GB T 8364-2008 热双金属热弯曲试验方法.pdf

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1、ICS 77.040.99 H 21 道雪中华人民共和国国家标准GB/T 8364-2008 代替GB/T59852003、GB/T5987二1986、GB/T8364-2003 热双金属热弯曲试验方法Test methods of therma flexure of thermostat metals 2008-08-19发布2009-04-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检菠总局世t中国国家标准化管理委员会。叩GB/T 8364-2008 目。自本标准代替GB/T8364-2003(热双金属比弯曲试验方法、GB/T5987-1986(热双金属温曲率试验方法和GB/T5985-2003

2、(热双金属弯曲常数测量方法机本标准与GB/T8364-2003、GB/T5987-1986和GB/T5985-2003相比主要变化如下z将GB/T8364一2003，GB/T5987二1986和GB/T5985-2003三个标准合并为一个标准，并将标准名称改为热双金属热弯曲试验方法;适用范围由热双金属温曲率试验方法适用于测量厚度大于或等于0.3mm直条形热双金属和厚度小于0.30mm的螺旋形热双金属的温曲率，改为热双金属温曲卒试验方法适用于测定厚度为O.30 mm1. 25 mm直条形热双金属和厚度小于0.30mm的螺旋形热双金属的温曲率;删除规范性引用文件中GB/T2900. 4; 二一删除

3、4.4.8中的注;删除热双金属定义;将原三个试验方法中相同的条款温度测量装置、浴槽、量具、试样的制备与要求、试验报告统一表述;一更正附录E中.z:;y值，其他计算结果作相应的更正;一统一本标准中所有有效位数。本标准附录A为规范性附录，附录B、附录C、附录D和附录E均为资料性附录。本标准由中国钢铁工业协会提出。本标准由全国钢标准化技术委员会归口。本标准主要起草单位:宝山钢铁股份有限公司、冶金工业信息标准化研究院、上海电器科学研究所(集团)有限公司、陕西精密合金股份有限公司、北京北冶功能材料有限公司。本标准主要起草人:沈忆、张忠民、冯超、任翠英、冯运福、张爱玲、李丽敏。本标准代替标准的历次版本发布

4、情况为z一一-GB/T5985-1986、GB/T5985-2003; GB/T 5987-1986; 一一-GB/T8364一1987, GB/T 8364-2003。I GB/T 8364-2008 热双金属热弯曲试验方法1 范围本标准规定了测量热双金属比弯曲、温曲率、弯曲常数的基本原理、测量装置、试样的制备与要求、试验程序和结果计算、试验报告和精度与误差等。本标准包括双金属比弯曲、温曲率和弯曲常数的试验方法。热双金属比弯曲试验方法适用于厚度O.60 mm1. 25 mm、温度20oC130 oC范围内热双金属带材的比弯曲性能的测量。热双金属温曲率试验方法适用于测定厚度为O.30 mm1.

5、 25 mm直条形热双金属和厚度小于0.30mm的螺旋形热双金属的温由率。热双金属弯曲常数试验方法适用于测量厚度为O.25 mm1. 20 mm，测量温度范围为室温100oC的热双金属平直条状试样的弯曲常数。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 4461 热双金属带材JBjT 9551 热双金属螺旋形元件热偏转率试验方法3 热双金属比弯曲试验方法3. 1

6、 测量原理热双金属比弯曲试验方法采用悬臂梁法。由试样、试样夹持器、位移测量杆和电子接触指示器组成一个闭合回路(见图2)。根据热双金属的曲率随温度变化的基本特性，将试样与位移测量杆作为闭合电路的开关来测量试样自由端的位移-挠度变化。3.2 术语和定义3.2. 1 曲率R-1 厚度为，长度为L的狭长条形热双金属片在某一温度To时，为平直状态，自由端中心线位置在Mo 0当温度为T1和T2时则产生弯曲，曲率半径为孔和凡，其自由端中心线的位置分别在M1和M2自由端的位移(挠度)分别为f1和f2如图1所示。由率可由式(1)所得。L 图1热双金属弯曲示意图、-、4 1 GB/T 8364-2008 R一1=

