-
Verfahren zur Regelung der Gasaufkohlung von Stahl und Eisen oder
deren Legierungen Es ist bekannt, aufzukohlende Gegenstände aus Stahl, Eisen oder
deren Legierungen in geschlossene Gefäße einzusetzen, in die ein Aufkohlungsgas
eingeleitet wird, wobei der Übergang des Kohlenstoffes aus dem Gas in das Gut bei
bestimmten Temperaturen, beispielsweise 920°C, je nach dem Kohlenstoffabgabevermögen
des Gases und der Kohlenstoffaufnahmefähigkeit des Gutes mehr oder weniger lebhaft
vor sich geht. Eine wesentliche Voraussetzung für die praktische Anwendbarkeit dieses
Verfahrens ist es, den Aufkohlungsvorgang in einer wirtschaftlich vertretbaren Zeit
durchzuführen.
-
Da die schnellste Kohlenstoffaufnahme im Gut, bei der noch keine Rußabscheidung
stattfindet, dann erreicht wird, wenn das Kohlenstoffabgabevermögen im Gas dem Kohlenstoffaufnahmevermögen
des Gutes gleich ist, ist es erforderlich, den Aufkohlungsvorgang zu überwachen
und zu steuern.
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein solches Verfahren. Zum Verständnis
der Erfindung sei im folgenden kurz auf die Grundlagen der Gasaufkohlung eingegangen.
-
Beim Aufkohlen liegt als Ausgangsmaterial gewöhnlich ein Stahl mit
niedrigem Kohlenstoffgehalt (z. B. 0,16 bis 0,20% C) vor. Der Stahl soll in der
Randzone, d. h. in der Nähe der Oberfläche, auf einen Kohlenstoffgehalt von beispielsweise
0,91/o gebracht werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der Stahl dem Aufkohlungsgas
ausgesetzt und auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher das Eisen in Form der
y -Modifikation vorliegt. Das y-Eisen besitzt ein verhältnismäßig hohes Aufnahmevermögen
für Kohlenstoff, das von der Temperatur abhängig ist. Bei einer Aufkohlungstemperatur
von 920'C
können z. B. von einem unlegierten Kohlenstoffstahl etwa 1,2% Kohlenstoff
aufgenommen werden.
-
Der Aufkohlungsvorgang geht dabei so vor sich, daß Gasmoleküle, wie
z. B. CO oder Kohlenwasserstoffe, auf die Stahloberfläche auftreffen und an dieser
infolge der katalytischen Wirkung des Stahles dissoziieren, wobei das frei werdende
Kohlenstoffatom von der Randzone des Stahles aufgenommen wird und durch Diffusion
in das Innere des Werkstückes vordringt. Der Aufkohlungsvorgang ist somit abhängig
von der Menge des an den Stahl herangebrachten Kohlenstoffes, dem Lösungsvermögen
des Stahles für diesen in der Randzone, den Diffusionseigenschaften und dem ursprünglich
vorhandenen Grundkohlenstoffgehalt des Stahles.
-
Diesen Aufkohlungsvorgang kann man sich in einzelne Teilvorgänge zerlegt
denken. Der erste Vorgang bei einer Aufkohlung ist der Übergang von Kohlen-Stoffatomen
aus dem Gas in die Oberfläche des Stahles. Diese Phase wird in bekannter Weise durch
das chemische Gleichgewicht bestimmt. Als Gleichgewicht sei hier beim Aufkohlungsvorgang
rein thermodynamisch kurz folgender Zustand definiert: Im Falle des Gleichgewichts
zwischen dem Kohlenstoff des Gases und dem des Stahles ist die Anzahl der aus dem
Stahl austretenden Kohlenstoffatome gleich der durch das Gas an den Stahl abgegebenen.
