熱膨脹系數(shù)試驗(yàn)方法

本方法適用于測(cè)定各種耐熱鑄鐵在高溫空氣介質(zhì)內(nèi)的熱膨脹系數(shù)。

F.1  熱膨脹系數(shù)定義

平均線膨脹系數(shù)mean expansion coefficient：

室溫至試驗(yàn)溫度間溫度每升高1℃試樣長(zhǎng)度的相對(duì)變化率，單位10^-6/℃。

F.2  熱膨脹系數(shù)檢測(cè)設(shè)備原理

通過(guò)將被測(cè)材料放在加熱爐體內(nèi)，隨著溫度升高，材料受熱膨脹后，膨脹量通過(guò)頂桿將膨脹量傳遞到位移傳感器上。系統(tǒng)將溫度信號(hào)和變化的位移信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集和處理分別實(shí)時(shí)地傳到PC機(jī)中，電腦按熱膨脹系數(shù)公式計(jì)算材料的熱膨脹系數(shù)。試驗(yàn)設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖l所示。

F.3  熱膨脹系數(shù)檢測(cè)設(shè)備

F3.1基本硬件：加熱爐，測(cè)溫?zé)犭娕?，溫度控制器，位移傳感器，頂桿，小車，電腦，計(jì)算機(jī)軟件。

F3.2 技術(shù)要求

F3.2.1 升溫速度：2.5小時(shí)內(nèi)達(dá)極限溫度（1200℃），可程序升溫，也可根據(jù)需要手動(dòng)調(diào)節(jié)。

F3.2.2 試樣管為剛玉。
F3.2.3 位移測(cè)量誤差：≤0.01mm

F3.2.4溫度記錄值誤差：±1℃﹪

F3.2.4可連接計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測(cè)試，有系統(tǒng)補(bǔ)償功能并附分析軟件。

F.4  試樣形狀尺寸及準(zhǔn)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(zhǎng)=6～10㎜；

長(zhǎng)：  L=50±0.5㎜

F.4.2 制樣

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

F.5  檢測(cè)步驟

F.5.1用游標(biāo)卡尺測(cè)量試樣長(zhǎng)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(dòng)。

F.5.4移動(dòng)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(zhǎng)度L_t。

F.6  結(jié)果計(jì)算

從室溫至試驗(yàn)溫度的平均線膨脹系數(shù)按式（1）計(jì)算：

                                   L_t－ L₀

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

                                  L₀×（t－t₀）

式中：α——試樣的平均線膨脹系數(shù)，10^-6/℃；

      L₀——試樣在室溫下的長(zhǎng)度，mm；

         L_t——試樣加熱至試驗(yàn)溫度t時(shí)的長(zhǎng)度，mm；

      t ——試驗(yàn)溫度，℃；

      t₀——室溫，℃。