SU985144A1 - Method of measuring carbon potential of carburisation atmosphere - Google Patents

Method of measuring carbon potential of carburisation atmosphere Download PDF

Info

Publication number
SU985144A1
SU985144A1 SU813254759A SU3254759A SU985144A1 SU 985144 A1 SU985144 A1 SU 985144A1 SU 813254759 A SU813254759 A SU 813254759A SU 3254759 A SU3254759 A SU 3254759A SU 985144 A1 SU985144 A1 SU 985144A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
carbon
atmosphere
wire
carbon potential
potential
Prior art date
Application number
SU813254759A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Владимирович Пожарский
Борис Владимирович Радзиевский
Сергей Тимофеевич Клышников
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6205
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Р-6205 filed Critical Предприятие П/Я Р-6205
Priority to SU813254759A priority Critical patent/SU985144A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU985144A1 publication Critical patent/SU985144A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20Carburising

Description

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО ПОТЕНПИАЛА НАУГЛЕРОЖИВАЮЩЕЙ АТМОСФЕРЫ(54) METHOD OF MEASURING THE CARBON NUCLEAR ATMOSPHERE POTENPIAL

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.
SU813254759A 1981-03-04 1981-03-04 Method of measuring carbon potential of carburisation atmosphere SU985144A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813254759A SU985144A1 (en) 1981-03-04 1981-03-04 Method of measuring carbon potential of carburisation atmosphere

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813254759A SU985144A1 (en) 1981-03-04 1981-03-04 Method of measuring carbon potential of carburisation atmosphere

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU985144A1 true SU985144A1 (en) 1982-12-30

Family

ID=20945523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813254759A SU985144A1 (en) 1981-03-04 1981-03-04 Method of measuring carbon potential of carburisation atmosphere

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU985144A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4591132A (en) * 1984-03-29 1986-05-27 Wuenning Joachim Apparatus for controlling the gas carburization of steel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4591132A (en) * 1984-03-29 1986-05-27 Wuenning Joachim Apparatus for controlling the gas carburization of steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5385337A (en) Control system for a soft vacuum furnace
US4591132A (en) Apparatus for controlling the gas carburization of steel
SU985144A1 (en) Method of measuring carbon potential of carburisation atmosphere
CA1176547A (en) Process for carburizing steel
JPH05196365A (en) Heat treatment furnace device
EP0859067B1 (en) Method and apparatus for controlling the atmosphere in a heat treatment furnace
EP1264914B1 (en) A carburising method and an apparatus therefor
US2980415A (en) Apparatus for controlling case hardening action
JP3721536B2 (en) Carburizing method for narrow and deep holes
Kaspersma et al. A model for carbon transfer in gas-phase carburization of steel
Rowan et al. Gas Carburizing
JPS5743989A (en) Carburizing preventing method for heat resistant steel
JP2543512B2 (en) Control method of heat treatment atmosphere
US5190600A (en) Method of monitoring a heat treatment with carbon penetration
RU2342635C2 (en) Method and device for measurement of component amount coming from gas atmosphere during thermochemical treatment of metal parts
Sauermann et al. High‐Stability Control of Multizone Furnaces using Optical Fibre Thermometers
WO2023104344A1 (en) Method and device for controlling carbon potential of an atmosphere
NO832394L (en) METHOD AND APPARATUS FOR SET-HEARING AND WASHING-NEUTRAL GLOWING OF METALLIC WORKPIECES
Lima et al. Wire decarburization during spheroidizing treatment
JPH0717942B2 (en) Atmosphere control method in continuous annealing furnace
Kudrina et al. Temperature distribution in a 130-ton converter lining of tarred brick during fast firing with coke in an oxygen jet
GB937120A (en) Method for analyzing samples of soil by heating
Si et al. Carbon Transfer Characteristics and Its Application on Gas Carburizing
RU2069707C1 (en) Method of pieces thermal treatment control
SU1315487A1 (en) Method for cyclic heat treatment of medium-carbon and low-alloy steels