熱膨脹系數試驗方法

本方法適用于測定各種耐熱鑄鐵在高溫空氣介質內的熱膨脹系數。

F.1  熱膨脹系數定義

平均線膨脹系數mean expansion coefficient：

室溫至試驗溫度間溫度每升高1℃試樣長度的相對變化率，單位10^-6/℃。

F.2  熱膨脹系數檢測設備原理

通過將被測材料放在加熱爐體內，隨著溫度升高，材料受熱膨脹后，膨脹量通過頂桿將膨脹量傳遞到位移傳感器上。系統將溫度信號和變化的位移信號通過數據采集和處理分別實時地傳到PC機中，電腦按熱膨脹系數公式計算材料的熱膨脹系數。試驗設備的總體結構框圖如圖l所示。

F.3  熱膨脹系數檢測設備

F3.1基本硬件：加熱爐，測溫熱電偶，溫度控制器，位移傳感器，頂桿，小車，電腦，計算機軟件。

F3.2 技術要求

F3.2.1 升溫速度：2.5小時內達極限溫度（1200℃），可程序升溫，也可根據需要手動調節。

F3.2.2 試樣管為剛玉。
F3.2.3 位移測量誤差：≤0.01mm

F3.2.4溫度記錄值誤差：±1℃﹪

F3.2.4可連接計算機實現全自動測試，有系統補償功能并附分析軟件。

F.4  試樣形狀尺寸及準備

F.4.1 試樣尺寸

截面：寬×厚=16×4～6㎜ 、或直徑=Φ6～10㎜、或正方形邊長=6～10㎜；

長：  L=50±0.5㎜

F.4.2 制樣

從檢測部位垂直地切取試樣，試樣的兩端應互相平行，試樣兩端面粗糙度不低于6.3，試樣的長度方向粗糙度可以低于12.5

F.5  檢測步驟

F.5.1用游標卡尺測量試樣長度L₀，精確到0.02mm。

F.5.2記錄室溫t₀。

F.5.3將試樣裝在試樣管中固定不動。

F.5.4移動小車，使試樣處于電阻爐爐膛的中部。

F.5.4升溫并記錄溫度t及位移傳感器的長度L_t。

F.6  結果計算

從室溫至試驗溫度的平均線膨脹系數按式（1）計算：

                                   L_t－ L₀

                              α＝—————     。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1）

                                  L₀×（t－t₀）

式中：α——試樣的平均線膨脹系數，10^-6/℃；

      L₀——試樣在室溫下的長度，mm；

         L_t——試樣加熱至試驗溫度t時的長度，mm；

      t ——試驗溫度，℃；

      t₀——室溫，℃。