Extras din curs

In afara mediilor de calire cele mai uzuale, cum sunt apa si uleiul obisnuit pentru tratamente termice, se folosesc in anumite cazuri si alte medii de racire la calire care pot sa asigure fie o racire mai rapida decat in apa, fie o racire mai rapida decat in ulei, fie o viteza de racire intermediara intre aceea a apei si a uleiului conventional de calire. Numarul mare al mediilor de calire folosite face necesara gasirea unor metode pentru determinarea capacitatii lor de racire. Datele obtinute cu ajutorul acestor metode permit o comparare a mediilor de racire cercetate. In general ele nu se exprima in grade/s, deoarece o astfel de valoare este valabila numai pentru o singura dimensiune a epruvetei (daca ne referim la viteza de racire in centrul ei).

Metodele cunoscute pentru compararea capacitatii de racire a mediilor de calire se clasifica dupa parametrul care se ia drept criteriu de caracterizare a mediului in urmatoarele grupe:

1 - masurarea variatiei in timp a temperaturii unei epruvete la racirea in mediul cercetat;

2 - masurarea cresterii temperaturii in mediul cercetat, dupa aportul unor cantitati de caldura;

3 - masurarea cantitatii de caldura necesara atingerii unei anumite temperaturi superficiale a unei epruvete imersate in mediul de racire, [2; 55 60; 76]

4 – Calcularea intensitatii de racire H=αglobal/2x

5,1. Determinarea comparativa a capacitatii de racire a mediilor de calire lichide

Metodele incadrate in aceasta grupa se bazeaza pe masurarea directa

sau indirecta a variatiei temperaturii functie de timp a unei epruvete racite in

mediul de cercetare.

Dintre metodele de masurare directa a variatiei temperaturii, cele mai

cunoscute sunt:

1 - metodele care folosesc o epruveta prevazuta cu termocuplu;

2 - metoda magnetica.

5.1.1. Metode care folosesc o epruveta prevazuta cu termocuplu

Aceste metode sunt bazate pe incalzirea unei epruvete si racirea ei in mediul de racire cercetat. Epruveta este prevazuta cu un termocuplu de contact la un aparat de masurat (eventual si de inregistrat) forta termoelectromotoare.

Deosebirile dintre aceste metode sunt in general determinate de forma epruvetelor si de materialul din care sunt confectionate.

Materialele cele mai utilizate pentru confectionarea epruvetelor sunt argintul si otelul.

Argintul, datorita conductivitatii sale termice ridicate, va reproduce in centru conditiile de racire ale suprafetei, respectiv cele ale stratului marginal, in raport cu marimea epruvetei.

Epruvetele din otel vor reproduce in general conditiile de racire numai din miezul pieselor cu dimensiuni comparabile.

Utilizarea in acest scop a otelului austenitic refractar are fata de otelul perlitic urmatoarele avantaje:

- temperatura de calire in cazul otelului austenitic poate fi luata si deasupra punctului AC1, deoarece nu sunt posibile confuziile datorita caldurii de transformare;

- incalzirea poate fa facuta in atmosfera oxidanta;

- masurarea temperaturii se poate face fie cu un milivoltmetru obisnuit, fie cu inregistratoare de temperatura cu actiune rapida.

Dintre metodele de masurare directa a variatiei temperaturii epruvetei in funcfie de timp, cele mai cunoscute sunt:

A. Metoda cu epruveta cilindrica din argint

B. Metoda cu sfera de argint

Aceasta metoda consta in masurarea variatiei temperaturii in functie de timp, cu ajutorul unui termocuplu plasat in centrul unei bile de argint cu diametrul de 20 mm incalzita in prealabil la 800°C si imersata brusc in lichidul de calire cercetat.

Suprafata bilei de argint trebuie sa fie polizata fin si neoxidata. Adancimea de scufundare este fixata la 10 mm, 60 mm sau 120 mm sub suprafata lichidului, al carui volum poate varia de exemplu intre 10 si 600 dm3 . Lichidul poate fi in repaus sau intr-o miscare relativa de 10;20;25 cm/s in raport cu epruveta.

De asemenea, temperatura sa este variabila: 20; 40; 60; 80°C.

Se alege argintul datorita marii sale conductivitati termice, precum si

pentru faptul ca este neoxidabil la temperatura de incercare (800°C). Se

prefera forma sferica a epruvetei deoarece toate punctele sunt la egala

distanta de centru, locul de fixare a termocuplului. Acesta este format din

insasi bila de argint si dintr-un fir de Alumel (94% Ni, 3% Mn, 2% Ai, 1%

Si) cu diametrul de 0,5 mm, [3; 33; 55; 60].

Aparatura de inregistrare a fenomenului studiat - respectiv a vitezei de racire - trebuie sa fie suficient de sensibila pentru a raspunde exigentelor.

Ea trebuie sa poata inregistra simultan timpul, temperatura cuptorului, temperatura si viteza lichidului de racire, etc.

In fig. 5.1. este prezentata curba de racire a unei sfere de argint cu diametrul de 20 mm calita in apa la 40°C. Curba cu linie continue, este curba trasata prin derivarea din cea trasata de aparatul de masurare inregistrare (cu linie intrerupta). [3].