Sucht man den Gleichgewichtszustand mit der höchsten Kohlenstoffkonzentration im
Gas, so wird man diesen über einem Bodenkörper aus reiner Kohle finden. Da aber
eine gesättigte Lösung den gleichen Dampfdruck des bis zur Sättigung aufgenommenen
Körpers aufweist wie der reine gelöste Stoff, muß beim Aufkohlen die höchste Gas-Gleichgewichts-Kohlenstoffkonzentration
einem gesättigten y-Mischkristall entsprechen. Da der Dampfdruck des Kohlenstoffes
abhängig ist von seiner Konzentration in der Lösung (y-Eisen), wird bei geringen
Kohlenstoffgehalten des Stahlmaterials das Gleichgewichts-Gasgemisch ärmer an Kohlenstoff
sein.
-
Die Voraussetzungen für eine Kohlenstoffabgabe aus dem Gas an das
Aufkohlungsgut sind somit gegeben, wenn der Kohlenstoffdampfdruck des Gases größer
als der des Gutes ist. Im umgekehrten Fall findet eine Entkohlung des Gutes statt.
Im ersteren Fall wird an der Oberfläche des Stahles so viel Kohlenstoff gelöst,
bis das Gleichgewicht in dem oben dargelegten Sinne erreicht ist. Durch den Anstieg
der Kohlenstoffkonzentration in der Randschicht des Aufkohlungsgutes entsteht aber
ein Gefälle zwischen der Kohlenstoffkonzentration am Rand und im Inneren des Aufkohlungsgutes,
welches sich durch Diffusion des Kohlenstoffes
von außen nach innen
auszugleichen sucht, wobei die Abwanderung nach innen eine Verringerung der Randkonzentration
mit sich bringt. Damit sind die Voraussetzungen für eine weitere Kohlenstoffaufnahme
in der Randzone geschaffen.
-
Da dieser Vorgang kontinuierlich verläuft, wird sich der Randkohlenstoffgehalt
so einstellen, daß die durch das bestehende Konzentrationsgefälle zum Stahlinnern
abwandernde Kohlenstoffmenge gleich ist der durch das Gas an das Gut abgegebenen.
Bei gleichbleibendem Kohlenstoffabgabevermögen des Gases bedeutet dies, daß der
Randkohlenstoffgehalt stetig steigen muß, um das Konzentrationsgefälle zum Innern
des Aufkohlungsgutes aufrechtzuhalten. Dieses Steigen kann allerdings nur bis zur
Sättigung des y-Eisens an Kohlenstoff erfolgen. Ist in diesem Punkt die aus dem
Gas durch katalytische Vorgänge frei werdende Kohlenstofmenge größer als die in
das Innere abwandernde, so erfolgt weitere Kohlenstoffaufnahme des Gutes durch Zementitbildung.
Die Zementitbildungsgeschwindigkeit ist jedoch wesentlich geringer als die Lösungsgeschwindigkeit
für Kohlenstoff im y-Eisen, so daß nur eine geringe Menge Kohlenstoff durch die
Bildung von Zementit gebunden wird. Ist die frei werdende Kohlenstoffmenge größer
als die Gesamtmenge des durch Lösung im 7-Eisen und durch Bildung von Zementit vom
Gut aufgenommenen Kohlenstoffes, so setzt sich der überschuß in Form von Ruß auf
das Material ab und behindert den weiteren Aufkohlungsvorgang, weshalb Rußabscheidung
unter allen Umständen vermieden werden muß. Zur Rußabscheidung ist noch zu sagen;
daß diese nicht erst nach Erreichen der y-Sättigungsgrenze auftritt, sondern auch
dann eintreten kann, wenn die Spaltungsgeschwindigkeit der Kohlenstoffträger im
Gas größer ist als die Lösungsgeschwindigkeit für Kohlenstoff an der Materialoberfläche,
also das Kohlenstoffabgabevermögen größer als das Kohlenstoffaufnahmevermögen ist.
