GB T 4339-2008 金属材料热膨胀特征参数的测定.pdf

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1、ICS 77. 040. 99 H 21 :.:o 二二;马.:，:.:川.二曰:，:，:，一一巳V比，. ._巳-圃:;:.:匾D:i :. ，:，iJ盟.二二f:/. r怀莫怪运卒温!ia!:f.:翠辛2且，E 功:?W.-咔L:.主:-一一一一一一一一一一一飞飞i:，_ 一二一一v -川气J飞飞飞4.飞.宁-.1:.1啕咽国中华人民主t.、不日国国家标准G/T 4339-2008 代替GB/T4339-1999、GB/T10562-1989 金属材料热膨胀特征参数的测定Test methods for thermal expansion characteristic parameters

2、 of metallic materials 2008-10-10发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2009-05-01实施发布GB;T 4339-2008 目次I I 范围.2 规范性引用文件.3 术语和定义4 符号和说明-5 方法综述-6 测试装置及要求，7 试样制备8 装置校正-9 测试程序-10 计算t1 精度和偏差. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 U 试验报告. 9 附录A(资料性附录)本标准章条编号与ASTME 228-06章条编号对照.10 附录B(资

3、料性附录)本标准与ASTME 228-06技术性差异及其原因附录c(规范性附录热膨胀测试的补充规定. 附录D(资料性附录)金属材料超低膨胀系数测量方法光干涉法.15GB/T 4339-2008 _._ 回国也-目IJR 本标准修改采用ASTME 228-06J二(t:.L/Lo)/t:.l(tl t2 - t, .( 2 ) GB/T 4339-2008 亦被称为热膨胀率一般以1O-6.C-1为单位表达。4 符号和说明A 校正常数，元量纲;(t.L)a一一位移传感器示出的试Qm-一一平均线膨胀系数，晶t 温度t下的热膨lO一-与原始长度LrA5 方法综述5. 1 采用步进式z温度函数的、固体5

4、.2 以基本组态装置的基本要求.3果采用小尺寸的2 l一一试样;2- 透明石英推抨53 . 透明石英外管;4一一适宜的间隙。圄1试样载体与推杆及试样接触面的典型形状上产生压痕.图1GB/T 4339-2008 6.1.2 试样载体和推杆应由同牌号的透明石英制成，两者热膨胀特征参数间的差异应在士1%以内口6.2 炉子、恒温器和槽6.2. 1 用于在所关心的温度范围内以受控速率均匀加热或冷却试样，低温可达一180C，高温可达900 c。6.2.2 为保证试样温度的均匀性符合要求，放置试样的炉子或变温均匀区的长度应大于国样氏度。试样中的温度梯度依赖于其长度与直径的比值和炉子的热绝缘质量;调整炉子加热

5、统组的位置，使其由中心区移向试样端部，可使梯度减小。此外，对于高温下的试验，推荐使用重金属套管或辐射屏。温度控制最好在这样的条件下进行:保证控温传感元件有与被测试样相同的温度辐射加热炉)，或使其很靠近加热元件电阻加热炉)。6.3 膨胀位移测量系统6.3. 1 由位移传感器将试样与其载体间的膨胀位移的差值转换为适宜输入到数据处理-记录仪的电、光信号;可有各种类型，如数字编码器、差动的或指针式的转换器等;其精度应满足性能检测要求例如，在20-C100OC温度间隔内，要保证对长度25mm、平均钱膨胀系数l.OX 10-6 rc试样的检测精度好于士O.1 X 1 0-6/-C ，所用位移传感器的测量不

6、确定度应好于士85nm(见11.3)。位移传感器应受到保护，须保证因试验所致传感器中温度的最大变化对其示值无可见影响。6.3.2 推杆的形状和尺寸应保证将载荷作用到试样上而又不至在需要的温度范围内导致试样.产生压痕口本方法所用平直圆形截面推杆的直径为2mm5 mm D 6.3.3 由位移传感器、数据处理-记录仪、试样载体和推杆组成的膨胀位移测量系统应有稳定的零位示值i在系统使用的温度范围内，对与试样载体同质的参照试样测得的表现平均线膨胀系数绝对值应不大于o.3X 10-6 rc。6. 4 温度测量系统此系统由校正了的温度传感器件或器件组与人工的、电子的或其他等效的读出装置构成，要求被检温度示值

