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Brevet d'invention.
Procédé et appareil de mesure du degré de cémentation dans les aciers cémentés.
La présente invention a pour objet un procédé de mesure du degré de cémentation dans les aciers cémentés ainsi qu'un dispo- sitif permettant la mise en oeuvre du procédé. Pour déterminer la dureté des aciers cémentés, c'est-à-dire des aciers au carbone, on recourait jusqu'à présent à des procédés métallographiques qui présentaient toutefois l'inconvénient que la pièce en fabrication qu'il s'agissait d'examiner devait être détruite. La présente invention obvie aux inconvénients des procédés déjà connus pour la détermination du degré de cémentation grâce au fait qu'on place la pièce à examiner dans un champ de lignes de force engen- dré électriquement et qu'on mesure les modifications qui résultent de ce fait, dans ce champ.
On peut avec avantage réaliser la mesure du degré de cémen- tation en mesurant les modifications d'intensité de courant lors
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(18 l'introduction de la. pièce en Cabrication dans le c1laulup des li>16x de force ou en mesurant une tension induite.
L' p'jYta,r81l pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé E:w; t:LellGnar:t "91":1" une organisation pour l'établissement du chaaip de lignes de force et d'un dispositif relié à ce Challp de lignes .:.#. force pour mesurer les modifications du Champ.. La mesure peut r:\I':::;1r lieu au moyen d'un montage à compensa.tion ou rien on peut employer un voltmètre a tube comme instrument de me-
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sure. Une mesure directe est possible également, ms,is elle donne
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.::l2f '{S1.üt.ts Moins précis. Coiîf Or::u?O 11t à l'invention, les s:C211-: E; indicatrices des 1#istruài-xts de mesure sont étalonnées pour :i .-ers degrés 5.e CêC!181lts..tior. ou bien les voleurs pour les degrés :'.2: cémentation différents sont relevées sur une courbe ou un t;:.'Jlef.1.i. fourni é'.-.rE:C l'instrument.
Il y a un #.17nniiz.ie g<,i"ticàlier a ce que le dispositif employé pour er.:Dô,["c"rè:1' le C±1¯3JÍlI- de lignes de force électriques consiste en aixr bobine de self-induction 1 l'intérieur je laquelle est in- tro5xJ.te ls. .iëce en f a,brica,tion qu'on désire examiner. La lon- gueur e <,;tt8 bobine lc,E1.<t correspondre à la plus grande dimen- sion de la pièce a examiner ou n'être qu'une fraction de la lon- gueur de cette dernière et cette bobine peut être dépla.gable peu i.1 peu [.1,.;. cours ie ls. mesure sur la longueur de cette pièce. On peut Einsi vérifier le degré de C:.?ilEaïtc? tion a différents endroits ,;:: lE. I:LCt'..ï:'iè:nt:).211e1:1tYit, on peut diviser la bobine de self- induction en jjlusieurs éléutents distincts.
Pour effectuer la mesure d.u deré de cémentation par la ten- sion induite, 1 on Fu prévu en outre une bobine auxiliaire qu'on ap.. plique en ii;êae tel....ps sur la, pièce à examiner et dans laquelle, suivrnt le degré ce cémentation, une tension différente est en- gendrée par induction.
Le dessin annexé permet de mieux comprendre l'esprit de l'in-
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vention, qui est susceptible encore d'autres modes d'exécution.
Sur ce dessin,
Fig. 1 montre un montage de l'appareil, montage suivant le- quel la mesure a lieu par le procédé de compensation par obser- va.tion de l'intensité de courant.
Fig. 2 représente une partie d'un montage au moyen duquel la mesure du degré de cémentation a, lieu par l'observation d'une tension induite et
Fig. 3 est enfin une forme d'exécution modifiée de la. cons- truction de l'appareil de mesure.
La pièce 1, dont il s'agit de déterminer le degré de cémen- tation est introduite, suivant le mode d'exécution du montage représenté par la Fig. 1; dans une bobine de self-induction 2.
Celle-ci est reliée, par le conducteur 3, à l'enroulement secon- daire d'un transformateur 4- dont l'enroulement primaire est re- lié au réseau. On a désigné par 5 une résistance ohmique reliée au transformateur 4- par le conducteur 6, et à l'extrémité libre de la bobine de self-induction 2 par le conducteur 7. Les élé- ments décrits plus haut constituent le circuit de mesure propre- ment dit. Sur ce circuit servant à la mesure est prélevée une tension alternative qui est redressée par le redresseur de cou- rant 8 et qui se propage plus loin, en passant par le potentiomè- tre 14, en quantité nécessaire pour la compensation. L'instru- ment de mesure est connecté ensuite au circuit à tension de si- gne opposé par le conducteur 15.
L'appareil fonctionne de la façon suivante :
On introduit la pièce à examiner 1 dans la bobine 2. Lors- que le fer est doux, la plus grande résistance au courant alter- natif règne dans la bobine 2. Cela compense la tension la plus forte qui se manifeste dans le circuit de mesure, et il s'ensuit que l'instrument de mesure 10 indique la valeur zéro. Lorsqu'on
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introduit dans le, bobine 2 des pièces 1 plus dures, la résistance eu courant @lternatif dans la bobine devient plus faible, parce qu'il passe moins de lignes de force à travers le fer. Par con- séquent, il passe par le circuit servant à la mesure un courant plus intense qui, enfin, provoque l'indication par l'instrument de Mesure. On peut, de cette façon, déterminer la dureté de ma- tériaux très divers.