-
Aus dem vorher Gesagten ergeben sich bereits folgende wesentliche
Momente, die bei einer überwachungseinrichtung für die Gasaufkohlung zu beachten
sind: Nach Möglichkeit ist das Kohlenstoffabgabevermögen des Gases dem Aufnahmevermögen
des Aufkohlungsgutes anzupassen, um einerseits die Rußabscheidung zu verhindern
und andererseits die kürzest mögliche Aufkohlungszeit zu erreichen. Hierbei ist
man jedoch Einschränkungen unterworfen, weil Stähle, welche Karbid bildende Elemente,
wie z. B. Chrom, enthalten, nicht über 0;9% Randkohlenstoffgehalt aufgekohlt werden
-dürfen, da andernfalls Chromkarbide entstehen, deren. Rückbildung sehr schwer möglich
ist. Bei Einsatzstählen, welche diese Karbidbildung nicht zeigen, würde beim langsamen
Abkühlen von der Kohlenstofftemperatur Zementit entstehen, der aus den bekannten
Gründen unerwünscht ist.
-
Diese letztgenannte Forderung bedingt, daß der Randkohlenstoffgehalt
des Gutes bei einem bestimmten Wert (z. B. 0,9 %) konstant gehalten und das Kohlenstoffabgabevermögen
im Gas dem sinkenden Aufnahmevermögen des Gutes angepaßt wird.
-
Eine grundsätzliche Möglichkeit zur Aufkohlung besteht darin, daß
man ein Gasgemisch in den Aufkohlungsraum einleitet, welches in seiner Zusammensetzung
einem Randkohlenstoffgehalt des Gutes von 0,9% entspricht, so daß die Gefahr einer
überkohlung vermieden wird. Ein solches Gas steht z. B. in Form bekannter Trägergase
zur Verfügung. Theoretisch würde dieses Gas den gewünschten Aufkohlungseffekt ergeben,
jedoch ist die Aufkohlungsgeschwindigkeit bei wirtschaftlich noch vertretbaren Gasmengen
so gering, daß dieses Verfahren für die Praxis ausscheidet. Abhilfe ist dadurch
möglich, daß man zu Beginn des Aufkohlungsvorganges dem erwähnten Trägergas Kohlenwasserstoffe
als Kohlenstoffträger zusetzt. Diese Kohlenwasserstoffe, welche den Kohlenstoffgehalt
des Gases über den Gleichgewichtsanteil bei 0,9% C im Stahl erhöhen, spalten sich
beim Auftreffen auf die Oberfläche des Gutes durch katalytische Wirkung des Stahles
auf und geben ihren Kohlenstoff an das Gut ab.
-
Die praktische Aufkohlung wurde bisher meist dadurch vorgenommen,
daß man ein Gasgemisch mit einem bestimmten überschußanteil an Kohlenwasserstoffen
in den Aufkohlungsraum einbringt und auf das Gut bei der geeigneten Temperatur einwirken
läßt. Nach durch Erfahrung festgelegter Zeit wird die Zufuhr der Überschußkohlenwasserstoffe
abgestellt. Dann erfolgt im wesentlichen nur ein Abwandern des Kohlenstoffes vom
Rand des Stahles in das Innere. Das sogenannte Trägergas, welches in dieser »Diffusionsperiode«
mit dem Aufkohlungsgut in Berührung steht, kann in seiner Zusammensetzung auf einen
bestimmten Kohlenstoffgehalt im Material, mit dem es im Gleichgewicht steht, abgestimmt
werden. Dadurch ist es möglich, den gewünschten Randkohlenstoffgehalt genau zu erreichen.
Bei anderen Verfahren, bei denen eine getrennte Zufuhr von überschußkohlenwasserstoffen
zum Trägergas nicht durchgeführt wird, kann man so vorgehen, daß man zu Beginn des
Aufkohlungsvorganges so viel Kohlenwasserstoffe zugibt, daß ein etwas überhöhter
Randkohlenstoffgehalt auftritt, der anschließend durch Abwandern des Kohlenstoffes
in das Materialinnere auf den Sollwert abgebaut wird. Hier ist man jedoch mit Rücksicht
auf die Karbidbildung den vorerwähnten Einschränkungen unterworfen.
