热膨胀系数试验方法

本方法适用于测定各种耐热铸铁在高温空气介质内的热膨胀系数。

F.1  热膨胀系数定义

平均线膨胀系数mean expansion coefficient：

室温至试验温度间温度每升高1℃试样长度的相对变化率，单位10^-6/℃。

F.2  热膨胀系数检测设备原理

通过将被测材料放在加热炉体内，随着温度升高，材料受热膨胀后，膨胀量通过顶杆将膨胀量传递到位移传感器上。系统将温度信号和变化的位移信号通过数据采集和处理分别实时地传到PC机中，电脑按热膨胀系数公式计算材料的热膨胀系数。试验设备的总体结构框图如图l所示。

F.3  热膨胀系数检测设备

F3.1基本硬件：加热炉，测温热电偶，温度控制器，位移传感器，顶杆，小车，电脑，计算机软件。

F3.2 技术要求

F3.2.1 升温速度：2.5小时内达极限温度（1200℃），可程序升温，也可根据需要手动调节。

F3.2.2 试样管为刚玉。
F3.2.3 位移测量误差：≤0.01mm

F3.2.4温度记录值误差：±1℃﹪

F3.2.4可连接计算机实现全自动测试，有系统补偿功能并附分析软件。

F.4  试样形状尺寸及准备

F.4.1 试样尺寸

截面：宽×厚=16×4～6㎜ 、或直径=Φ6～10㎜、或正方形边长=6～10㎜；

长：  L=50±0.5㎜

F.4.2 制样

从检测部位垂直地切取试样，试样的两端应互相平行，试样两端面粗糙度不低于6.3，试样的长度方向粗糙度可以低于12.5

F.5  检测步骤

F.5.1用游标卡尺测量试样长度L₀，精确到0.02mm。

F.5.2记录室温t₀。

F.5.3将试样装在试样管中固定不动。

F.5.4移动小车，使试样处于电阻炉炉膛的中部。

F.5.4升温并记录温度t及位移传感器的长度L_t。

F.6  结果计算

从室温至试验温度的平均线膨胀系数按式（1）计算：

                                   L_t－ L₀

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

                                  L₀×（t－t₀）

式中：α——试样的平均线膨胀系数，10^-6/℃；

      L₀——试样在室温下的长度，mm；

         L_t——试样加热至试验温度t时的长度，mm；

      t ——试验温度，℃；

      t₀——室温，℃。