DE2443855C3

DE2443855C3 - Behälter zum Aufnehmen der Abkühlkurven von Metallproben

Info

Publication number: DE2443855C3
Application number: DE2443855A
Authority: DE
Inventors: Cure Ivo; Paul Omer
Original assignee: Electro Nite NV
Current assignee: Heraeus Electro Nite International NV
Priority date: 1973-10-02
Filing date: 1974-09-13
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DE2443855A1; US3946594A; DE2443855B2; LU68549A1; BE820440A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter zum Aufnehmen der Abkühlkurven von Metallproben für eine einmalige Verwendung, der aus einem Boden und einer äußeren Wandung besteht, die sich nach oben erstreckt und ein Thermoelement enthält, dessen elektrische Leitungen sich durch den Behälter erstrekken und in Steckkontakteinrichtungen zum Anschluß an einen Meßkreis enden.

Die genaue Bestimmung des Wechsels der Phase eines geschmolzenen Metalls hängt von einer Reihe von Bedingungen ab, die mit der Konstruktion des Gefäßes verknüpft sind. Einerseits ist es erforderlich, daß die Probe sich so schnell wie möglich abkühlt, um die Entmischung zu vermeiden, die vor allem in der Mitte der Probe auftritt und zur Bildung von Zementit führt, wodurch der tatsächliche Verfestigungspunkt des untersuchten Metalls verfälscht wird. Andererseits muß das Thermoelement, das bei diesem Anwendungsgebiet meist aus Chromel-Alumei be

steht, Zeit haben, anzusprechen.

Zum Stande der Technik gehört eine Vorrichtung, die aus einem senkrecht angeordneten Zylinder besteht, in dessen Achse ein Thermoelement angeordnet

ist; die Enden der Leiter des Elementes, die der Verbindungsstelle oder Lötstelle entgegengerichtet liegen, durchqueren den Boden des Behälters und sind an dieser Stelle mit einer Anschlußbuchse mit dem Stromkreis eines Stützsockels für den Behälter verbunden. Bei dieser bekannten Konstruktion ist das Thermoelement in einem senkrechten isolierenden Rohr angeordnet und die Verbindungsstelle des Thermoelementes liegt außerhalb des isolierenden Rohres. Dabei ist eine Abdeckung, die dazu dient, die Verbin-

>⁵ dungsstelle des Thermoelementes gegen Wärme zu schützen, unerläßlich.

Die bekannte Konstruktion hat eine Reihe von Nachteilen. Die aus dem Thermoelement, dem isolierenden Rohr, der Verbindungsstelle und der Abdekkung für die Verbindungsstelle bestehende Einrichtung hat eine große Masse, auf die die Probe auftrifft, wenn sie in den Behälter fließt, wodurch das Verhalten der Probe beeinflußt wird. Um diesen Einfluß zu verringern, muß man das Volumen der Probe, d. h. des Behälters, vergrößern. Wenn man darüber hinaus die Verbindungsstelle des Thermoelementes nicht nur außerhalb der Ausscheidungszone der Probe anordnen will, sondern auch außerhalb der Zone, in der die Probe schrumpft oder schwindet, muß die Verbindungsstelle in die Nähe des Bodens des Behälters verlegt werden, wodurch ein Wärmeverlust durch die Leiter des Thermoelementes an der Anschlußstelle an den Meßkreis auftritt. Die Folge ist eine ungenaue Messung wegen der zu niedrigen Temperatur der

J5 Probe. Man hat überlegt, dies zur Vergrößerung der Gesamthöhe des Behälters zu vermeiden, was jedoch wiederum zu der vorstehend erwähnten Vergrößerung der Abmessungen des Behälters führt.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Anzeigen der Phasenänderung eines Metalls so auszubilden, daß sie einerseits bei sehr kleinen Abmessungen mit größerer Genauigkeit die Phasenänderung des Metalls anzeigt und andererseits einfacher aufgebaut ist.

Die Erfindung besteht darin, daß das Thermoelement vollständig in dem horizontal in dem Behälter angeordneten Schutzrohr liegt, wobei die Leiter des Thermoelementes durch die Seitenwandung des behälters an voneinander entfernten Punkten an einer Stelle zwischen dem Boden und dem oberen Ende der Seitenwandung des Behälters geführt sind.

D'e Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung hat eine Reihe von Vorteilen:

1. Dadurch, daß sich die Leiter des Thermoelementes nach beiden Seiten der Verbindungsstelle erstrecken, ist es möglich, das Thermoelement sehr niedrig in dem Behälter und abseits von den Zonen anzuordnen, in denen die Probe sich entmischt und schrumpft, ohne befürchten zu müssen, daß sich die Enden des Leiters des Thermoelementes, die den Steckkontakt mit dem Meßkreis bilden, erwärmen.

2. Die Masse der aus dem Thermoelement und der Stütze sowie dem thermischen Schutz für das Thermoelement bestehenden Einrichtung wird verringert, so daß auch die Kapazität des Behälters verkleinert werden kann, was automatisch

dazu führt, daß die Probe eine geringere Neigung hat, sich zu entmischen.

3, Die Fabrikation des Elementes wird einfacher, weil es genügt, das Thermoelement, dessen Verbindungsstelle vorher hergestellt worden ist, in das Schutzrohr einzuziehen, ohne daß es wie bei den bekannten Einrichtungen notwendig ist, schützende Abdeckungen für die Verbindungsstelle des Thermoelementes vorzusehen.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines auf einem-Sockel angeordneten Behälters gemäß vorliegender Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Behälter,

Fig. 3 den auf Fig. 2 dargestellten Behälter von der Seite gesehen und

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2.