-
Bekannt sind Verfahren, die mit einer zeitlichen Steuerung des Kohlenstoffabgabevermögens
arbeiten, bei denen aber die Vorgänge im Gut nicht überwacht werden. Ein ungenügendes
bzw. zu starkes Aufkohlen kann dabei nicht mit Sicherheit vermieden werden. Da bei
einer zeitlichen Steuerung des Kohlenstoffabgabevermögens einerseits die während
des Aufkohlungsvorganges erfolgende Änderung des Kohlenstoffaufnahmevermögens des
Gutes nur grob berücksichtigt werden kann und andererseits das Kohlenstoffabgabevermögen
des Gases so eingestellt werden muß, daß eine Rußabscheidung mit Sicherheit vermieden
wird, kann das Kohlenstoffaufnahmevermögen des Gutes nicht voll ausgenutzt werden,
so daß der Aufkohlungsvorgang bei den bekannten Verfahren langsamer verläuft, als
es theoretisch möglich wäre.
-
Zur Erreichung des schnellstmöglichen Verlaufes der Aufkohlung ohne
Rußabscheidung, entsprechend den zuvor gegebenen Erläuterungen, ist also eine fortlaufende
Anpassung des Kohlenstoffabgabevermögens an das jeweilige, von dem Randkohlenstoffgehalt
des Gutes abhängige Kohlenstoffaufnahmevermögen des Gutes notwendig.
-
Es ist bekannt, daß der elektrische Widerstand von Eisen und Stahl
und deren Legierungen sich mit ihrem jeweiligen Kohlenstoffgehalt ändert. Durch
Ermittlung
der Änderungen des Widerstandes kann daher bei den genannten
Metallen auf die Änderung ihres Kohlenstoffgehaltes geschlossen werden.
-
Um der Tatsache Rechnung zu tragen, daß entsprechende Widerstandsmessungen
an größeren aufzukohlenden Werkstücken praktisch kaum durchführbar sind, kann in
Anlehnung an bekannte Untersuchungen an Versuchsproben die Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes
an einem aus gleichartigem Material wie das Gut bestehenden Prüfkörper von einer
Dicke, die etwa der vorzusehenden Aufkohlungstiefe entspricht, vorgenommen werden.
Wird ein solcher Prüfkörper derselben Temperatur und demselben Aufkohlungsgas ausgesetzt
wie das Gut, so wird sein jeweiliger Aufkohlungszustand demjenigen des Gutes entsprechen.
-
Die Widerstandsänderung des Prüfkörpers steht lediglich zur Gesamtmenge
des aufgenommenen Kohlenstoffes in einem direkten Verhältnis, doch stehen bei bekannter
Stahlart, bekanntem Grundkohlenstoffgehalt und bekannter Gaszusammensetzung die
Randbedingungen, d. h. Randkohlenstoffgehalt und Tiefenverteilung des Kohlenstoffes,
in einem bestimmten Verhältnis zur Gesamtmenge des aufgenommenen Kohlenstoffes.
Somit ist die auf diese Weise gemessene Widerstandsänderung des Prüfkörpers ein
Maß für die jeweils erfolgte Kohlenstoffaufnahme des Gutes und somit für das jeweilige
Kohlenstoffaufnahmevermögen des Gutes.
