Файл: Физические основы электротермического упрочнения стали..pdf

531.Гриднев В. Н., Черненко Н. Ф.— В кн.: Стальные канаты, 3. «Техшка», К., 1966.

к исследованию материалов. ОНТИ, М., 1936, 193, 227.

534.Захарова М. И., Конобеевский С. Т.— В кн.: Рентгенография в применении

кисследованию материалов. ОНТИ, М., 1936, 278.

535.Захарова М. И.— В кн.: Рентгенография в применении к исследованию материалов. ОНТИ, М., 1936, 283.

536.Захарова М. И.— ЖТФ, 1935, 5, 1158.

537.Gayler М. L . — J. Inst. Met., 1946, 72, 8.

551.Родигин И. М.— Труды ИФМ УФАН УССР, 1951, 13, 3.

552.Гриднев В. Н., Мешков Ю. Я-, Трефилов В. И.— В кн.: Вопросы физики металлов и металловедения, 16. Изд-во АН УССР, К., 1962, 136.

554.Финкельштейн В. Е., Старунов Н. Т.— Приборы и техника эксперимента, 1960, 3, 122.

555.Мешков Ю. Я-, Рафаловский В. А., Черненко Н. Ф.— В кн.: Скоростная не­ прерывная электротермическая обработка проволоки. «Черметинформация», М., 1966, сер. 9, 7, 16.

556.Золотухина Н. С, Рафаловский В. А., Черненко Н. Ф.— В кн.: Стальные канаты, 4. «Технша», К., 1967.

557.Никоненко Д. И., Рафаловский В. А., Черненко Н. Ф.— В кн.: Электротер­ мия, 82. Изд. ВНИИЭМ, М., 1969.

558.Гриднев В. Н., Мешков Ю. Я-, Никоненко Д. И., Черненко Н. Ф.— В кн.: Стальные канаты, 8. «Технша», К., 1971, 373.

значительный экспериментальный материал свидетельствует о том, что наиболее приемлемым методом регистрации температуры явля­ ется измерение термо-э. д. с , развиваемой термопарами, приварен­ ными непосредственно к поверхности образца. Методика выбора термопары, ее размеров и геометрии приварки к поверхности образ­ ца проанализирована В. Т. Черепиным [3]. Наилучшим способом крепления термопары к образцу является приварка ее при помощи электроискрового карандаша или точечной сварки под слоем дис­ тиллированной воды при раздельном креплении электродов к по­ верхности. Слой жидкости служит достаточно эффективной защитой от окисления при нагреве образца и термопары и используется как средство охлаждения образца в месте приварки, во избежание иска­ жения структуры при исследовании исходных неравновесных струк­ турных состояний. Горячий спай является как бы частью образца, что позволяет регистрировать его температуру без систематической погрешности при скоростях до 1500—2000 град!сек. Расположе­ ние точек приварки термопары в одной плоскости перпендикулярно оси образца при контактном электронагреве должно свести к мини­ муму появление помех за счет нагревающего тока. При смещении электродов термопары между точками приварки происходит некото­ рое снижение напряжения, вследствие которого на кривую э. д. с. термопары накладывается синусоидальная составляющая. При на­ греве образца переменным током это приводит к размытию термиче­ ской кривой с амплитудой переменной составляющей. Такое искаже­ ние температурной кривой затрудняет ее расшифровку, так как сма­ зывает характерные точки и остановки.

Из всех предлагаемых в литературе способов устранения подоб­ ного искажения термической кривой наилучшим оказалось увели­ чение частоты нагревающего тока до величины, превышающей соб­ ственную частоту шлейфа-вибратора (600 гц), при этом в процессе нагрева образца не сказывался скин-эффект. Оценка показывает, что оптимальными являются частоты от 1 до 2 кгц [3]. Другие методы (увеличение вязкости масла шлейфа, применение емкостных фильт­ ров) приводят к увеличению инерционности регистрирующей систе­ мы. Запись температуры наиболее целесообразно проводить при помо­ щи магнитоэлектрических шлейфов высокой чувствительности, рабо­ чий интервал частот которых составляет 1 —600 гц. Поскольку отклонения шлейфа пропорциональны силе тока, необходимо компен­ сировать угар термопары в процессе работы, поддерживая сопротив­ ление регистрирующей цепи шлейф —термопара постоянным [3].

При скорости нагрева 1500—2000 град/сек начинает проявляться инерционность регистрирующей системы, что приводит к система­ тическому занижению измеряемой температуры по сравнению с фактически достигнутой [6]. Источником такой погрешности явля­ ется тепловая инерция термопары, а интеграл скоростей появления этого вида погрешности зависит от диаметра и способа приварки электродов термопары. Пределы применимости того или иного спо­ соба крепления термопары различных диаметров к образцу могут

материалов в качестве репера можно использовать точку Кюри, позволяющую корректировать систематическую ошибку, вносимую при измерении инерционностью регистрирующей системы.

Исследование смещения точки Кюри чистого железа и темпера­ тур плавления алюминия и меди в интервале скоростей нагрева 100—10 ООО град/сек [6] при помощи различных способов присоеди­ нения термопары к образцу позволило оценить влияние типа тепло­ вого контакта на инерционные искажения показаний термопары. Измеренные по осциллограммам температуры плавления меди и алю­ миния, а также точки Кюри железа и никеля заметно снижаются при скорости нагрева выше 2000 град/сек, причем точки Кюри снижа­ ются в значительно меньшей степени, чем температуры плавления, что свидетельствует о меньшей инерционности способа измерения температур при помощи приварки термопары к поверхности образца по сравнению с запрессовкой ее в металл. Регистрацию темпера­ туры с помощью термопар при скоростях нагрева выше 2000— 3000 град/сек нельзя считать надежной, так как она требует внесе­ ния поправок на инерционность. Скорости, при которых начинают проявляться эффекты температурных искажений, условно можно назвать сверхбыстрыми, в отличие от больших скоростей нагрева, когда измерение температуры при помощи термопары дает удовле­ творительные результаты.

Следует остановиться еще на одной особенности использования термического анализа для регистрации фазовых превращений при скоростном нагреве, происходящих с определенным тепловым эф­ фектом, например при исследовании эндотермической реакции пре­ вращения перлита в аустенит. Речь идет о так называемом вырожде­ нии термической кривой при быстром нагреве, анализ которого проведен А. П. Гуляевым и В. М. Залкиным на примере углероди­ стой стали эвтектоидного состава [7]. При идеальном обеспечении эндотермической реакции превращения тепловой энергией, гене­ рируемой непосредственно в образце при электроконтактном нагре­ ве, превращение протекает в изотермических условиях. На терми­ ческой кривой это проявляется в виде площадки, начало и конец которой соответствуют началу и концу превращения. Первые пор­ ции новой фазы зарождаются в условиях, когда тепловая энергия превышает энергию, необходимую для эндотермического процесса, протекающего в небольшом количестве новой фазы. С увеличением скорости фазового превращения, а следовательно и количества пре­ вратившегося вещества, для реакции превращения уже недостаточно той тепловой энергии, которая генерируется в образце, в результате происходит снижение температуры в процессе превращения. За­ вершается превращение при избытке тепловой энергии. С повыше­ нием скорости нагрева, т. е. в условиях реализации превращения при избытке тепла, происходит смещение по температурной шкале той стадии превращения, которая протекает в условиях изотерми-