DE2124956C3

DE2124956C3 - Device for recording changes in length of metallic materials with temperature

Info

Publication number: DE2124956C3
Application number: DE19712124956
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. Kapfenberg Kulmburg (Oesterreich)
Original assignee: VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) WIEN NIEDERLASSUNG VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) VERKAUFSNIEDERLASSUNG BUEDERICH 4005 MEERBUSCH
Current assignee: VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) WIEN NIEDERLASSUNG VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AG (VEW) VERKAUFSNIEDERLASSUNG BUEDERICH 4005 MEERBUSCH
Priority date: 1970-06-03
Filing date: 1971-05-19
Publication date: 1981-01-15
Also published as: CH527418A; DE2124956B2; DE2124956A1; AT307105B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufzeichnung der Längenänderungen metallischer Werkstoffe mit der Temperatur, mit einem Dilatometer und einem xy- oder xiAs-Schreiber. Elektronische Dilatometer werden unter anderem dazu verwendet, die Temperaturbereiche von Phasenumwandlungen in metallischen Werkstoffen zu messen, da sich derartige Phasenumwandlungen in Unstetigkeiten d;r Dilatometerkurve äußern, die die Längenausdehnung der betreffenden Metallprobe mit zunehmender Temperatur angibt. Diese Unstetigkeiten zeigen den Beginn bzw. das Ende von Phasenumwandlungen an. Wenn derartige Kurven durch einen xy Schreiber oder X\ ^-Schreiber aufgezeichnet werden, ist die einstellbare Empfindlichkeit durch die Breite des Papierstreifen, auf den die Kurve gezeichnet wird, begrenzt. Hierbei «teilt die Tatsache, daß der linear ansteigende Kurventeil einen beträchtlichen Teil der Streifenbreite beansprucht, eine starke Einschränkung dar. Man hat aus diesem Grund die sogenannte Differentialdilatometermethode entwickelt, bei der nur der Unterschied der Längenausdehnung der Probe gegenüber einer Vergleichsprobe gemessen und aufgezeichnet wird. Hierbei müssen beide Proben gleichzeitig und in einem gemeinsamen Temperature!;,' erhitzt werden. Der Nachteil dieser Methode besteht in der erforderlichen großen Ofenkapazität, in der Notwendigkeit, ein homogenes Temperaturfeld für zwei Proben aufrechtzuerhalten, in einem mechanisch komplizierten und storungsanfälligen Aufbau sowie in einer komplizierten Bedienung der Apparatur. Außerdem sind die Aufheiz- und Abkühlungsgeschwindigkeiten bei diesem Verfahren relativ gering.The invention relates to a device for recording changes in length of metallic materials with temperature, with a dilatometer and an xy or xiAs recorder. Electronic dilatometers are used, among other things, to measure the temperature ranges of phase changes in metallic materials, since such phase changes are expressed in discontinuities in the dilatometer curve, which indicates the linear expansion of the metal sample in question with increasing temperature. These discontinuities indicate the beginning or the end of phase changes. If such curves are recorded by an xy recorder or X \ ^ recorder, the adjustable sensitivity is limited by the width of the paper strip on which the curve is drawn. The fact that the linearly rising part of the curve takes up a considerable part of the strip width is a major limitation. For this reason, the so-called differential dilatometer method has been developed, in which only the difference in the length of the sample compared to a reference sample is measured and recorded. Both samples must be heated at the same time and at a common temperature!;, '. The disadvantage of this method is the large furnace capacity required, the need to maintain a homogeneous temperature field for two samples, a mechanically complex and fault-prone structure, and the complicated operation of the apparatus. In addition, the heating and cooling rates are relatively slow in this process.