7、2fL2十f十18. ( 1 ) 式中zR-1 曲率，单位为每毫米(mm-1); f 挠度，单位为毫米(mm); L 试样长度，单位为毫米(mm); S一一试样厚度，单位为毫米(mm)。3.2.2 比弯曲K 比弯曲K是单位厚度的热双金属在每变化单位温度时，纵向中心线的曲率变化的二分之一。由式(2)表示:R-T -一一-2-T R一 叭。-2一K ( 2 ) 将式(1)代人式(2)后得到式(3): I 1+/1 11 K=一-一一I-;-.一l ( 3 ) T 2 -T1飞L2+ (f+ f，)2十(f + f ,) X 8 L 2十r，+ fx/ 式中zk二一比弯曲，单位为每摄氏度(C-1);

8、L一一试样测量长度，单位为毫米(mm);T1 -测量初始温度，单位为摄氏度CC);z 测量终了温度，单位为摄氏度(C); 11 温度为T1时的挠度，单位为毫米(mm);/-测量温度为T1和T2时试样的挠度差，单位为毫米(mm);8一一试样厚度，单位为毫米(mm)。3.3 测量装置测量装置由测挠仪、恒温浴槽和高灵敏电子接触指示器所组成，如图2所示。测微头浴槽试样圄23.3.1 高灵敏电子接触指示器用来判别测量杆的尖端与试样表面接触，测量杆与试样表面相接触时，能迅速准确的发出信号。3.3.2 测挠仪由4J36低膨胀合金制成的试样夹持器、支架、测量杆及测微头和温度计构成。3.3.2. 1 试样夹持器

9、将试样一端夹紧，另一端自由，呈水平状态。2 GB/T 8364-2008 3.3.2.2 支架用于支撑、固定试样夹持器和测量杆，以避免测量过程中测量杆中心与试样夹持器端面之间的测量长度(L)发生变化。3.3.2.3 温度测量装置采用二等标准水银温度计或相等精度的温度计测定浴槽内各点温度。试样温度的测定应精确至:1:0.1 .C。3.3.3 浴槽一种能搅拌的恒温液槽或恒温箱，浴槽中可放置试样架和可调节的加热电源，利用可调节的加热电源，使试样能保持在要求的温度下，沿整个试样长度上的温度差异不超过试验所用温度范围的0.5%，在整个试验过程中搭槽的温度变化在士0.3.C之内。浴槽宜用甲基硅油作介质，试

10、样夹持器放置在浴槽内后，应保证试样浸入深度不小于80mm. 3.3.4 量具游标卡尺:用最小分度值为0.02mm的游标卡尺测量试样的工作长度。外径千分尺z采用最小分度值为0.01mm，测量范围在omm25 mm的一级尖头或圆头千分尺(或采用更高级别的测量工具)，栅量试样的厚度。测微头:采用最小分度值为0.001mm，测量范围在omm-25 mm的深度千分尺。3.4 试样的制备与要求3.4.1 沿热双金属带材的轧制方向取样，使试样的长度方向与晶粒延伸方向一致。3.4.2 试样采用直条形，外形平直，元明显的原始的不规则弯曲。3.4.3 试样的厚度均匀一致，最大厚度与最小厚度之差，不大于最小厚度的1

11、%。3.4.4 试样的最大宽度与最小宽度之差应不大于最小宽度的2%。3.4.5 试样经粗切或冲剪后，应通过机加工或铿加工对试样宽度进行修整，或采用纵向滚剪，去除粗加工可能造成试样的损伤及毛刺。可在测量长度以外作明确、永久的标记，但不应对以后的试验结果产生影响。3.4.6 加工成形的试样应进行稳定化热处理，热处理制度参见附录B。或由供需双方协商，不允许对经热处理后的试样进行校正。3.4.7 用精度为0.001mm、测量端平面直径不大于6.5mm的千分尺或其他相同等级精度的方法测定试样厚度。每件试样至少在其宽度中轴方向上测量3点，取其平均值。3.4.8 试样的尺寸按表1规定。表1单位为毫米试样厚度

