熱膨脹儀在鋼鐵材料研究中的應用原理

 　　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計、材料研究及其應用領域中*的部分。近幾年，世界各國對材料的熱膨脹測試方法進行了大量研究(如瞬態(tài)法、干涉法和頂桿法等)，并設計了大量測量裝置(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，熱膨脹儀已廣泛應用到金屬、耐火材料、玻璃和陶瓷等各個領域。本文就來看下熱膨脹儀在鋼鐵材料研究中的具體應用。

　　熱膨脹原理

　　物質的熱膨脹是基于構成物質的質點問的平均距離隨溫度的升高而增大的一種現象。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及其熱膨脹系數的原理。

　　鋼的臨界相變點測定原理

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

　　熱膨脹系數測定原理

　　采用步進式變溫方式或緩慢恒速變溫方式溫度進行控制，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后通過熱膨脹系數的定義來計算瞬時和平均熱膨脹系數。