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(jì)、材料研究及其應(yīng)用領(lǐng)域中*的部分。近幾年，世界各國(guó)對(duì)材料的熱膨脹測(cè)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(jì)了大量測(cè)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(gè)領(lǐng)域。本文就來(lái)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(wèn)的平均距離隨溫度的升高而增大的一種現(xiàn)象。測(cè)量物體的體積或長(zhǎng)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(cè)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(cè)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(shí)，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(lái)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(cè)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(cè)固體試樣相對(duì)于其載體的長(zhǎng)度變化，zui后通過(guò)熱膨脹系數(shù)的定義來(lái)計(jì)算瞬時(shí)和平均熱膨脹系數(shù)。