熱膨脹儀在鋼鐵材料研究中的應(yīng)用原理

 　　熱膨脹是表征材料物理性能的重要特征量。了解和研究材料的熱膨脹性能是工程設(shè)計、材料研究及其應(yīng)用領(lǐng)域中*的部分。近幾年，世界各國對材料的熱膨脹測試方法進(jìn)行了大量研究(如瞬態(tài)法、干涉法和頂桿法等)，并設(shè)計了大量測量裝置(如激光干涉膨脹儀、頂桿膨脹儀、衍射膨脹裝置和顯微膨脹裝置等)。

　　目前，熱膨脹儀已廣泛應(yīng)用到金屬、耐火材料、玻璃和陶瓷等各個領(lǐng)域。本文就來看下熱膨脹儀在鋼鐵材料研究中的具體應(yīng)用。

　　熱膨脹原理

　　物質(zhì)的熱膨脹是基于構(gòu)成物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)問的平均距離隨溫度的升高而增大的一種現(xiàn)象。測量物體的體積或長度隨溫度變化的方法稱為熱膨脹法。這里主要介紹熱膨脹法測定鋼臨界相變點(diǎn)及其熱膨脹系數(shù)的原理。

　　鋼的臨界相變點(diǎn)測定原理

　　鋼鐵是一種具有多型相變的金屬，其高溫組織(奧氏體)及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物(鐵素體、珠光體、貝氏體和馬氏體)具有不同的體積密度。所以，當(dāng)鋼鐵試樣在加熱或冷卻時，由于其相變引起的體積效應(yīng)疊加在膨脹曲線上，破壞了膨脹量與溫度間的線性關(guān)系，從而可根據(jù)膨脹曲線上的變化點(diǎn)來確定相變溫度，該變化點(diǎn)即為鋼的固態(tài)臨界相變點(diǎn)鍆。

　　熱膨脹系數(shù)測定原理

　　采用步進(jìn)式變溫方式或緩慢恒速變溫方式溫度進(jìn)行控制，采用推桿式熔融石英或高純度氧化鋁的膨脹儀檢測固體試樣相對于其載體的長度變化，zui后通過熱膨脹系數(shù)的定義來計算瞬時和平均熱膨脹系數(shù)。