7、的不确定度优于土0.5-C或不大于整个温度范围的土1%。6. 4. 1 由于本试验方法涉及的温度范围广，依温度区间的不同，可使用不同类型的传感器件i一般采用JJG 141、JJG351检定规程校正的丝状(1)0.5mm或更细的丝)、筒状热电偶，以及JJG229规程校正的丝状电阻温度汁。6.4.2 在190-C350 -C范围内推荐使用E型或T型热电偶，在oC-900 c范围内推荐使用K型、22ZZZtcf期进行校正检验以保证在使用过程中不致受叫或排除即处16.4.3 当使用热电偶时，应借助冰水槽或不受周围环境温度变化影响的、等效的电子基准装置来保证其参照端为oC口6.4.4 精密测量时温度检测

8、的附加注意事项见附录C中的C.1。6.5 长度检测量具用来测定试样原始与最终长度的指针式千分尺或卡尺或其他等效器件)，应保证测量不确定度不大于土25m。7 试样帘j备7. 1 要求被检试样具有刚性固体特征，即在试验温度和仪器所予应力下，试样的蠕变或弹性应变速率是可忽略的，或者说不会对热长度变化的测量产生可见的影响。7.2 试样长度Lo应服从热膨胀f:.L/Lo检测精度的需要，依目前商品仪器的水平，推荐试样的最小长|度应为25mm土0.1mm，横向尺寸在3mm-!O mm. I 3 GBjT 4339-2008 7.3 试样应轴向均匀，其端面(与载体、推杆间的接触面)的粗糙度Ra应不大于10m，

9、端面间的不平行度应小于25m(见图2)。7.5 应控制长8 装置控正8. 1 检副前的准检测前，确定8.2 位移传感器借助检测一正;对于诸如数字8.3 温度副量系8.3. 1 按照JJGl8.3.2对TMA的其熔点，通过观察施加制作的试样:参比物移传感器的校nnLU TAQUPA Zn Al 660.4 8. 4 热膨胀测试系统枝正8.4.1 对于整个系统的校正，应至少测量其膨胀值已知、且与被测试样材料尽可能接近的一种参照材料。表l给出了校正用标准参照材料的热膨胀值，表2列出可满足一般使用的要求的、工业用参照材料的膨胀值。其中，铀的数据可用至1300C;鹊的数据，在空气中用至300C.在惰性气

10、体中为1500 C; 铜的数据，在空气中用至300C，在惰性气体中为800C.应依据具体检测要求F参照表1i或者2选取可利用的材料.4 GB/T 4339-2008 表1标准参照材料的热膨胀不锈钢(SRM738)熔融石英(SRM739)温度t/C线性热膨胀热膨胀率线位热膨胀热膨胀率(!li./乌)/10-6，/(IO-C-I) (t:.L/4 )/10-6 l, / (1 0 - c C -1 ) 193 0.07 173 13 一O.53 - 153 22.5 一0.53133 -28.5 O. 38 113 32 0.24 93 32.5 O. 10 -73 一310.13 -53 27.

11、5 0.23 一33-22 0.32 一13-14 0.39 7 -6 0. 45 20 。9.76 。0. 48 27 69 9.81 17 13.5 O. 53 67 466 10.04 24 . 5 0.56 107 872 10.28 17. 5 O. 60 117 1 288 10.52 72 0.62 187 1714 10. 76 97 0.63 227 2 119 11 . 00 122 O. 63 267 2593 11 . 23 287 159 0.61 307 3 108 J 1. 17 327 183 O. 59 317 3 511 11. 71 367 206 0.5