12、S试样宽度b测量长度L试样总长度l0.600. 701. 00 125 100 1. 001. 20 150 125 圄9单位为毫米试样宽度b5 10 注三9 GB/T 8364-2008 5.5 试验程序5.5.1 用试样夹具将平直金属板夹紧，按其待测试样厚度调整测杆中心线至平直金属固定端的水平距离，等于试样的工作长度。并测量出水平状态位置。5.5.2 清除热处理后的试样夹持端面和测杆接触部位表面的氧化色，将试样低膨胀层向上，用试样夹具夹紧，并测出试样工作长度。5.5.3 将装有试样的试样夹具放人浴槽内，调整油温，当电子指示器显示试样达到水平位置时，记下此时的温度，为试样水平位置的温度。5.

13、5.4 用时间约2h从室温加热到100.C的加热速度缓慢加热，至少记下室温、50.C、75.C和100.C 自由端的位置。5.6 结果计算及误差5.6.1 结果计算5. 6. 1. 1 将上述测量过程所得温度与试样自由端的数值，用最小二乘法进行直线拟合。5.6.1.2 将试样的工作长度、厚度与上述拟合直线的斜率数值代人式(9)计算。5.6.2 计算公式及误差5.6.2. 1 截面均匀的，一端固定，另一端自由的热双金属平直条状试样，弯曲常数用式(9)求得:Kc = Kc去式中:L 试样的工作长度，单位为毫米(mm);Kc 热双金属弯曲常数，单位为每摄氏度(1/C); Kc一-拟合直线斜率，单位为

14、毫米每摄氏度(mm/C); 8 试样的厚度，单位为毫米(mm)。拟合直线斜率由式(10)求得:式中zn一测量点数;三TiL.: Yi - n L.: Tiy EEc=iz111 (L.: TY - n L.: T/ Ti一一各点测量温度，单位为摄氏度(C); Yi一相对测量温度Ti时的对应挠度，单位为毫米(mm)。. ( 9 ) . ( 10 ) 5.6.2.2 按上述过程测量，如相关系数YTy不小于0.9999时，则确保弯曲常数的数值具有三位有效数字。5.6.2.3 按本标准测得的弯曲常数，最大累计误差不超过:1:3%。注:附录E给出了弯曲常数的计算示例。6 试验报告如需要，试验报告应包括以

15、下内容za) 热双金属的牌号和炉号;b) 制造者;c) 热处理制度zd) 试样尺寸;10 GB/T 8364-2008 e) 试验温度范围;f) 试验值(比弯曲、温曲率、弯曲常数hg) 试验员;h) 试验日期;i) 试验报告编号。11 GB/T 8364-2008 附录A(规范性附录厚度小于0.3mm采用平螺旋热双金属试样温曲率试验方法A.l 适用范围本方法适用于测量厚度小于0.3mm热双金属的温曲率。A.2 方法摘要把热双金属片材绕成平螺旋试样，放在温度均匀的浴槽或恒温箱中加热，测量各温度下的偏转角度，然后通过公式计算得到该温度区间的温曲率。A.3 温曲率温曲率按式CA.1)计算z旦T二tn

16、-Z S一 A哇Fhu - nu nu -F .( A.l ) 式中:F一温曲率，单位为每摄氏度O/C); T)为起始温度，单位为摄氏度(C); Tz 为终了温度，单位为摄氏度CC); 伊1温度T)时平螺旋自由端的角度，单位为度C);伊2一一温度Tz时平螺旋自由端偏转角度，单位为度C); 试样厚度，单位为毫米(mm);L螺旋试样的测试长度，单位为毫米(mm)。A.4 仪器设备A. 4.1 浴槽同3.3.30A.4.2 温度测量装置同3.3.2.3。A.4.3 角度测量装置采用最小分度为o.5。的角度测量仪器来测量热双金属片螺旋试样自由端的偏转角度。A.4.4 试样支架用来牢固地夹住平螺旋试样，

