und das erzeugte Signal wird jeweils auf einen Kanal der x-y-Schreiber 7 aufgegeben. Die über der Probe 1 als Hebel S ausgebildeten und gegeneinander verschiebbaren Meßfühler leiten die durch die Phasenumwandlung erzeugte Abmessungsveränderung der Probe 1 in den Meßebenen auf die induktiven Wegaufnehmer 9. Das Signal der induktiven Wegaufnehmer 9 wird auf die jeweils noch freien Kanäle der x-y-Schreiber 7 gelegt. Die von dem Zsitmarkengeber 10 erzeugten Impulse werden auf die x-y-Schreiber 7 gegeben und bewirken ein Abheben des Schreibstiftes.