12、6 387 3 98 t 11.95 107 228 O. 54 427 4 467 12. 19 ,117 219 0. 51 467 4 959 12.12 487 269 0. 49 507 5 461 12. 66 527 288 0. 47 567 307 。.,14 6口7324 。.t 2 647 340 O. ,10 687 356 0. 38 727 371 0. 37 5 G/T 4339-2008 表2工业用参照材料结性热膨胀值鸽铅铜铝温度l/C(!V-/Lo)/10-6 (L/ Lo) /10-6 (.c.L/Lo)/10-6 (L/Lo)/IO-6 233 (-875

13、) (-3 235) 一213( -850) (-3町的195 一1756.66 193 (-81 1) (-3018) 173 ( -760) (-2 829) 153 ( -700) (-2605) - 150 1 1 20.60 3 1 30 一133( - 633) (-23日一113(-560) (-2080) 100 I 024.09 -2550 93 (-482) (-1 792) 73 ( -401) (-1 1 92) 50 -607.96 1 550 23 (一189)( -707) 。( -49) -176.2 (-331) 460 20 。(0) 。50 () 31)

14、286.06 (266) (500) 710 100 (359) 722.38 (720) (l 354) 1 900 150 (81 1) (2 228) 200 1 654. 60 (l 652) (3 121) 1 450 250 (1 045) (2 128) (4 033) 300 (1 278) 2612.01 (2 610) (1 96 1) 7 130 350 (1 515) (3 097) (5 907) 100 (l 751) 3692.18 (3590) (6 870) 10050 450 (1 996) (1 087) (7 852) 500 (2240) 4 596.

15、 55 (4 59) (8 853) 13 23 0 600 (2 733) 5 628. 65 (5 617) (10919) 16 760 700 (3 232) 6 692.81 (6674) (l3 072) 800 (3 736) 7 793. 27 (7 766) (1 5 323) 900 (4. 250) (8 896) ( 17 688) 1 000 (4 775) (10 063) 1 100 (5 31 1) (11 264) 1 200 (5 858) (1 2 500) 1 300 (6115) (13 777) 1 400 (6 981) (15 111) 1 50

16、0 (7 57 1) (1 6 507) 1 600 (8 183) 1 700 (8 803) 注，与括号内数据相应的试样的化学纯度为99.99% 6 GB/T 4339-2008 8.4.2 应使用公式(3)中的校正常数:A = (C:.L I L)，一(cll-ILo)m 式中:C.LILo)，一一标准参照材料真实的或被证实的热膨胀;(t:,.L! LO)m一一由膨胀仪测得的标准参照材料的热膨胀。. ( 3 ) 在20C至700C间.透明石英平均线膨胀系数am=(0.52士0.02)X 1O -6C -1 ，其他见表3.表3透明石英的平均结膨胀系数温度范围JCa，数值/)0-6C-1 2

17、0-100 0.54 20-200 0. 57 20-300 0. 58 20- 1 00 0. 57 8.4.3 校正膨胀仪使用的试验条件和程序应与检测试样时相同，例如:试样长度、温度历程、环境气氛等都应尽可能相同。8.4.4 显示试样与载体和推杆问热膨胀差值的观测值应予修正;对于TMA仪，此值被作为基线值或基线变化值，它可由不装设试样时的空白运行获得，最好由装入与推抨同质的试样的测量运行中在得。9 测试程序9. 1 测试方法可采用任何与本标准所描述的装置等效的、以计算机及电子仪器作为基础的设备与数据分析系统进行检测;当有争议时，采用本标准所描述的精密测量方法.9.2 测试步骤依赖于所用装置

18、及测量要求的不同，下述步骤可能不都是或不总是需要的。9.3 测试前的清洗9.3.1 在500c以上受热的熔融石英将会因遭受碱性化合物的污染而产生晶化.为防止此种现象的发生，在每次测试前，建议以下述工艺对熔融石英组件进行清洗:在10%的氢氟酸水溶液中浸泡1min. 然后用蒸锢水彻底漂洗。9. 3.2 为防止再受碱性化合物的污染，在测量结束前不得用于触及清洗后的熔融石英组件囚9. 4 测试前的准备9.4.1 在室温下且IJ量试样热膨胀检测方向上的原始长度Lo.9.4.2 在确认试样表面不受其他物质污染的前提下，将其置人膨胀仪p保证其位置稳定。9.4.3 将温度传感器置于试样中部位置，应使其尽可能逼