Der Erfindung li^gt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angeführten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, welche es gestattet, die bei den Phasenumwandlungen in metallischen Werkstoffen auftretenden Unstetigkeiten der Dilatometerkurven ohne Verwendung einer zusätzlichen Vergleichsprobe mit einer besonders großen Genauigkeit zu erfassen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrich lung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein für die Temperaturaufzeichnung dienendes Kompensationspptentiömeter des Schreibers mit einem Folgepotentiometer mechanisch gekuppelt ist, welches zwischen den Ausgang des Dilatöffieters Und den zugehörigen Eingang des Schreibers und parallel zu einer dem Signal des Dilatömeters entgegengerichteten SpännUngsqUelle geschaltet ist.The invention li ^ g is based on the object To avoid the disadvantages mentioned above and to create a device which allows the at the discontinuities of the dilatometer curves that occur in metallic materials due to the phase transformations to be recorded with a particularly high degree of accuracy without the use of an additional comparison sample. According to the invention, this object is achieved in a Vorrich ment of the type mentioned in that a compensation pptentiometer used for temperature recording of the recorder is mechanically coupled with a slave potentiometer, which between the output of the dilator and the associated input of the recorder and parallel to it one directed against the signal of the dilatometer Voltage source is switched.

Auf die eben angeführte Weise erreicht man, daß der linear ansteigende bzw, abfallende Teil der Dilatometer^ kurve vorzugsweise waagrecht wird oder zumindest nur eine verhältnismäßig geringe Neigung aufweist Gegenüber der Differential-Dilatometermethode wird daher mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung der bedeutende Fortschritt erzielt, daß durch diese die bei einer Phasenumwandlung auftretenden Längenänderungen in wesentlich einfacherer und verläßlicherer Weise mit großer Genauigkeit erfaßt werden können.In the above-mentioned way one achieves that the linearly rising or falling part of the dilatometer ^ curve is preferably horizontal or at least has only a relatively slight inclination opposite the differential dilatometer method is therefore used by means of the device according to the invention, the significant advance achieved that by this at a Phase change occurring changes in length in a much simpler and more reliable way can be detected with great accuracy.

Im folgenden wird die Erfindung in einem Ausfüh-In the following the invention in one embodiment

!0 rungsbeispiel erläutert, das durch die Zeichnung in schematischer Darstellung veranschaulicht ist Es zeigt die! 0 tion example explained by the drawing in It shows the schematic diagram

F i g. 1 und 2 je zwei Dilatometerkurven undF i g. 1 and 2 each have two dilatometer curves and

Fig.3 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.3 shows a possible embodiment of the invention Contraption.

In den F i g. 1 und 2 enthält die jeweilige Abszissenachse die Temperatur in °C und die jeweilige Ordinatenachse die Längenänderung ΔΙ. Diese Figuren beinhalten je eine Aufheizkurve mit Unstetigkeiten an den Stellen 1 und 2 sowie eine Abkühlungskurve mit Unstetigkeiten an den Stellen 1' und 2'. Die Richtung, in welcher der durch die jeweilige Kurve veranschaulichte Vorgang abläuft, wird durch einen knapp neben derselben befindlichen Pfeil angezeigtIn the F i g. 1 and 2, the respective abscissa axis contains the temperature in ° C and the respective ordinate axis the change in length ΔΙ. These figures each contain a heating curve with discontinuities at points 1 and 2 and a cooling curve with discontinuities at points 1 'and 2'. The direction in which the process illustrated by the respective curve takes place is indicated by an arrow located just next to it

Dilatometerkurven der in F i g. 1 dargestellten Art erhält man mittels eines xy-Schreibers, wenn im linearen Ausdehnungsbereich der betreffenden Probe die vom elektrischen Dilatometer abgegebene Spannung nicht kompensiert wird. Hingegen ergibt sich eine Dilatometerkurve der in Fig.2 veranschaulichten Art wenn die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung richtig eingestellt ist.Dilatometer curves of the in F i g. 1 is obtained by means of an xy recorder, if in the linear Expansion range of the sample in question does not reflect the voltage emitted by the electrical dilatometer is compensated. On the other hand, there is a dilatometer curve of the type illustrated in FIG the in F i g. 3 device shown is correctly set.