Die auf den Figuren dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Behälter 1 zum einmaligen Gebrauch und einem Sockel 2 zum Anschluß an einen Meßkreis. Der Behälter 1 ist auf der Basis von Sand und einem harzartigen Bindemittel gefertigt. Man kann auch ein anderes Material verwenden, das eine ausreichende mechanische Festigkeit und thermische Isolation hat.

Der Behälter 1 besteht aus einem zentralen Haupthohlraum 3 mit im allgemeinen viereckigen Querschnitt. Ein Thermoelement 4 des Typs Chromel-Alumel ist horizontal in dem Behälter 1 angeordnet. Das Thermoelement 4, dessen Verbindungsstelle mit 5 bezeichnet ist, wird in ein Schutzrohr 6 aus Quarz eingezogen, das in einem Kanal 7 befestigt ist, der vollständig durch die sich gegenüberliegenden Seitenwände 8 des Behälters geführt ist. Die Leiter des Thermoelementes sind außerhalb des Kanals 7 verlängert und bei 9 nach oben umgebogen, so daß die Enden elektrische Kontakte mit Kontaktflächen 10 bilden, die gegenüber einer oberen Platte 11 des Sokkels 2 vorstehen.

Eine der Kontaktplatten 10 ist aus Chrome), während die andere aus Alumel ist. Um die elektrischen Leiter des Thermoelementes mit der richtigen Polarität anzuschließen, ist vorgesehen, daß der Boden des Behälters eine Ausnehmung 12 hat, die einem Vorsprung 13 auf der Platte 11 des Sockels 2 entspricht. Die Platten 10 sind im Inneren der Stütze 14 des Sokkels 2 mit einem Meßkreis verbunden, der aus dem Sockel über eine zu einem Meßgerät führende Leitung 15 austritt. Am oberen Ende sind die Seitenwandungen 8 des Behälters, durch die das Thermoelement hindurchtritt, mit einer nach außen vorstehenden Kante 19 versehen, die die Kontaktenden 9 des Leiters des Thermoelementes vor überfließendem flüssigen Metall schützt. An der nach unt/jn gerichteten Seite sind die vorstehenden Kanten 19 mit einer mittleren Ausnehmung 16 für die Platten 10 versehen.

Μ Der Behälter 1 gemäß vorliegender Erfindung hat wenigstens einen, bei der dargestellte ir Ausführungsform vier zusätzliche Hohlräume 17, die mit dem Haupthohlraum 3 des Behälters über Rinnen 18 in der Oberfläche der Seitenwände 8 des Behälters v?rbunden sind. Der Boden der Rinnen 18 ist so ausgebildet, daC das Überfließen des flüssigen Metalls in die zusätzlichen Hohlräume 17 beginnt, wenn der Haupthohlraum 3 ausreichend gefüllt ist, um eine genaue Messung der Abkühlungskurve der Probe des

ίο flüssigen Metalls, die sich in dem Haupthohlraum 3 befindet, mittels des Thermoelementes 4 durchführen zu können. Sobald das geschmolzene Metall in die Räume 17 fließt, zeigen leuchtende Zonen der Bedienungsperson an, daß sie das Eingießen in den Haupt-

J) hohlraum 3 des Behälters beenden muß.

Der Boden des Hohlraums 3 des Behälters ist in bestimmten Fällen mit einer Metallplatte 29 ausgelegt, die dazu dient, das Abkühlen des Metalls zu beschleunigen und damit Ausscheidungen zu verhindem. Dies ist insbesondere wichtig bei der Probennahme von hypereutektischen Schmelzen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Behälter zum Aufnehmen der Abkühlkurven von Metallproben für eine einmalige Benutzung mit einem Boden und einer sich nach oben erstrekkenden peripherischen Seitenwand sowie einem Thermoelement, dessen elektrische Leitungen sich durch den Behälter erstrecken und in Steckkontakteinrichtungen zum Anschluß an einen Meßkreis enden, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (4) vollständig innerhalb eines Schutzrohres (6) angeordnet ist, das horizontal in dem Behälter (1) Hegt, wobei die beiden Leitungen des Thermoelementes die Seitenwandung (8) des Behälters an weit voneinander entfernt liegenden Stellen zwischen dem Boden und dem oberen Ende der Seitenwandung des Behälters durchqueren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandung (8) des Behälters in bezug auf den Hohlraum (3) parallel zur Längsachse des Behälters unter Bildung eines horizontales Kanals (7) zur Aufnahme eines Rohres (6) aus nicht porösem feuerfestem Material durchbohrt ist, in dessen Innerem das Thermoelement (4) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) aus Quarz besteht.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen des Thermoelements Kontaktenden (9) bilden, die an der Außenfläche der Seitenwandung des Behälters zum Anschluß an einen Meßkreis anliegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwanoang (8) des Behälters wenigstens im Bereich der Kontaktenden in bezug auf die horizontale Oberfläche des Behälters zurückspringt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter einen Hohlraum mit viereckigem Querschnitt aufweist und daß das Rohr (6) des Thermoelementes unterhalb der mittleren Höhe des Hohlraumes angeordnet ist.