19、近试样，又不致影响试样在载体中的运动.9.4.4 确保位移传感器、推杆、试样间有可靠的接触。9.4.5 将装配好的膨胀测量系统放入炉子、恒温器或它们的组合体中，使试样温度与其环境温度相平衡。9.4.6 应将适当的微量载荷作用在推杆上，以保证它与试样间的接触。依赖试样的可压缩性与温度范围的不同，这个力一般应在0.1N-l N之间;如果可能减小，推荐取30mN.SO mN。为标示苓负载，应采用精密地逐渐增加载荷的操作方法，并将施加的力注在报告上。9. 4. 7 记录温度传感器的初始读数to和与Lo相应的位路传感器的初始读数。9. 5 自动测量9. 5. 1 在整个需要的温度范围内测量试样的膨胀收缩

20、值，直至最高温度。I9. 5.2 可采用速率不大于5C/min的恒速加热或冷却的测量程序:在高精度的测试中.这个速率的上限值应为3C/min .变温测量时试样中的平均温度-般与测得的温度不同加热时低些，冷却时高些).但如果系统已用参照材料正确的校正过，测得的试样的膨胀值仍是准确的。应连续记录温度和长G/T 4339-2008 度的变化值。9.6 精密测量采用阶梯式升温(或冷却方式，备点保温时间由位移传感器达到示值稳定的时间决定.保温过程中的温度变化不得大于士2C.试样内的温度梯度不得醒过0.5oC/Cffi这个保温时间是膨胀测试装置与试样总的热质量(热容)的函数，并因温度的不同而变化，在每个恒

21、定的温度下，读取并记录温度lj和试样变化了的相应长度Lio9. 7 试验结束后，如果试样长度与其原始值间的相对变化可能影响测量结果的报出，应考虑重新检验，亦可在报出膨胀值时记录这个永久变形.9.8 热机械分析仪(TMA)应用9.8.1 采用热机械分析仪(TMA)进行测试前，在不装入试样的条件下.据上述9.4.1-9.1.7，采用所选定的试验参数运行，检测并记录测量仪器的基线;特别在低膨胀试样的检验中，对试样1:.L的测量值一般必经仪器基线修正。9.8.2 当以热机械分析仪(TMA)完成低膨胀材料的检测时，对一种材料一般应至少测试3个试样;仅对标准参照试样可重复检验.10 计算10.1 计算试佯

22、线性热膨胀的公式如公式(4)所示:1:. L/ Lo = (tli-/ Lo )。十A. ( 4 ) 式中:1:.L/Lo-指定温度范围内试样的热膨胀;(!:.L/ Lo).一一指定温度范围内膨胀仪的热膨胀测量值;A 由公式(3)确定的校正常数.10.2 线性热膨胀的计算值除以相应的温度差1:.l=t2-ll得到的平均系数见公式(1): Qm = (1:.L/Lo)/1:. l .( 5 ) 10.3 由指定温度下试样长度变化与温度关系曲线上的斜率d.L/出来确定热膨胀率;这个斜率可植据作图法由标绘图确定，亦可由数据的拟合方程算出见式(2)J:1 = O/Lj)dL/dt . ( 6 ) 10

23、. 4 在相关量的计算中，应保持所有参与运算的参量的位数，测量的精度水平由最终结果体现，一般以3位有效数字报出.门精度和偏差11. 1 本标准规定的测量方法属于比较法，其测量精度低于属于绝对法的光干涉法(见附录D);它通常用于线膨胀系数不小于O.5 X 10-6 /C的材料检测;如果传感器的精度及装置的稳定性满足要求，亦可用本方法检测低膨胀材料。11. 2 热膨胀和平均线膨胀系数的测量精度和偏差，与温度和长度相对应的测量同时性有关。11. 2. 1 测量不确定度一般由长度和温度重复测量中的精度和偏差构成，但也可能涉及可干扰测量的其他因素，例如试样位置可重现性的变化、施加到传感器上的电压波动等.

