大型铸钢件厂为您解析铸钢的物理性能测定

   2020-09-01 华北机械工程铸钢有限公司华北机械工程铸钢有限公司5510
核心提示:物理性能通常涉及力学、热学、电学、磁学、光学等多种门类,它是材料的基本特性在上述领域的量值化的表征,

物理性能通常涉及力学、热学、电学、磁学、光学等多种门类,它是材料的基本特性在上述领域的量值化的表征,与材料的化学成分、金相组织和金属结晶之间关系非常密切。因此物理性能是研究材料内部变化的重要手段之一;在工程中还常直接应用物理性能参数进行设计,以保证工程的安全性和可靠性;对功能性材料,它们则以物理性能参数为主要性能指标。

随着现代电子技术和计算机应用技术的发展,物理性能测试技术也已逐步走向自动化、定量化和综合化。铸钢节点例如,在材料学科应用中的热分析技术可同时完成热膨胀、弹性模量及蠕变测量的TMA装置;可同时用于密度和抗氧化能力测试的TG装置等。现均有商品化仪器出售。

1、        密度的测定

单位体积物质的质量为物质的密度,它是表征物理致密的物理量。在一定温度和压力条件下,物质的密度是个常数,对固体材料,压力可忽略不计。物质的密度p如下式表示。所测量值是指物体在实际状态下的真实密度。

密度的测定方法主要分直接测量和间接测量法,前者是根据密度的定义来测定密度,后者是利用物质密度与其他某些物理量的函数关系来测量密度。在理化实验室中,广泛应用直接测量法。

流体静力称重法:流体静力称重法是最基本、经典、常用的方法。根据阿基米德原理,一个物体在流体中应受浮力而减轻的重量等于该物体所排出的体积相同的流体的重量。铸钢节点因此,若将待测密度的固体试样在空气中和完全浸没在液体中称重。如果高精度测量考虑到空气浮力,通常液体为蒸馏纯水。由此可见,固体密度的测量归结为在空气中和全浸在纯水中对试样质量的称重。

2、        弹性模量的测定

弹性模量是杨氏模量、切变模量、体积模量等物理量的统称,它是材料抵抗弹性变形能力的表征。弹性模量广泛用于各种工程构件材料的应力计算。此外,杨氏模量也是研究金属原子间结合力大小的重要方法。

在弹性变形范围内,正应力和相应正应变之比称为杨氏模量,其测量方法的基本关系是依据胡克定律的应力-应变关系来确定。根据测量过程中,试样变形速度的不同,测量方法分静力学法和动力学法两类。铸钢节点静力法又包括拉伸法、悬臂法、简支法和扭转法,前3种方法用于测定杨氏模量,后一种方法用于测定切变模量。

原国家标准《金属杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法》中实质上是介绍了测定材料的应力和应变,从而算出杨氏模量。其原理是在试样上施加轴向力,在其弹性范围内测定相应的轴向变形和横向变形,以便计算弹性模量各参数。

3、        比热容的测定

比热容是物质的化学热力学基本参量,通常对比热容的测量和研究能了解物质内部的结构和变化过程。铸钢节点在材料的相变,即熔化、凝固即固态相变的过程中将发生热效应,此时物质的焓和比热容将发生明显变化,其变化规律与相变的类型有关。

比热容的定义是单位质量的物体每升高1℃所需要的热量,不同的升温范围其数值不同。

比热容的测试方法很多,常用的有混合铜卡法、激光脉冲法和示差扫描热法等。其中示差扫描法具有试样小和测量速度快等优点,目前被广泛采用。

4、        线胀系数测定

(1)基本原理     物体的热胀冷缩现象对金属和合金也不例外,而且往往在加热和冷却过程中由于微观组织发生变化,伸缩伴随着异常的膨胀效应,所以除了测定材料的线胀系数外,还可通过测绘膨胀和温度的关系曲线来测定钢的各种临界转变温度。

(2)膨胀仪     测量膨胀和膨胀曲线的仪器称为膨胀仪,其种类很多,按其放大原理可分为机械放大、光学放大和电信号放大。

光学膨胀仪是应用广泛而又精密的一种膨胀测试仪,其特点是采用横式加热炉,炉温较均匀;铸钢节点采用光学放大及照相记录测量,灵敏度高;选用伸长和温度呈线性关系的镍铬或镍铬钨合金为标准试样,以其伸长来表示试样温度。光学膨胀仪就其测量原理又分为普通和示差光学膨胀仪两种。

5、        热导率的测定

热导率是物质的传热能力的一个表征,它与物质的微观组织结构和组份等密切相关。热导率与物质的热传导能力有关,热传导是指两个不同的物体互相接触,或同一物体的两个不同区域间产生温度梯度时,热能从高温处向低温处传递,以达到平衡的现象。

常用测定材料的热导率方法很多,可以归纳为非稳态法和稳态法两大类。目前有关材料的热导率的较可靠的数据,大多由稳态法测得。稳态法准确度高,装置简单,属于经典标准方法,但测量周期长。

6、        电阻率是一个单位体积的物质通过两平行端间的电流的阻力。常用的测定方法一般采用以下两种。

(1)、伏特计-安培计法    铸钢节点 此法简便易行,结果也较准确。

(2)、慧斯通电桥法     此外还有双电桥法,是适应电阻较小的棒材,材料的电阻率除了作为一个基本的性能参数外,在材料学的研究和分析中有时也必不可少,它被较多的应用于金属物理的研究,如合金时效、马氏体转变等。

7、      磁学性能的测定

           材料的磁学性能除了作为本征的磁性参数外,在恒磁场、交变磁场和脉冲磁场下,其性能定义也是在变化的,使得磁学参数内容十分丰富,对它的测量方法也是多种多用。

          在电学和磁学中铸钢的应用有软磁材料、弱磁材料及硬磁材料。软磁材料有电工用硅钢及铸钢件,铸钢节点弱磁材料有奥氏体合金铸钢及其他顺磁性材料。硬磁钢为电气仪表用的永久磁铁。

8、     热分析法

         热分析是一类多学科通用的试验技术,是在动态条件下快速研究物质特性的一个有效手段,应用范围很广。

近代热分析测试装置在自动化、定量化、微型化方面发展很快。商品仪器的发展,推动了热分析技术的普及和应用。多功能热分析仪的发展,如差热分析和热天平联机仪器的出现,扩大了热分析结果的信息量。微电子技术和微处理机的应用,改善了仪器的性能,提高了操作自动化水平以及自动控制和数据处理的能力。

 

 
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