Ce même procédé de mesure ne s'applique pas seulement a la détermination des degrés de cémentation mais aussi à la détermination de la teneur en fer d'alliages, etc..
Lorsqu'on se sert du montage suivant la Fig. 2, on procède en introduisant la pièce à examiner l' dans la bobine 2' . Dans la bobine 2' passe, à la façon décrite déjà, du courant alterna.- tif qui engendre par induction, dans une autre bobine 16 montée sur la pièce 1', une tension qui, suivant le degré de cémentation ou la constitution de la pièce l', diffère de valeur et peut être relevée sur un appareil de mesure approprié. Un voltmètre à tu- be peut être employé avec un avantage particulier pour la mesure.
L'appareil de mesure suivant la Fig. 3 est construit sous la forme d'un transformateur dont le noyau en fer présente un entrefer pour l'objet soumis à l'examen et dont l'enroulement primaire est connecté à une source de courant alternatif de ten- sion constante, tandis que la tension engendrée par induction dans son enroulement secondaire sert à mesurer le degré de cémen- tation.
Ce transformateur possède un noyau de fer 17 en forme d'U dontune des branches porte l'enroulement primaire 18 et l'autre l'@nroulement secondaire 19, sur le dessin, le transformateur est représenté pendant un essai ou examen et le grand entrefer entre les deux extrémités des branches du noyau est mis en court- circuit par une pièce de fer 20 à examiner.
La mesure a.vec un tel transformateur repose sur le fait que
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le flux effectif des lignes de force est déterminé pax la, résis- tance magnétique du circuit. Lorsqu'on enlève la pièce à exami- ner 20, de façon qu'il y ait entre les deux pôles un grand entre- fer, la résistance magnétique est très grande.
La dispersion ma- gnétique est considérable, de sorte que la tension engendrée par induction dans la bobine 19 est beaucoup plus faible que lorsqu'on met en court-circuit les deux pôles par une pièce de fer, bonne conductrice du magnétisme, et qu'on réduit de ce fait la disper- sion, Comme la résistance magnétique du noyau du transformateur a été déterminée une fois pour toutes, la tension engendrée dans la bobine secondaire 19 dépend par conséquent, si les conditions ne varient pas pour le primaire, exclusivement des propriétés magnétiques de la pièce 20, de sorte qu'on peut, en ce qui les concerne, prendre directement la tension du secondaire connue me- sure.
Dans le cas présent, comme ces propriétés magnétiques dé- pendent du degré de cémentation de la pièce à examiner 20, la tension dans l'enroulement secondaire constitue donc aussi une mesure directe pour ces valeurs cherchées.
Bien qu'il soit évidemment possible de construire les trans- forma,teurs de façon que les pièces à essayer n'occupent pas tout l'entrefer et qu'ils ne l'occupent que sur une étendue plus ou moins grande suivant leur grandeur, il est plus avantageux que la valeur de l'entrefer soit telle que la pièce à essayer ferme com- plètement le circuit magnétique. Dans ce cas, les différences des propriétés magnétiques jouent, proportionnellement à la, ré- sistance magnétique totale du circuit, un rôle beaucoup plus im- portant que lorsqu'il reste en entrefer qui, par suite de sa, ré- sistance magnétique élevée, constitue sensiblement à lui seul la. résistance totale du circuit magnétique.
Au lieu d'employer du courant alternatif, on peut évidemment employer des pulsations de courant, éventuellement en appliquant
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des procédés balistiques de mesure.
Résumé.
En résumé l'invention concerne :
1. Procédé de mesure du degré de cémentation dans les a- ciers cémentés, caractérisé en ce qu'on place la pièce à examiner dans un champ de lignes de force engendré électriquement et qu'on mesure les Modifications ainsi provoquées.
2. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la mesure du de- gré de cémentation lieu par la mesure de la modification d'in- tensité de courant provoquée par l'introduction de la pièce à exeminer dans le champ de lignes de force.
3. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la mesure du de- gré de cémentation a lieu par la mesure d'une tension engendrée par induction par suite de l'introduction de la pièce à examiner dans le champ de lignes de force.
4. Appareil pour la, mise en oeuvre du procédé selon 1, ca- ractérisé pa.r un dispositif destiné à engendrer un champ de li- gnes ce: force et un dispositif couplé avec lui et destiné à mesu- rer la modification du champ.
5. Appareil selon 4, caractérisé en ce que le dispositif destiné à engendrer un champ de lignes de force est constitué -une bobine de self-induction à l'intérieur de laquelle on introduit la, pièce à examiner.
6. Appareil selon 5, caractérisé en ce que la bobine de self-induction est divisée en plusieurs éléments dans le but de mesurer la dureté sur toute la longueur de la pièce à examiner.
7. Appareil selon 5, caractérisé en ce que la longueur de la bobine de self-induction correspond à la longueur maxima de la pièce à examiner.
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