[其他]一种测量固相转变电阻率设备

说明书

本发明属于材料学热处理相变物理检测设备。

在已有技术中，研究奥氏体转变通常应用磁学方法，电阻率法比磁学法能更准确地测量出转变的开始及结束，因此，测量固相转变电阻率设备对测定实际生产中需要的连续冷却动力学曲线十分有益。安培计——伏特计方法（P·M洛申勃洛姆工厂实验室（苏）XV1、9、1935）一直沿用来研究奥氏体等温分解过程中电阻率的变化，试样与导线的接触电阻影响这种方法测量精度。1973年罗马尼亚斯忒芬内斯库（D.M.Stefanescu）用一个敞口砂芯，放在固定的垂直轭樑周围，浇入铁水后，成为一个重量可变的次级短路线圈，用电流表记录次级短路线圈凝固过程中引起电流的变化，可以区分出球铁与灰铁，这个方法可以避免接触电阻对测量的影响，但不能测量出固相转变电阻率的变化。

本发明的目的是采用一种测量固相转变电阻率的设备，以测量固相转变过程中电阻率的变化，确定奥氏体连续冷却转变的起点和终点，获得与实际连续冷却过程动力学曲线接近的电阻率变率变化曲线，以便制定发展新的热处理工艺，分析研究各种钢材在不同热处理后的组织和性能，合理选材。

本发明的构成和构思如下，装置由变压器式传感器和测量电路测温元件，电子电位差计，微处理机所组成，待测试样为圆环形试样，与可动铁芯构成变压器式传感器的次级短路线圈，初级线圈绕在变压器式传感器的固定铁芯上，它由原线圈、补偿线圈，及电容所组成，以取消激磁无功分量，提高测量灵敏度，由测量电路内的专用电源向初级线圈供电，在测试时必须使可动铁芯与固定铁芯成固定的紧合状态，当传感器工作在B－H曲线线性部份时，初级线圈的工作电压不变，次级圆环形短路试样中电阻率的变化可以由初级线圈中电流的变化反映出来，将这种变化可记录在记录仪或计算机内，称为I（电流）——τ（时间）曲线。

测量电路除了向传感器提供交流工作电源，并对传感器初级绕组中的电流进行测量，将其转变为直流信号，并只取出相变增量输入记录仪或计算机绘制成I－τ曲线。

为使待测圆环形试样获得高温奥氏体，根据需要可采用浇注法或加热法，采用浇注法时在可动铁芯放置可以定量铁水的圆环形闭合砂芯，待测材料凝固后即进入高温奥氏体状态，当采用加热法时，在可动铁芯放置圆环形中孔加热炉用以将圆环形试样加热至奥氏体温度，圆环形中孔加热炉，上、下盖及内外壁必须用不导电的耐火材料构成，以便炉子断电测量时，除环形试样外，其它部件不产生电流迥路，可动铁芯在放置砂芯圆环形中孔加热炉时可以拉开。

根据奥氏体及其转变产物有不同电阻率及圆环形试样电阻率与其转变量成比例的原理，在连续冷却相变过程中圆环形试样电阻率的变化，由连结在初级线圈的测量电路自动测量出I－τ曲线，理论及实验表明磁性对I－τ曲线的影响可以忽略。

使圆环形试样沿圆周方向温度场均匀，由同时测得的圆环形I－τ曲线及T（温度）－τ（时间）曲线可以确定奥氏体及其转变产物的电阻温度系数，并可估计温度对测得I－τ曲线的影响。

本发明的优点和效果是能较精确的测定浇注合金及固态合金高温奥氏体连续冷却转变过程中电阻率变化曲线，这个曲线与连续冷却动力学曲线近似，测量高温奥氏体及转变产物的电阻温度系数，设备简单。

图面说明，

附图1是变压器式传感器示意图。

附图2是测量电路方框图。

附图3是测得的固相转变的I－τ曲线。

下面是本发明的一个实施例的具体描述。

如图1所示的变压器式传感器由可动铁芯〔2〕，固态圆环形试样〔5〕（次级短路线圈），固定铁芯〔4〕，及初级线圈〔3〕所组成，本实施例为采用浇注法获得高温奥氏体，因此，在可动铁芯放置一个可以定量铁水的圆环形闭合砂芯〔1〕，砂芯〔1〕浇注铁水凝固结束后形成高温奥氏体固态圆形试样〔5〕，初级线圈〔3〕由原线圈，补偿线圈及电容所组成，以取消激磁无功分量，放置或取出砂芯时可动达铁〔2〕可以移开，测试时可动铁芯〔2〕与固定铁芯〔4〕成恒定的紧固状态。

如图2虚线框内所示的测量电路由稳压电源，直流稳压电源，选频放大器，整流电路及直流信号处理等部份组成，测量电路可以调节放大倍率，并取出凝固结束之后电阻率变化增量输入记录仪。

如图3所示为一种灰铸铁固相转变的I－τ曲线，横座标为时间τ。纵座标为电流I，对应A、B两点之间的0％及100％为转变过程中电阻率变化百分数，圆环形试样〔5〕沿园周温度均匀。其周长截面积不变，实测的I－τ曲线为该试样〔5〕连续冷却过程中电阻率变化曲线，包括相变及温度下降二部份组成，I－τ曲线中A点之前为高温奥氏体，B点之后为相变产物，AB段为相变过程，由高温奥氏体及相变产物的电阻温度系数可估计出在AB段内温度对I－τ曲线的影响小于10％，由此可得该断面另件连续冷却过程中相变电阻变化，从而估计出连续冷却动力学曲线，如果用微处理机记录及处理I－τ，T－τ曲线则可为热处理工艺的制定及选材提供更为有力的手段。