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实验六 材料热膨胀性能测试

    1.相变测量装置结构及工作原理

    文本框: 图6-2 工作原理方框示意图 1-试样 2-热电偶 3-工作线圈 4-真空室 5-微机 6-比较器 7-mV转换器 8-冷却控制 9-自动控温系统 10-高频发生器 11-阀12-加热、冷却系统13-真空泵14-膨胀检测15-记录仪 Formastor-F全自动相变仪是研究金属材料相变的最新仪器之一。从原理上说,仪器主要由真空系统、加热、冷却系统、温度控制系统、膨胀和温度探测及记录等部分组成。仪器的工作原理可用图6-2所示的方框示意图表示。

    将预定的热处理程序存入微机中,程序开始后,在微机的指令下,高频发生器向工作线圈输送高频交变电流,通过电磁感应使试样快速加热。试样温度T1由热电偶探测,并送入双笔记录仪中,其红笔将温度记录在图纸上,同时送入比较器,与微机传来的指令温度T2(预定程序温度)进行比较后,将其差值送到mV转换器中由转换器发出信号,控制高频发生器的通断时间。当T1«T2,即微机指令快速升温时,使T1快速跟踪T2。当T1»T2,即微机指令急冷时,高频发生器停止工作,同时冷却控制器发出指令,

    冷气阀门打开,向试样吹送冷气,使试样急冷到T2在慢速升、降温度或保持恒温时,高频发生器按相应比例通、断,或间断吹送预定的冷气,使T1=T2

    试样的膨胀或收缩由差动变压器探测,并通过双笔记录仪的绿笔记录在记录纸上。

    试样置于真空室内,真空度可达1.333´10-3Pa(10-5mmHg),亦可充保护性气氛。

    双笔记录仪同步记录试样的温度、膨胀随时间的变化规律,从温度、膨胀和时间的关系分析相变特点。

    全自动相变仪可用于测相变点和膨胀系数,可在(5-200)´10-3°C/s的宽广范围内,以任意速度冷却,进行连续冷却相变测量。

    2.测量方法

    文本框: 图6-3 试样形状及尺寸(mm)试样形状及尺寸见图6-3,利用焊接在试样孔洞内的热电偶探测试样温度;测量试样的膨胀量时,试样通过石英棒顶到差动变压器的铁芯上,差动变压器的两个次级线圈通过置零电位器接成桥式电路。实验开始前,将铁芯调至差动变压器的中心,此时输出为零。试样伸缩引起铁芯升降,当差动变压器工作在线性区内时,产生正比于铁芯位移的正、负输出。此信号放大后送入双笔记录器和显示器。差动变压器置于50°C的恒温槽中,以消除环境温度变化所引起的漂移。