Claims (2)
Изобретение относитс к измеритель- ной технике и может быть использовано при химико-теру1ической обработке сталь ных изделий дл измерени углеродного потенциала науглероживающих атмосфер. Известен способ измерени углеродного потенциала науглероживающей атмосферы путем помещени в нее стальной проволоки, измерени ее сопротивлени по окончании диффузионных процессов и перевода значени этого сопротивлени с учетом температуры взначение углеро ного потенциала ij . Недостатком этого способа вл етс узкий диапазон намерени . Это объ сн етс тем, что он может быть реализован только тогда, когда материал проволоки находитс в аустенитной фазе. При углеродном потенциале, превышающем предел растворимости углерода в аустените в стальной проволоке выдел етс цементит , вследствие чего зависимость сопротивлени проволоки от углеродного потенциала утрачиваетс и измерение становитс невозможным. Например, при температуре близкой к верхний предел измерени не может быть больще 0,8%. Кроме того, при выпадении сажи из контролируемой атмосферы на поверхность стальной проволоки снижаетс точность измерений. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ измерени углеродного потенциала , заключающийс в том, что в контролируемую шутлероживающую атмосферу помещают стальную проволоку, из мер ют ее сопротивление и обезуглероживают ее путем обдува обезуглероживан щим газом. Обезуглероживание провод т в объеме печ15 путем заключени проволоки в трубу и обдува водородом эндога- зом., насыщен 1ым водой. После того, как проволока полностью обезуглерожена, ее обдувают науглероживающей атмосферой, углеродный которой измер ют. При этом врем 3 тэчеггае которого провод т обдув, выбирают таким, что даже при высоком уг перодном потешгиапе науглероживающей атмосферы содержание углерода в проволоке не успевает превысить предел растворимости углерода в аусте тите. Затем снова обдувают проволоку обезуглероживающим газом и цикл повтор ет с . Об измер емом углеродном потенциале суд т по процентному содержанию ут лерода в проволоке в конце цикла науглероживани . Указанный, способ позвол ет измер ть углеродный потенциал в широком диапазоне высоких его значё-, НИИ 2.. Недостаток известного способа - не- возможность непрерывного измерени углеродгюго потенциала, что обусловлено использоват1ем в нем частого периодического обдува проволоки дополнительно обезуглероживающей атмосферой. Кроме того, в процессе обдува прово локи контролируемой атмосферой с выcoKHivi углеродным потенциалом иа iipoao локу выпадает слой сажи, что снижает точность измерени . Цель изобретени - обеспечение непрерывности процесса измерени углерод ного потевдиала и повышение точности измерени , Поставленна , цель достигаетс тем, что согласно способу юмерени угле- родного потенциала на -тлерожт-нзающей атмосферы, включающему помещение в последнюю стальной проволоки, измере- m-ie сопротивлени проволоки и периодическое oбeзyглepoживa rae ее, обезутле- роживашю производ т до велтмины, лежащей в пределах растворимости углерода в аустените и поддерживают ее посто нной путем подогрева атмосферы, окружающей проволоку, и по температуре этой атмосферы определ ют углеродный потенциал. Принцип предлагаемого способа основан на том, что при повышении темиературы науглероживающей атмосферы ее углеродный потешиал снижаетс . Путем повышени температуры части атмосферы, окружающей проволоку, можн снизить содержание углерода в ней (т.е. обевуглеродить) до значени , лежащего пределах растворимости углерода в ауст Ш1те (например, до 0,5% дл проволоки из технически чистого железа). 44 В случае поддержани посто нного по величине (например, 0,5%) углеродного потенциала части науглероживающей атмосферы , окружающей проволоку, путем пювыщени ее талпературы между значением температуры этой части атмосферы и углеродным потенциалом всей атмосферы устанавливаетс однозначное соответствие . На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ. Устройство содержит подогреватель 1 газа, состо щий из трубы 2 и расположенного на ее внутренней поверхности нагревател 3. Нагреватель 3 выполнен, например, в виде спирали. Внутри подогревател 1 газа вдоль оси трубы 2 размещены стальна проволока 4 и термопара 5. Подогреватель 1 газа помещен в пространство термической печи 6 таким образом, что ось трубы 2 расположена вертикально, а выводы от нагревател 3, стальной проволоки 4 и термопары 5 выведены за пределы термической печи 6. .- При этом выводы термопары 5 подсоединены к измерительному прибору 7, выводы нагревател 3 подключены к выходу регул тора 8, а выводы стальной проволоки 4 - к измерителю 9 содержани углерода в проволоке. Вход измерител 9 соединен с измерительным прибором 7, а выход - с регутштором 8. Способ осуществл ют следующим образом . После разогрева термической печи, например, до 90О С включают устройство в сеть питани и подают в печь науглероживающую атмосферу, котора заполн ет также и подогреватель 1 газа. При этом подача атмосферы в подогреватель 1 Осуществл етс за счет конвективного массообмена, но может быть проведена отдельным вентил тором. Контролируема науглероживающа атмосфера , проход через подогреватель 1, приобретает его температуру в конце прохождени , и в указанной атмосфере заканчиваютс все химические реакции (т.