用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种热处理装置，具体是指一种用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置，属于物理试验热处理装备的技术领域。

背景技术：

晶粒度是表征金属晶粒大小尺寸的一种度量。而金属材料晶粒的大小，对其加工性能、机械性能、物理性能、耐热耐腐蚀性能都有影响。因此，在金属性能分析中，晶粒度（也就是晶粒尺寸）的估算显得十分重要。其中，检测奥氏体晶粒度是指将钢材料在奥氏体化温度上保温一段时间后测得的晶粒度，是表征了某种钢晶粒长大的趋势，晶粒长大倾向对制定热处理工艺很重要。

对于碳含量（质量分数）≤0.25%的碳素钢和合金钢，国家标准GB/T6394中规定使用渗碳法对试样进行热处理从而形成奥氏体晶粒。标准中规定，通过渗碳法将试样放置在规定的温度及时间内进行热处理，使得试样表面形成过共析层组织，并获得1mm以上的渗碳层。

在工业上，采用渗碳法进行热处理一般是使用可控气氛和稳定碳势的专业渗碳炉，或是通过将试样埋入固体渗碳剂（由木炭加促进剂组成）的固体渗碳热处理方式进行。但是在检验过程中，由于实验室一般不会配备专业渗碳炉类型的热处理设备，而只有普通箱式热处理电阻炉可供使用，且此等方式的运行价格也非常昂贵。另外，如果采用固体渗碳方式将易于造成渗碳的不均匀，使得试样局部无碳或贫碳，甚至脱碳。

基于上述，为了提高检验效率、降低检验成本，目前亟需提出一种热处理装置及其使用方法，无需采用专业的渗碳热处理炉，能够在常规的箱式电阻炉中实现奥氏体晶粒度渗碳法的试验。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置，能够在常规的箱式电阻炉中实现奥氏体晶粒度渗碳法的试验，可降低试验成本，提高试验效率；且试样样品的渗碳热处理质量良好，渗碳层均匀，满足渗碳法的奥氏体晶粒度的检验要求。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置，可在试样样品的表面形成渗碳层，包含：罐体；固体渗碳剂，设置在罐体的内部；透气隔板，固定设置在罐体的内侧壁上，且位于固体渗碳剂的上方，用于摆放多个彼此不接触的试样样品；密封盖，覆盖设置在罐体的顶端，对罐体进行密封；其中，所述的固体渗碳剂包含：渗碳催化剂，铺设在罐体的底部；活性炭，铺设在渗碳催化剂的上方，且位于透气隔板的下方。

所述的固体渗碳剂由30%～40%的渗碳催化剂，以及60%～70%的活性炭组成；且渗碳催化剂采用Na₂CO₃和/或BaCO₃，使得渗碳层深度达到1mm以上。

所述的透气隔板上均匀开设有多个大小形状一致的透气孔。

所述的密封盖的外圈设置有环状凸台，该环状凸台围绕设置在罐体的侧壁顶部位置，在室温状态下与罐体的侧壁之间为间隙配合。

所述的罐体和密封盖均采用镍铁铬高温材料制成，在高温状态下，该罐体的侧壁与密封盖的环状凸台之间为过盈配合。

本实用新型所提供的用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置，能够在常规的箱式电阻炉中实现奥氏体晶粒度渗碳法的试验，能够降低试验成本，提高试验效率；且利用本实用新型处理的奥氏体晶粒度试样样品的渗碳热处理质量良好，渗碳层均匀，可以在表面获得过共析层组织，不会造成试样样品局部无碳、贫碳及脱碳的现象，且渗碳层深度达到1mm以上，完全满足渗碳法的奥氏体晶粒度的检验要求。

附图说明

图1为本实用新型中的用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置的剖面示意图；

图2为本实用新型中的透气隔板的俯视示意图。

具体实施方式

以下结合图1～图2，详细说明本实用新型的一个优选实施例。

如图1所示，为本实用新型提供的用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置，可在试样样品5的表面形成渗碳层，包含：罐体1；固体渗碳剂，设置在罐体1的内部；透气隔板4，固定设置在罐体1的内侧壁上，且位于固体渗碳剂的上方，用于摆放多个试样样品5；密封盖6，覆盖设置在罐体1的顶端，对罐体1进行密封；其中，所述的固体渗碳剂包含：渗碳催化剂2，铺设在罐体1的底部；活性炭3，铺设在渗碳催化剂2的上方，且位于透气隔板4的下方。