17、保证在整个试验过程中平螺旋试样自由端能自由地偏转，而且更换样品方便，便于测量工作的进行，试样安装轴直径为6mmo A.4.5 指针由直径0.8mm金属所制成，一端采用适当的方法与螺旋试样外端固定，一端向上可伸出液面之上，便于测量螺旋试样受热时的偏转角。A.5 试样及制备A. 5.1 试样是平螺旋形、没有明显的缺陷，将低膨胀层卷绕在外边，内径为7mm，内接头长度5mm, 外径小于24mm，没有接头。A.5.2 试样厚度要求同3.4.30A. 5. 3 试样厚度测量同3.4.7。GB/T 8364-2008 A.5.4 试样的测量长度指随温度变化时能自由弯曲的螺旋部分，而不包括用于安装固定的部分，

18、测量长度应精确至:l:O.5mm。A.5.5 试样厚度、宽度与测量长度的关系见表A.LA.5.6 由切或剪得到要求的宽度、切口无毛刺。A.5.7 用点焊或其他办法把指针安装在螺旋形试样上。A.5.8 标记试样应打上明确耐久的标记，但不允许打在测量长度之内，以免对试验结果产生影响。A.5.9 热处理同3.4.6。A.6 试验程序A.6.1 按A.5要求制备试样，并固定在试样架上。A.6.2 当满足试验条件之后，把试样浸入浴槽之中，并记录下温度和角度的数值。A.6.3将试样温度调整到下一个选定的温度，待温度稳定后，测量并记录试样所处的温度和偏转角度。A.6.4 按A.6. 2和A.6. 3测量所得

19、的数据代人式(A.1)求得温曲率值。表A.l单位为毫米试样厚度S试样宽度b试样测量长度tO. 10(80. 13 2.5 200 O. 13(80. 15 3.0 250 0.15(80.20 3.5 250 0.20(80.23 4.0 250 O. 23(80. 30 4.5 300 注:测量长度、温度、厚度和角度位置测量的累计误差能使同一条试样的接连两次的温曲率有所差异。对各种试样尺寸，温曲率和温差用统计近似法得出的最大累计误差列于附录D表D.2，13 GB/T 8364-2008 附录B(资料性附录)热双金属推荐热处理制度B.l 各种牌号热双金属的稳定化热处理温度参照表B.l的规定。B

20、.2 按表B.l的温度保温时间1h2 h，必要时可在保护气氛的炉内进行热处理。表B.l热双金属的稳定化热处理温度温度/C180200 250-270 260-280 300320 380-400 400420 511413 5Jl306A/B 5Jl4140 51101751320A/B 510170 5J0756 热511416 5Jl309A/B 515120 51380 51325A/B 511075 双5J1 411A/B 5J20110 51480 51430A/B 金5J1 417 A/B 51580 5Jl433A/B 属5J1435A/B 牌51440A/B 号51445A/B

21、 注:本表数据选自GB/T4461 热双金属带材附录A。14 GB/T 8364-2008 C.1 直条形温曲率计算实例C. 1. 1 试验资料附录C(资料性附录)温曲率计算实例试样尺寸:厚度0.513mm;宽度8.76mm;总长度108mm;测量长度76mmo 试验数据:温度T1=36.8oC;T2 =94.9 oC;挠度fl=一0.818mm;f2 =1. 387 mmo C. 1.2 计算合并等式(7)和式(8)得出下式zF 一旦旦一)f2 fl . -T 2 -T1八飞L2十4f28十41V十4fl+4fiJ 二8X 0.513 X 1. 387 -;-(762十4X1.387XO.

22、513十4X1.3872)十O.818-;-(762-4XO. 818XO. 513十4XO.8182)J-;-(94. 9-36. 8) =0.000 026 93 jC C.2 平螺旋法温曲率计算实例C. 2.1 试验资料试样尺寸:厚度0.277mm;宽度4.76mm;总长度309.6mm;测量长度304.8mm。-一一试验数据:温度T1=10.7 oC汀2=93.2 oC;偏转角度伊l二12.50;P2二171.2500C.2.2 计算F = 0.015 48旦=0.015 48 机一伊1L(T2-T1) =0.015 4XO. 277X (171. 25一12.5)-;-304.8-;

23、-(93.2一10.7)=0.00002692CC-1) 15 G/T 8364-2008 附录D(资料性附录)热双金属温曲率测量误差表D.l直条形试验温曲率测量的最大累计误差温曲率的最大误差/土%温曲率F/1/C厚度/mm长度l/mrnt.T=50 c t.T=100 c t.T=150 .C 43X 10-6 2.50 130 O. 90 0.40 0.35 43X10-6 2.25 130 0.88 0.47 0.35 43X10-. 2.00 130 0.86 0.47 0.35 43X10-6 1. 75 130 0.86 0.47 0.35 43X10-6 1. 50 130 0.

