热学性能膨胀分析

关于热学性能膨胀分析2.1热膨胀系数

一、线膨胀系数热膨胀:物体的体积或长度随温度升高而增大的现象。不同的材料升高相同的温度膨胀量不相同。膨胀系数：温度升高1K时，物体的相对伸长。用αι表示固体材料的膨胀系数并不是一个常数，也就是说相同的材料的膨胀系数随温度的变化而变化。因此用平均膨胀系数表示第2页,共31页，2024年2月25日，星期天二、体积膨胀系数第3页,共31页，2024年2月25日，星期天第4页,共31页，2024年2月25日，星期天3、热膨胀的物理本质第5页,共31页，2024年2月25日，星期天第6页,共31页，2024年2月25日，星期天4、膨胀系数和其他性能的关系（1）热膨胀和结合能、熔点的关系质点间结合力越强，结合能越大，熔点越高，热膨胀系数越小第7页,共31页，2024年2月25日，星期天（2）热膨胀与温度、热容关系

第8页,共31页，2024年2月25日，星期天第9页,共31页，2024年2月25日，星期天5、影响膨胀性能的因素（1）相变的影响一级相变：A→PMF及同素异构转变二级相变：有序无序转变，磁性转变等第10页,共31页，2024年2月25日，星期天第11页,共31页，2024年2月25日，星期天第12页,共31页，2024年2月25日，星期天（2）成分和组织结构的影响固溶体：第13页,共31页，2024年2月25日，星期天不同结构的物质：多相体：第14页,共31页，2024年2月25日，星期天各向异性的物体：第15页,共31页，2024年2月25日，星期天2.2膨胀的测量一、光学膨胀仪（1）光杠杆法第16页,共31页，2024年2月25日，星期天（2）光干涉法第17页,共31页，2024年2月25日，星期天二、点测试膨胀仪（1）电感式膨胀仪第18页,共31页，2024年2月25日，星期天(2)电容式膨胀仪第19页,共31页，2024年2月25日，星期天2.3膨胀分析的应用一、确定组织转变温度1、转变点的测量第20页,共31页，2024年2月25日，星期天第21页,共31页，2024年2月25日，星期天2、碳钢的膨胀分析曲线亚共析钢的加热膨胀曲线如图示，根据亚共析钢的加热膨胀曲线分析亚共析钢在奥氏体化过程中组织随曲线的变化情况。

从图中可看出，亚共析钢的加热膨胀曲线分为共析转变和自由铁素体两个阶段。曲线上ae段对应与珠光体转变为奥氏体过程，由于奥氏体的比容比珠光体小，因此组织转变使试样产生明显的收缩导致曲线陡直下降。曲线eb段对应于铁素体溶解于奥氏体的过程，由于加热时在一个温度区逐渐完成，因此曲线缓慢下降。转变结束后直线的斜率增加，说明奥氏体的膨胀系数较珠光体大。第22页,共31页，2024年2月25日，星期天共析钢和过共析钢第23页,共31页，2024年2月25日，星期天第24页,共31页，2024年2月25日，星期天二、研究钢的等温转变（TTT图）

用膨胀分析法绘制共析钢的等温转变的动力学曲线，并简述其原理及过程。1）AC是加热膨胀曲线，加热过程中，由于奥氏体的比容较小，试样收缩，转变结束，试样继续随温度的增加而增加，完成奥氏体化过程。2）OE为试样冷却等温转变曲线，冷却过程中由于等温转变产物的比容大于奥氏体，曲线随时间增加而伸长，由于试样的伸长和转变量成正比，可用试样的伸长表示转变量，即该曲线表示转变量与时间的关系曲线，B点和E是曲线的拐点，分别对应转变的开始时间点t1和转变终了时间t2点。4）把每一个温度测得转变开始点与终了点连成曲线即得共析钢转变的TTT图。

第25页,共31页，2024年2月25日，星期天第26页,共31页，2024年2月25日，星期天三、Ms点的测量奥氏体转变产生明显的体积效应，用膨胀分析法可获得较好的测量效果但A→M冷却速度较快，因此必须具有相应的淬火机构和快速记录装置，一般用光学膨胀仪或全自动膨胀仪测量。第27页,共31页，2024年2月25日，星期天第28页,共31页，2024年2月25日，星期天四、建立钢的连续冷却转变图第29