-
Verfahren zur Überwachung bzw. Kontrolle des Aufkohlungsgases sind
an sich bekannt. Hierzu gehört beispielsweise die Taupunktmessung. Sie beruht auf
der Tatsache, daß bei konstanter Temperatur jedem Wert von C02 im Gasgemisch ein
bestimmter Wasserdampfgehalt zugeordnet ist. Es läßt sich somit die an sich schwierige
Messung des C02 Gehaltes durch Bestimmung des H20-Gehaltes ersetzen, was mit relativ
einfachen Mitteln durchgeführt werden kann. Eine gewisse Schwierigkeit dieses Meßverfahrens
liegt jedoch in der Gasentnahme. Vor allem können aber im Gasgemisch enthaltende
überschußkohlenwasserstoffe hinsichtlich ihres Einflusses auf die Aufkohlung durch
die Taupunktmessung nicht exakt erfaßt werden. Diese Kohlenwasserstoffe sind jedoch,
wie bereits erwähnt wurde, für das Kohlenstoffabgabevermögen des Gases und somit
für die Aufkohlungsgeschwindigkeit maßgebend.
-
Eine Gesamtgasanalyse, die z. B. mit dem bekannten Orsatgerät durchgeführt
werden kann und durch die sämtliche Gaskomponenten erfaßt werden, würde einen besseren
Aufschluß geben. Es ergeben sich aber auch hier durch die während der Gasentnahme
noch möglichen Umwandlungsvorgänge Schwierigkeiten. Außerdem ist das Verfahren kompliziert
und zeitraubend.
-
Die genannte Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes vom Kohlenstoffgehalt
bietet eine vorteilhafte Möglichkeit, die jeweilige Kohlenstoffabgabefähigkeit des
Aufkohlungsgases zu ermitteln, indem man einen Meßkörper aus kohlenstoffaufnahmefähigem
Material verwendet, das so dünn ist, daß sein Kohlenstoffgehalt dem jeweiligen Kohlenstoffabgabevermögen
des Gases bei der betreffenden Temperatur durch Herstellung des eingangs erwähnten
Gleichgewichtszustandes ohne wesentliche Zeitverzögerung folgt.
-
Auf Grund dieser Möglichkeiten soll die überwachung der Gasaufkohlung
von Eisen und Stahl oder deren Legierungen unter Ausnutzung der durch die Aufnahme
vom Kohlenstoff bedingten Änderung des elektrischen Widerstandes dieser Metalle
nach der Erfindung dadurch erreicht werden, daß sowohl der jeweilige Aufkohlungszustand
des Gutes als auch das Aufkohlungsvermögen des Gases gleichzeitig fortlaufend oder
intermittierend ermittelt und aufeinander abgestimmt werden, wobei der Aufkohlungszustand
des Gutes durch Messung der durch die Kohlenstoffaufnahme hervorgerufenen Änderung
des elektrischen Widerstandes eines aus gleichartigem, vorzugsweise gleichem Material
wie das Gut bestehenden Prüfkörpers ermittelt wird, der eine Dicke bzw. Wandstärke
hat, die mindestens etwa der vorgesehenen Aufkohlungstiefe des Gutes entspricht,
und der der gleichen Temperatur sowie der Einwirkung des gleichen Aufkohlungsgases
ausgesetzt ist wie das Gut, und daß das Kohlenstoffabgabevermögen des Gases durch
Messung der durch die Kohlenstoffaufnahme hervorgerufenen Veränderung des elektrischen
Widerstandes eines der gleichen Temperatur und der Einwirkung des gleichen Aufkohlungsgases
wie das Gut ausgesetzten Meßkörpers aus kohlenstoffaufnahmefähigem Material ermittelt
wird, der so dünn ist, daß der Kohlenstoffgehalt in seinem ganzen Querschnitt den
Änderungen des Kohlenstoffabgabevermögens des Gases mit kurzer zeitlicher Verzögerung
folgt.
-
Um eine exakte Abstimmung des Kohlenstoffabgabevermögens des Gases
auf das jeweilige Aufnahmevermögen des Gutes zu erreichen, sollen das Aufkohlungsgut
und das Kohlenstoffabgabevermögen des Gases gleichzeitig überwacht werden.