24、11. 2. 2 系统偏差较大并有多种来源，这包括长度与温度测量的准确度、试样平均温度与温度传感器指示温度间的偏差、由位移传感器的非线性所致的偏差、试样载体与推杆间及其与试样间的温度差异、熔融石英膨胀的假定值与实测值间的偏差以及试样与推杆间附加的表面接触的影响等。对于选定的位移传感器和温度传感器，可通过提高操作质量来减少随机因素的影响，而系统偏差只能借助对各独立组元及对整个系统的认真校正来消除或减小.I 11. 3 平均钱膨胀系数检测精度的估算值可由式(7)得出:I GBjT 4339-2008 oa皿ro(t:，.LILo), ，飞=|-一-一一+ . Ix 100 Om飞.L1Lo 6.1

25、 ) ( 7 ) 式中:8，10m一一测量温度范围内平均纯膨胀系数检测精度，%;( 6.LI Lo)一一热膨胀测量不确定度，无量纲;.LILo一一热膨胀值，元量纲iot一一温度传感器检测不确定度，单位为摄氏度(C);6.t一一测量温度范围，单位为摄氏度CC)。门.4采用符合本标准规定的、仔细校正的熔融石英膨胀测试装置，在25.C -400 c温度范围内，对棚硅酸盐玻璃、铜、鸽线性热膨胀95%置信水平检测的精度可达4%。门.5基于本标准规定的技术要点，采用氧化铝或石墨为推杆和载体的高瘟膨胀仪，在2000 c以下，可获得相近的精度和偏差，门.6要确定热膨胀测量值的精度，必须用热膨胀值已知的、可再现

26、的参照材料对膨胀仪进行校正.12 试验报告如需要，试验报告应包括下述内容:a) 关于制造者、材料化学成分及受热、加工历程的描述:b) 试样的制备方法，各向异性的轴向方向以及试样所经受的热的、机械的、湿度或其他处理的细节;c) 试样的形状和尺寸，包括原始，氏度和基准温度;d) 所用装置的简明描述，包括膨胀位移和温度加l盘系统、精度估算、加热与冷却速率、温度控制和气氛ie) 列出使用的参照材料及对包括i胀位移传感器、温度传感器在内的整个膨胀测试系统的校正方法;f) 在指定的温度区间内，展示线性热膨胀、测量涌度及平均线膨胀系数的数据表;g) 关于(丛ILoH、川、川的描绘曲线，其中0，是根据通用的参

27、H!i温度或基准温度算出的;h) 关于试样异常现象的完整描述.诸如a试验后在参照温度下试样显示永久变形、过度氧化、起皮、变色、形变、裂纹、开裂等所有可能影响试验结果而宙要加以说明的因素ij) 满足被检材料特殊要求的任何附加信息。9 GB/T 4339-2008 附录A(资料性附录本标准章条编号与ASTME 228-06章条编号对照表A.l给出了本标准章条编号与ASTME 228-06章条编号对照一览表a表A.l本标准章条编号与ASTME 228-06章条编号对照本标准市条编号对应ASTME 228-06章条编号1、l.1、1.22 2 3 3 3. 1 3.3. I 3. 2 3.3. 2 3

28、.3 3.3. 3 4 3. 2 5 4 5. I 4. 1 5.2 .2 5.3 6 7 6. 1 7.1 6. 1. 1 7. 1. 1 6. 1. 2 7. 1. I 6.2 7. 1. 2. 1 6.3 7. 1. 3 6.3.1 7. 1. 3. 1、7.1. 3. 2、7.1.3.3 7. 1. 3. 4 6. 3. 2 6. 3. 3 6. 2. 6 6. 4 7.1.-1、7.1.4. 1 6.4. 1 7. l . 4. 1 6. 1. 3 注S6.5 7. 2 7 8 7. I 8.2.4、8.2. 5 7.2 8.1 7.3 8. 2.1 7.4 6.2. J 7.5 8