е; атмосфера становитс равновесной). В случае, если угаеродный потенциал науглероживающей атмосферы печи не превышает заданной ве ЕСчи{1ы (например, 0,5%), то сигнал на регул тор 8 с измерител 9 не поступает, газ не подогреваетс и значение углеродного потенциала определ етс по сопротивлению и темпера туре проволоки 4 юмерителем 9. Если углеродный потенциал атмосферы превышает заданное значение,измеритель 9 выдает сигнал на регул тор 8, которы подает ток нагрева; на нагреватель 3. В результате повышени температуры науг лероживающей атмосфе1Л51 внутри подогревател 1 ее углеродный потенциал снижаетс и в дальнейшем поддерживаетс регул тором 8 на заданном значении. Температура газа внутри подогревате. л 1 .измер етс термопарой 5 и Т1зм&рительным прибором 7, показани которо го отражают углеродный потенциал атмосферы тер 1ической печи. Обезуглероживание стальной проволоки до посто нной величины в пределах растворимости yrviepoua в аустените путем подогрева части атмосферы, окружающей проволоку, обеспечивает непрерывное измерение углеродного потенциала науглероживающей атмосфера. в широком диапазоне высоких его значений Вместе с тем, подогрев указанной части атмосферы позвол ет исключить выпадение сажи на поверхность прсволоки , что способствует повышению точности измерени углеродного потенциала. Предлагаемый способ может быть ш№роко использован в системах автоматиче кого регулировани контролируемых атмосфер в.термических печах, особенно пр интенсивном науглероживании с целью получени глубоких цементированных слоев поверхностейстальных деталей, работающих в абразивной среде (например, втулок и пальцев звеньев гусениц тракторов , бурошлх долот и т.д.). Формула изобретени Способ измерени углеродного поте диала науглероживающей атмосферы путем помещени в нее стальной проволоки , измерени сопротивлени проволо ки и пернодичес сого обезуглероживани ее, отличающийс тем, что, с целью обеспечени непрерывности измерени углеродного потенциала и повышени точности иэмерени , обезуглероживание производ т до величины, лежащей в пределах растворимости углерода в аустените и поддерживают ее посто нной путем подогрева атмосфера, окру жающей проволоку, и по температуре этой атмосферы определ ют углеродный nt тенциал . Источники информашш, прин тые во внимание при экспертизе 1.Методы контрол углеродного потенциала . Перевод № Ц-76383. М., ВЦП, 1976, с. 19-23. The invention relates to a measurement technique and can be used in the chemical-thermal treatment of steel products for measuring the carbon potential of carbonaceous atmospheres. A known method for measuring the carbon potential of a carburizing atmosphere is by placing steel wire into it, measuring its resistance at the end of diffusion processes, and converting the value of this resistance into account the temperature potential ij. The disadvantage of this method is a narrow range of intent. This is due to the fact that it can be realized only when the wire material is in the austenitic phase. At a carbon potential exceeding the solubility limit of carbon in austenite, cementite is released in the steel wire, as a result of which the dependence of the resistance of the wire on the carbon potential is lost and measurement becomes impossible. For example, at a temperature close to the upper limit of measurement, there cannot be more than 0.8%. In addition, when soot falls out of the controlled atmosphere onto the steel wire surface, the measurement accuracy decreases. The closest to the present invention is a method for measuring the carbon potential, which consists in placing a steel wire in a controlled carbon-forming atmosphere, measuring its resistance and decarburizing it by blowing carbon with a decarburizing gas. The decarburization is carried out in the volume of the furnace 15 by enclosing the wire in a pipe and blowing endogas with hydrogen. It is saturated with first water. After the wire is completely decarburized, it is blown with a carburizing atmosphere, the carbon of which is measured. At the same time, the time 3 of which is carried out by blowing is chosen such that even with a high carbon permeable atmosphere, the carbon content in the wire does not have time to exceed the solubility limit of carbon in austeite. Then the wire is again blown with a decarburizing gas and the cycle repeats. The measured carbon potential is judged by the percentage of carbon in the wire at the end of the carburization cycle. This method makes it possible to measure the carbon potential in a wide range of high values, scientific research institute 2. The disadvantage of this method is the inability to continuously measure the carbon potential, which is caused by the use of frequent periodic blowing of the wire with an additional decarburizing atmosphere. In addition, in the process of blowing the wire with a controlled atmosphere with high carbon potential and a soot layer is deposited on the iipoao, this reduces the accuracy of the measurement. The purpose of the invention is to ensure the continuity of the measurement process of carbon potevdial and increase the accuracy of measurement. The goal is achieved by the method of measuring the carbon potential in a carbon-containing atmosphere, including the placement of the m-ie wire resistance in the last steel wire. and intermittent dilution of its rae, which is depleted, is made to veltmina, which lies within the solubility of carbon in austenite and is kept constant by heating the atmosphere surrounding the wire. ku, and the carbon potential is determined from the temperature of this atmosphere. The principle of the proposed method is based on the fact that with an increase in the temperature of the carburizing atmosphere, its carbon loss decreases. By raising the temperature of the part of the atmosphere surrounding the wire, it is possible to reduce its carbon content (i.e. carbon carbon) to a value lying within the solubility of carbon in the carbon fiber (for example, to 0.5% for technically pure iron wire). 