如图2所示，所述的透气隔板4上均匀开设有多个大小形状一致的透气孔41。本实施例中，透气隔板4上的每个透气孔41的形状均为六角形，且两两相邻的透气孔41之间的间隔均相等。当然，在其他优选的实施例中，该透气孔41的形状并不局限于此，其也能够为圆形，或椭圆形，或正方形等其他各种形状。

所述的密封盖6的外圈设置有环状凸台61，该环状凸台61围绕设置在罐体1的侧壁顶部位置，在室温状态下与罐体1的侧壁之间为间隙配合，以便于拆卸装配。

所述的罐体1和密封盖6均采用镍铁铬高温材料制成，利用镍铁铬高温材料具有热膨胀系数高的特点，在高温状态下，该罐体1的侧壁与密封盖6的环状凸台61之间将由间隙配合变为过盈配合，从而实现相对的密封效果。

所述的摆放在透气隔板4上的各个试样样品5彼此之间相互不可接触，否则将影响奥氏体晶粒度渗碳法的试验结果的准确性。

所述的固体渗碳剂由30%～40%的渗碳催化剂2，以及60%～70%的活性炭3组成；且渗碳催化剂2采用Na₂CO₃和/或BaCO₃，使得渗碳层深度达到1mm以上。

在本实用新型的多个优选实施例中，固体渗碳剂可由30%的BaCO₃和70%的活性炭组成，使得渗碳层深度达到1.15mm。或者，固体渗碳剂可由40%的BaCO₃和60%的活性炭组成，使得渗碳层深度达到1.58mm。或者，固体渗碳剂可由30%的Na₂CO₃和70%的活性炭组成，使得渗碳层深度达到1.65mm。或者，固体渗碳剂可由40%的Na₂CO₃和60%的活性炭组成，使得渗碳层深度达到2.05mm。或者，固体渗碳剂可由20%的BaCO₃、20%的Na₂CO₃和60%的活性炭组成，使得渗碳层深度达到2.01mm。

本实用新型所提供的用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置，其具体使用方法包含以下步骤：

S1、如图1所示，将固体渗碳剂中的渗碳催化剂2铺设在罐体1的底部；将固体渗碳剂中的活性炭3铺设在渗碳催化剂2的上方，且位于透气隔板4的下方；将多个试样样品5彼此不接触的摆放在透气隔板4上；将密封盖6覆盖设置在罐体1的顶端进行密封；

S2、将用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置放入常规的箱式电阻炉内；在高温状态时，位于罐体1底层的渗碳催化剂2分解出的CO₂与位于其上方的活性炭3发生反应，合成CO并通过透气隔板4在试样样品5周围形成稳定的碳势气氛，模拟气氛渗碳的方式，在试样样品5的表面形成渗碳层，完成奥氏体晶粒度的渗碳法试验。

所述的S1中，密封盖6的外圈设置有环状凸台61，该环状凸台61围绕设置在罐体1的侧壁顶部位置，在室温状态下与罐体1的侧壁之间为间隙配合，便于拆卸装配。

所述的罐体1和密封盖6均采用镍铁铬高温材料制成；所述的S2中，在高温状态下，罐体1的侧壁与密封盖6的环状凸台61之间为过盈配合，用以实现相对的密封效果。

基于上述，本实用新型所提供的用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置，通过将不同的固体渗碳剂（渗碳催化剂和活性炭）按照一定的比例和摆放位置，铺设在试样样品下方，在相对密封的罐体空间中，在高温下产生活性的碳原子，即稳定的碳势气氛，模拟气氛渗碳的方式，完成试样样品的奥氏体晶粒度的渗碳法试验。并且，利用镍铁铬高温材料的热膨胀系数高的特点，使得罐体和密封盖在高温状态下为过盈配合，从而达到相对的密封效果；而在室温状态下恢复间隙配合，容易拆卸装配。

因此，本实用新型所提供的用于奥氏体晶粒度渗碳法试验的热处理装置，能够在常规的箱式电阻炉中实现奥氏体晶粒度渗碳法的试验，能够降低试验成本，提高试验效率；利用本实用新型处理的奥氏体晶粒度试样样品的渗碳热处理质量良好，渗碳层均匀，可以在表面获得过共析层组织，不会造成试样样品局部无碳、贫碳及脱碳的现象，且渗碳层深度达到1mm以上，完全满足渗碳法的奥氏体晶粒度的检验要求。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。