29、. I 10 GB/T 4339-2008 表A.l(续本标准章条编号对应ASTME 228-06章条编号8 9 8. 1 8. 2 9.1 8.3.1 9.2 8.3.2 8.1 9.4 8.4. 1 Xl. l 8.4.2 9.4.2 9.4. J 10.1 9.4.2 10.2 9.4.4 10.3 9.4. 5 10.4 9.4. 7 10.5 9.5. 2 10.6.2 9. 6 10.6. 1 9.7 10.7 10 II 10. 1 I L 1 10.2 11. 2 10.3 11. 3 10. 4 11. 1 11 13 11. 1 13 11. 2 13. 1 II且2.1

30、13. 1. J J 1. 2. 2 13. 1. 2 11. 1 13.3 11. 5 13.1 11. 6 5. 3 12 12 12. 1 a) 12. 1. 1 b) 12. 1. 2 c) 12. l. 3 d) 12. l. 4 11 GBjT 4339-2008 表A.l(续)本标准章条编号对应ASTME 228-05常条编号e) 12. 1. 5 。12盼1.6g) 12. 1. 7 h) 12. 1. 8 12. 1. 9 附录A附录B附录C附录D12 附景B(资料性附景)本标准与ASTME 22806技术性差异及其原因表B.l给出了本标准与ASTME 228-06技术性差异

31、及其原因的一览表，表B.l本标准与ASTME 228-06技术性差异及其原因本标准的章条编号1. 3 5 6.2、6.3 7.4.1 7.4 . 2 8. 5. 2 GB/T 4339-2008 原因测试装置的内容-同测试设备的能妥仪的校正提供依据13 G/T 4339-2008 附录C(规范性附录)热膨胀测试的补充规定巳1基准温度C. 1.1 一般以20c作为基准温度旬，以20c下的试样辰度作为基准长度Lo。在实际测量中，常以初始温度II下的长度L1代替Lo，若由此所得平均钱膨胀系数为L，则两者关系为0, = 0.，/1十(1，】0(to - tl)J ( C. 1 ) 式中:(11、，。一

32、-试样在温度tl与lO间的平均线膨胀系数。C. 1.2 生产捡验中，可忽略室温变化对试样长度值的影响。巳2试样C.2.1 为保证测量结果的重现性，对试样的一般检测应在热的或机械的加工或处理之后进行i对某些材料，特别是复合材料，在检测前，试样应先经稳定化处理预处理以去除应力或畸变当不了解试样的原始状态时，可在试样安装好后，加热到最高测量温度，保温1h I炉冷到室温，此后再进行热膨胀测量BC.2.2 当以热电偶进行沮11温时，若对执行8.4所获得的测量结果有疑问或为提高测温的准确性，可在试样中点处打出直径l.Omm1.5mrn的孔，其深度应不小于试样半径，以便插入热电偶.C. 3 位移传盛器应依测

33、量要求选择位移传感器的测量范围、最小分度及放大倍数，放大倍数越大，测量灵敏度越高，但同时伴有数据的重现性下降C. 4 测温用热电偶C. 4. l 当测量温度时，即使泪度传感器不与试样直接接触，也应防止由于热交换所致的偏差;这个偏差是由流出或流入试样及热电偶接点的热流产生的，可通过减小接点附近热偶丝上的温度梯皮来将这种热流减至最小。例如，可在与试样温度相近的空间内将偶丝绕一圈或两圈.此时将使温度佛度移至该区间内偶丝的中点至炉子边缘之间。巳4.2当热电偶接点不与试样直接接触时，将使加热或冷却过程中的温度测量不准确;温度传感器的尺寸一般对温度的超前或滞后影响不大。这种温度偏差依敢于传感器与试样间的距