-
Um den Temperatureinftuß auf die Meßergebnisse auszuschalten, kann
die durch Kohlenstoffaufnahme bedingte Änderung des elektrischen Widerstandes des
Prüfkörpers durch Vergleich des Widerstandes dieses der Einwirkung des Aufkohlungsgases
ausgesetzten Prüfkörpers mit dem Widerstand eines auf gleicher Temperatur befindlichen,
jedoch dem Aufkohlungsgas nicht ausgesetzten zweiten Prüfkörpers mit gleichen Materialeigenschaften
und Abmessungen gemessen werden, beispielsweise durch gleichzeitiges Einschalten
beider Prüfkörper in eine an sich bekannte Widerstandsmeßbrücke.
-
In entsprechender Weise kann auch die Ermittlung der Kohlenstoffaufnahme
des dünnen Meßkörpers vervollständigt werden durch Vergleich des Widerstandes dieses
dem Aufkohlungsgas ausgesetzten Meßkörpers mit dem Widerstand eines gleichen und
auf gleicher Temperatur befindlichen zweiten Meßkörpers, beispielsweise durch Einschalten
der beiden Meßkörper in eine Widerstandsmeßbrücke.
-
Dadurch, daß die Aufkohlungsgeschwindigkeit bzw. die ihr entsprechende
Geschwindigkeit der Widerstandsänderung des Meßkörpers bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren das Maß für das Kohlenstoffabgabevermögen bildet, werden die den bekannten
Verfahren anhaftenden Schwierigkeiten vermieden, und es wird vor allem der Einfluß
der Überschußkohlenwasserstoffe einwandfrei erfaßt.
-
Gemessen kann z. B. die Geschwindigkeit der Widerstandsänderung dadurch
werden, daß ein dünner Draht in den Aufkohlungsraum eingebracht und dann sein Widerstand
gemessen wird. Nach einer bestimmten Zeit wird der Widerstand desselben Drahtes
erneut gemessen, und zwar bevor der Endzustand der Aufkohlung erreicht ist. Der
Anstieg des Drahtwiderstandes ist sodann ein Maß für die in dieser
Zeit
aufgenommene Kohlenstoffmenge und damit für das Aufkohlungsvermögen des Gases.
-
Die Messungen können auch an einem dünnen Draht vorgenommen werden,
der in gleichmäßiger oder intermittierender Bewegung durch .den Aufkohlungsraum
hindurchgezogen wird. Der elektrische Widerstand eines bestimmten Stückes des Drahtes
wird mit an sich bekannten Mitteln zwei- oder mehrmals gemessen, und zwar bevor
der Endzustand der Aufkohlung erreicht ist. Falls der Widerstand des Drahtes je
Längeneinheit im unaufgekohlten Zustand mit genügender Genauigkeit bekannt ist,
kann man sich auch mit jeweils einer Messung begnügen oder den Widerstand des Drahtes
an einer bestimmten Meßstrecke kontinuierlich messen.
-
Um' sicherzustellen, daß der Draht während der zu messenden Aufkohlung
bereits die richtige Aufkohlungstemperatur erreicht hat, wird man ihn zweckmäßigerweise
bereits vor dem Durchlaufen der Meßstrecke, jedoch unter Ausschluß des Aufkohlungsgases,
auf diese Temperatur bringen.
-
Man kann beispielsweise den auf eine Trommel gewickelten Draht in
einer im Aufkohlungsraum befindlichen, mit Luft oder einem neutralen Gas gefüllten
Kapsel unterbringen, aus welcher der Draht durch einen gasdichten Abschluß herausläuft.
Eine solche Vorrichtung kann auch bei der vorher erwähnten absatzweisen Messung
nur zur Erneuerung des Drahtes in der Meßstrecke verwendet werden.
-
Selbstverständlich ist es auch hier angebracht, den Temperatureinfluß
auf die Meßergebnisse auszuschalten, was in derselben Weise geschehen kann, wie
dies für den ein Abbild des "Gutes darstellenden Prüfkörper beschrieben wurde.