Demgemäß bestehen die in der F i g. 1 dargestellten Kurven im wesentlichen nur aus stark ansteigenden und abfallenden Kurvenstücken, wogegen die in F i g. 2 abgebildeten Kurven längere, annähernd parallel zur Abszissenachse verlaufende Teilstücke aufweisen, wobei das eine an der Stelle 1 endet und das andere an der Stelle Γ beginnt. Für die in >ig3 dargestellte Vorrichtung gilt das nachstehend Angeführte: An ein der Temperaturmessung dienendes Kompensationspotentiometer 3 eines elektronischen xy-Schreibers 2 ist ein Folgepotentiometer 4 mechanisch angekuppelt. Dieses ist zwischen dem Ausgang eines Dilatömeters 1 und dem zugehet igen Eingang des Schreibers 2 und parallel zu einer dem Signal des Dilatömeters 1 entgegengerichteten Gleichspannungsquelle 6 geschaltet, bei der es sich um eine Batterie handelt.
Die am Folgepotentiometer 4 vorhandene Gleichspannung wird mit Hilfe des regulierbaren Widerstandes 5 so eingestellt, daß sie im linearen Bereich der P.obenausdehnung proportional der vom elektronischen Dilatometer 1 abgegebenen Spannung ist. Außerdem ist die Ausgangsspannung des Folgepotentiometers 4 innerhalb des ganzen Meßbereiches (das ist bis zur Klemmenspannung der Gleichspannungsquelle 6) proportional zur Temperaturanzeige, da es mecha nisch an das Kompensationspotcntiometer 3 angekuppelt ist. Im Zusammenhang damit sei darauf hingewiesen, daü das Folgepotentiometer 4, der regulierbare Widerstand 5 und die Gleichspannungsqüelle 6 in einen Stromkreis geschaltet sind.Accordingly, there exist in FIG. 1 essentially only consists of steeply rising and falling curve sections, whereas the curves shown in FIG. 2 have longer, approximately parallel to the abscissa axis of the curves shown, where one ends at point 1 and the other begins at point Γ. The following applies to the device shown in> ig3: A follow-up potentiometer 4 is mechanically coupled to a compensation potentiometer 3 of an electronic xy recorder 2 serving for temperature measurement. This is connected between the output of a dilatometer 1 and the input of the recorder 2 and in parallel to a DC voltage source 6 which is directed opposite to the signal of the dilatometer 1 and which is a battery.
The DC voltage present at the follower potentiometer 4 is set with the aid of the adjustable resistor 5 so that it is proportional to the voltage output by the electronic dilatometer 1 in the linear range of the top expansion. In addition, the output voltage of the follower potentiometer 4 is proportional to the temperature display within the entire measuring range (this is up to the terminal voltage of the DC voltage source 6), since it is mechanically coupled to the compensation potentiometer 3. In connection with this, it should be pointed out that the follower potentiometer 4, the adjustable resistor 5 and the DC voltage source 6 are connected in a circuit.

Schaltet man die Folgepötentiometerspannung gegen die Spannung des Dilatömeters 1,· so erhält man imIf the subsequent potentiometer voltage is switched against the voltage of the dilatometer 1, one obtains im

linearen Aüsdehnüngsbereich der Probe die Spannung Null. Es erfolgt keine Auslenkung in Richtung der Ordinatenachse des Schreibers 2, Weicht nun die tatsächliche Wärmeausdehnung vom linearen Verlauflinear expansion range of the sample, the stress is zero. There is no deflection in the direction of the ordinate axis of the recorder 2. If the actual thermal expansion now deviates from the linear course

ab, so ergibt sich eine Differenz der Spannungen vom Ausgang des Dilatometer 1 und vom Folgepotentiometer 4, die einen Ausschlag am Schreiber 2 zur Folge hat Da nur die Abweichungen von der linearen Wärmeausdehnung der Probe angezeigt werden können, kann wie schon gesagt, die Empfindlichkeit des Schreibers wesentlich erhöht werden. Es wird dadurch möglich, Längenänderungen von nur 0,05 Promille noch eindeutig zu bestimmen.from, there is a difference between the voltages at the output of the dilatometer 1 and the follow-up potentiometer 4, which causes a rash on the recorder 2 Since only the deviations from the linear thermal expansion the sample can be displayed, as already said, the sensitivity of the recorder can be increased significantly. This makes it possible to clearly identify changes in length of only 0.05 per thousand to determine.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Device for recording changes in length of metallic materials with temperature, with a dilatometer and an xy or xjXn recorder, characterized in that a compensation potentiometer (3) of the recorder (2) serving for temperature recording is mechanically coupled to a follow-up potentiometer (4) , which is connected between the output of the dilatometer (1) and the associated input of the recorder (2) and in parallel with a voltage source (6) directed opposite to the signal of the dilatometer (1).