34、离、试样尺寸、试样材料的辐射率和热扩散率以及所采用的加热或冷却速率。C. 4. 3 在800C以上不应使用锦锚-锦铝电偶，建议用耐热玻璃焊封其接点，以防止污染。c. s 保护气氛C. 5.1 对于一般金属材料，在100c以上的测量中，应在加热炉中通人氧气或氯气;除非事先做好细致的校正工作，否则不应在真空中进行测量，.C. 5. 2 当以TMA型装置进行测量时，需以氯气或氯气等惰性气体作为净化试样环境的工具。C.6 报告C. 6. 1 测量结果报至10-7(单位:C-I);数字修约执行GB/T8170中的有关规定C. 6. 2 依产品使用的要求，可适当简化报告内容a以1范围D.2 方法综述D.2

35、.1 通过观测测量，属于绝对测中D. 2.2 采用菲5下干涉片间有致光程差的变dD.3 刮过装置 U Z 0. D. 3.1 长度测量装置附录D(资料性附录)金属材料超低膨胀系数测量方法光干涉法G/T 4339-2008 ，称为干涉片，上干的膨胀或收缩引油J盘，只L图D.l。D.3. 1. 1 使用卧式测长仪或其他可满足要求的量具，测量环境温度to时的试样原始长度L口，其最小分度应不大于0.01mm, D.3. 1. 2 干涉仪的光学平板由具有光学品质的透明石英制戚，平板应抛光到可见光的十分之一个波长，顶板与地板间应有15土5的夹角，顶板的下表面应经过研磨以消除反射，底板的上表面和顶板的下去面

36、可涂敷以得到条纹的最佳能见度。D.3. 1.3 使用波长已知的单色光惊.推荐使用氮氛激光光源.可用峙丝洒IJ微计或条纹记录器测量干涉条纹的移动，应读到二十分之一个条纹间距。D.3.2 温度测量装置D. 3. 2.1 用铀电阻温度计测量试样的温度，其测温灵敏度应好于0.03C。15 GB/T 4339-2008 D. 3. 2. 2 变温用恒温槽如图D.2所示，用电阻丝加热，用液氮或被氮制玲。在试样区内，横向温度的最大偏差应不大于0.5C，纵向温度的最大偏差应不大于0.5c。恒温槽的控温水平应不大于土O.20C。干涉具l 下干涉片，2 试样(3支); 3 上干涉片，4 通光破璃.其他部分5 抽真

37、空口，6一一真空密封筒，7一支架sS一一剖温器具引线，9 恒温器吊杆，10-恒温糟壁，11-铀电阻温度汁。主); 12一一切热丝;13 困筒状试样夹具.D. 3. 3 膨胀仪图D.2含有干涉具的恒温槽示意图D. 3. 3.1 推荐的菲索干涉膨胀仪如图D.3所示。16 GB/T 4339一2008样品f-t-品J i l 下干涉H-/飞圄D.3罪索干涉膨胀仪线路方框圄0.3.3.2 光掘的频率应稳定，以保证测量条纹移动的偏差达到不大于土0.05个条纹的水平。0.4 试样0.4.1 在严格的检测中，要求在被检材料的不同部位取样，加工成所需尺寸的试样，试样为棒状(或管状)，以同一部位制取的三支试样为

38、-组，在一般的检测中，对同-炉号只需一组试样0.4.2 推荐试样长度为50mm。过短时测量灵敏度降低，过长时试样轴向温度不均匀性加大。0.4.3 当试样长度取50mm时，直径应取3mm至3.5mm.试样一端因为圆头，见图0.4，中0.80 R L, 11=一-o I 固0.4出样形状示意图0.4.4 为获得可复现的测量结果，应消除与热膨胀行为元关的可导致长度附加变化的影响因素。为此，测试前对样品进行稳定化处理是必要的见D.的。0.5 桂正0.5.1 测试前，必须对所使用的膨胀仪进行技正.0.5.2 校正用参照试样的物理特征参数应与待测试样尽可能接近，常用的参照材料热膨胀值见表1和表2.0.5.