44 If the carbon potential of the part of the carburizing atmosphere surrounding the wire is kept constant (for example, 0.5%), by balancing its temperature between the temperature of this part of the atmosphere and the carbon potential of the entire atmosphere, a one-to-one correspondence is established. The drawing shows a device that implements the proposed method. The device comprises a gas preheater 1 consisting of a pipe 2 and an heater 3 located on its inner surface. The heater 3 is made, for example, in the form of a spiral. Inside the gas preheater 1, the steel wire 4 and the thermocouple 5 are placed along the axis of the pipe 2. The gas preheater 1 is placed in the space of the thermal furnace 6 in such a way that the axis of the pipe 2 is vertical, and the leads from the heater 3, the steel wire 4 and the thermocouple 5 are outside thermal furnace 6. .- In this case, the leads of thermocouple 5 are connected to the measuring device 7, the leads of the heater 3 are connected to the output of the regulator 8, and the leads of the steel wire 4 to the meter 9 of the carbon content in the wire. The input of the meter 9 is connected to the measuring device 7, and the output is connected to the regulator 8. The method is carried out as follows. After heating the heat-treating furnace, for example, up to 90 ° C, the device is fed into the power supply network and fed into the furnace by a carburizing atmosphere, which also fills the gas preheater 1. At the same time, the atmosphere is supplied to the preheater 1 by means of convective mass transfer, but can be carried out by a separate fan. The controlled carburizing atmosphere, the passage through the preheater 1, acquires its temperature at the end of the passage, and all chemical reactions end in the specified atmosphere (i.e., the atmosphere becomes equilibrium). If the carbon potential of the carburizing atmosphere of the furnace does not exceed the set ECVI {1s (for example, 0.5%), then the signal to the regulator 8 of the meter 9 is not received, the gas is not heated and the value of the carbon potential is determined by the resistance and temperature round the wire 4 by the gauge 9. If the carbon potential of the atmosphere exceeds a predetermined value, the meter 9 outputs a signal to the regulator 8, which supplies the heating current; heater 3. As a result of an increase in temperature by a carbonizing atmosphere 1L51 inside the preheater 1, its carbon potential decreases and is further maintained by the regulator 8 at a predetermined value. The temperature of the gas inside is heated. 1 is measured by a thermocouple 5 and a T1m & 7 device, the readings of which reflect the carbon potential of the atmosphere of the thermal kiln. The decarburization of steel wire to a constant value within the solubility of yrviepoua in austenite by heating the part of the atmosphere surrounding the wire provides a continuous measurement of the carbon potential of the carburizing atmosphere. in a wide range of its high values. At the same time, the heating of the indicated part of the atmosphere makes it possible to eliminate the deposition of soot on the surface of the fibers, which contributes to an increase in the accuracy of measuring the carbon potential. The proposed method can be used in automatic control systems of controlled atmospheres in thermal furnaces, especially in intensive carburization in order to obtain deep cemented layers of surface steel parts working in abrasive media (for example, bushes and fingers of tractor links, drill bits and etc.). Claims A method of measuring carbon loss of a carburizing atmosphere by placing steel wire into it, measuring the resistance of the wire and its early decarburization, characterized in that, in order to ensure the continuity of the measurement of carbon potential and improve the accuracy and measurement, the decarburization proceeds to a value lying within the solubility of carbon in austenite and keep it constant by heating the atmosphere surrounding the wire, and according to the temperature of this atmosphere carbon nt torsional is determined. Sources of information taken into account in the examination 1. Methods of controlling the carbon potential. Translation number C-76383. M., WCP, 1976, p. 19-23.
2.Муниа В. А. Исследование масо. обмена в цементационных печах с целью разработки способа регулировани .углеродного потенциала печной среды. Автореф. дис. на соиск, учен, степени канд. техн. наук. Свердловск, УПИ, 1979, с. 14-17.2. Munia V.A. Study of Maso. exchange in cementing furnaces to develop a method of regulating the carbon potential of the furnace environment. Author. dis. on the competition, the degree of Cand. tech. sciences. Sverdlovsk, UPI, 1979, p. 14-17.