-
Die Steuerung des Aufkohlungsvorganges kann bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren von Hand so durchgeführt werden, daß das mittels des dünnen Drahtes ermittelte
Kohlenstoffabgabevermögen des Gases stets .dem mit dem Prüfkörper ermittelten Kohlenstoffaufnahmevermögen
des Gutes angepaßt wird.
-
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann mit Hilfe der beiden
Meßvorrichtungen eine selbsttätige Regelung der Aufkohlung durch eine Regelung des
Kohlenstoffabgabevermögens erreicht werden, bei welcher der Regelungsistwert durch
eine-Messung des Widerstandes oder der Geschwindigkeit der Widerstandsänderung des
dünnen Meßkörpers ermittelt wird und der Regelungssollwert durch Widerstandsmessung
an dem ein Abbild des Gutes darstellenden Prüfkörper gebildet wird.
-
Eine solche Regelung kann beispielsweise in der Weise durchgeführt
werden; daß der jeweilige Meßwert der den Prüfkörper enthaltenden Meßeinrichtung,
beispielsweise die Diagonalspannung einer Meßbrücke, in einem Meßwertwandler so
umgeformt wird, daß dessen Ausgangsgröße dem jeweilig erforderlichen Kohlenstoffabgabevermögen
des Gases entspricht.
-
Diese Ausgangsgröße kann dann als Sollwert einer das Kohlenstoffabgabevermögen
ändernden Regeleinrichtung zugeführt werden, deren Istwert durch die Meßergebnisse
.der- den dünnen Draht enthaltenden Meßeinrichtung geliefert wird. Die Steuerung
des Kohlenstoffabgabevermögens kann dabei durch Änderung des Zuflusses von Kohlenwasserstoffen
und/ oder durch Änderung des Zuflusses von CO bzw. C02 erfolgen. Gegebenenfalls
kann auch eine Beeinflussung der Aufkohlungstemperatur .in an sich bekannter Weise
erfolgen.
-
Um möglichst exakte Messungen des jeweiligen Kohlenstoffaufnahmevermögens
des Gutes zu erhalten, empfiehlt es sich, die Abmessungen des Prüfkörpers so zu
wählen, daß seine Aufkohlung von der" dem Gas ausgesetzten Oberfläche aus etwa mit
einer der vorgesehenen Aufkohlung des Gutes entsprechenden Tiefe möglich ist.
-
Der Prüfkörper kann beispielsweise die Gestalt eines Rohres haben.
Ist dabei sowohl die innere als auch die äußere Oberfläche dem Aufkohlungsgas ausgesetzt,
so sollte die Wandstärke etwa der doppelten Aufkohlungstiefe entsprechen. Bei Wahl
eines Stabes als Prüfkörper gilt dies sinngemäß für die Dicke des Stabes. Man kann
auch die Innenfläche eines rohrförmigen Prüfkörpers durch einen geeigneten Überzug
gegen die Einwirkung des Aufkohlungsgases abdecken. In diesem Fall sollte die Wandstärke
des Rohres nur etwa der einfachen der Aufkohlungstiefe entsprechen.
-
Die Meßgenauigkeit kann noch weiter erhöht werden, wenn gemäß einer
weiteren Ausbildung der Erfindung die Widerstandsmessung an dem ein Abbild des Gutes
darstellenden Prüfkörper mit Wechselströmen mit so hoher Frequenz duchgeführt wird,
daß der Meßstrom im wesentlichen in der aufgekohlten Zone des Prüfkörpers bzw. Teilen
dieser Zone verläuft.
-
Die Meß- bzw. Prüfkörper werden im allgemeinen direkt im Aufkohlungsraum
angeordnet. Erforderlichenfalls können diese Körper aber auch in einem besonderen
Raum untergebracht werden, wenn dafür gesorgt ist, daß sie dort der gleichen Temperatur
und der Einwirkung des gleichen Aufkohlungsgases ausgesetzt sind wie das Gut.