39、3 膨胀仪的校准是将标样放入图0.3所示干涉具内的装样夹具中，在需要的温度范围内将标样加热或冷却，将测量得出的计算值与标样的标称值比较，当测量的温度差为50C时，平均线膨胀系数的最大偏差应不大于6XIOC-l，否则应进行维修.17 GB/T 4339-2008 D.6 副试程序0.6.1 修磨同组接近等长的3支试样，直至置人装样夹具后能产生最佳的干涉条纹为止囚D. 6.2 在基准温度to下测量3支试样的长度Lo，安装好试样。D. 6. 3 抽真空，使真空度好于1.3 Pa(1X10-2Torr)。D. 6. 4 调整好光接收仪器。D. 6. 5 开始变温测量，变温速率应不大于3C/rnin.

40、D.7 计算D. 7.1 在菲索干涉膨胀仪中，热膨胀t:.L/Lo为:t:.L/Lo = N/2Lon2十(111- 112)/112 . ( D. 1 ) 式中:N-一温度由tl变到l2时，通过参考点读到的或条纹记录器收到的干涉条纹数含小数部分)i A一一产生条纹的光在真空中的波长要求4位有效数字以上)i 刀I一一干涉具内气压为p的气体在温度II下的折射率;2-一干涉具内气压为p的气体在温度t2下的折射率a注在288K、100kPa的环峰条件下，空气中氯的黄色光的折射率为1.000 277 J，素的绿色光的折射率为l.000 277 9曰当气压p不大于1.3 PaCl X 10-2 Torr

41、)时，式(D.l)为zt:.L/Lo = N., /2Lo a . ( D.2 ) 将式(D.1)及温度II和t2代人式(1).即可得出平均线膨胀系数am0 D.7.2 将样品长度对温度曲线上温度t处的斜率和样品最度L。代人式(D.2).即可得出瞬间线膨胀系数目可用数学分析或作图法得出L(l)曲线的斜率。D. 7.3 计算，中对数字不取舍，以两位有效数字报出最终结果;在正常情况下，平均线膨胀系数的测量精度好于土O.04XIO-6/C。D.8 试验报告如需要，试验报告一般应包括下述内容:a) 对材料的描述.包括牌号、化学成分、加工的历史;b) 试样的制备方法，包括热加工、机加工以及热处理工艺;若

42、材料是各向异性的，则应列出试样的轴向方向Ic) 试样的形状、尺寸及环境温度和相应的长度;d) 对测试全过程的简述，包括试样膨胀和温度测量系统、加热和冷却速度、温度控制方法、精度估算及环境条件等tc) 对测量结果所列表格，包括测量温度t、温度间隔6l、所对应的膨胀量t:.L或线性热膨胀t:.L/Lo、平均线膨胀系数m、瞬间线膨胀系数1; f) 画出t:.L/Lo与t、Q，与t及r与t的关系曲线;g) 对试样测量前、后的所有可影响结果的异常行为都要进行完整的描述:h) 对材料的特殊用途所需的任何附加信息。D.9 部分材料的稳定化热处理参考工艺D.9. 1 Fe-Ni36合金Fe-Ni36合金的稳定

43、化热处理一般用三段处理。首先，将样品在空气中加热到830C保温20min , 萍水，达到均匀化;然后，将样品在空气中加热到310C回火1h;最后，再将样品加热到95C -100 C GB/T 4339-2008 稳定化时效48儿Fe-Ni36合金的稳定化热处理也可用于消除应力处理。首先，将样品加热到310c -350 .C保温1h 空冷;然后，将样品加热到比样品同炉的产品最高使用温度高10c后，再将样品冷却到比该产品最低使用温度低10C.这样反复(2-3)改后冷却至室温.白-Ni36合金在上述两种处理中，都要注意其在居里点205c附近应缓冷。D. 9. 2 Fe-Ni32Co4Cu合金Fe-Ni32Co4Cu合金的稳定化热处理同0.9.1的热处理工艺。D. 9. 3 Fe-Co54Cr9.5合金Fe-Co54Cr9. 5合金的稳定化、强化热处理工艺是，900c保温1h冷却至室温，在450.C保温5mino D. 9. 4 含铜量为99.97%的元氧铜稳定化热处理工艺是:530 c -510 .C退火。

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