24、86 0.47 0.37 43X 1O-6 1. 25 130 0.84 0.48 O. 38 43 X 10-6 1. 00 100 1. 02 0.61 0.49 43 X 10-6 0.75 100 0.94 0.59 0.51 43 X 10-6 0.50 75 1. 06 0.75 0.70 43 X 10-6 0.40 60 1. 16 0.90 0.86 43 X 10-6 0.30 50 1. 33 1. 11 1. 06 23X10 2.50 130 1. 11 0.57 0.41 23X10 2.25 130 1. 06 0.54 0.40 23X10 2.00 130 1

25、. 01 0.54 0.40 23 X 10-6 1. 75 130 0.97 0.52 0.39 23XI0斗1. 50 130 0.93 0.49 0.40 23 X 10-6 1. 25 130 0.91 0.51 0.40 23 X 10-6 1. 00 100 1. 08 0.63 0.52 23X10 O. 75 100 0.99 0.62 0.53 23X10-6 0.50 75 1. 13 0.78 O. 70 23X 10 0.40 60 1. 23 0.93 0.86 23 X 10-. 0.30 50 1. 42 1. 11 1. 07 13X10-6 2.50 130

26、1. 63 0.84 0.57 13X10-6 2.25 130 1. 51 O. 77 0.54 13X 10-6 2.00 130 1. 40 0.72 0.51 13X10-6 1. 75 130 1. 29 0.67 0.47 13X10 1. 50 130 1. 18 0.63 0.46 13X10-6 1. 25 130 1. 09 0.59 0.44 13X10 1. 00 100 1. 29 0.72 0.56 13X10-6 0.75 100 1. 14 0.68 0.56 13X10 0.50 75 1. 32 0.86 0.75 13 X 10-6 0.40 60 1.

27、43 0.99 0.89 13X 10-6 0.30 50 1. 69 1. 23 1. 12 4XI0 2.50 130 5.05 2.53 1. 53 16 GB/T 8364-2008 表D.1 (续)温曲率的最大误差/士%温曲率F/l/C厚度8/mm长度Z/mmb.T=50 c b.T=100 c b.T=150 .C 4X10-6 2.25 130 4.57 2.28 1. 53 4X 10 2.00 130 4.06 2.04 1. 36 4X10-6 1. 75 130 3. 58 l. 81 1. 21 4X10-6 1. 50 130 3.09 1. 56 1. 05 4X

28、10-6 1. 25 130 2.62 l. 33 0.91 4X 10 1. 00 100 3.05 1. 57 1. 09 4 X 10-6 0.75 100 2.59 1. 35 0.96 4X 10-6 。.5075 3.06 1. 62 1. 18 4X 10-6 。.4060 3.24 l. 76 1. 32 4X 10 0.30 50 4.06 2.20 1. 65 表D.2温曲率测量的最大累计误差(平螺旋法)温曲率的最大误差/士%温曲率F/l/C厚度8/mm长度Z/mmb.T=50 .C b.T=100 C b.T=150 .C 43 X 10-6 0.300 300 1. 2

29、8 1. 06 1. 01 43 X 10-6 0.250 300 1. 43 1. 27 1. 19 43XI0-6 0.200 250 1. 67 1. 50 l. 47 43 X 10-6 0.150 250 2.08 1. 95 1. 93 43 X 10-6 0.125 250 2.44 2.34 2.31 43X 10-6 O. 100 200 3.00 2.92 2.90 23 X 10-6 0.300 300 l. 34 l. 07 1. 01 23XI0 0.250 300 1. 47 1. 24 1. 19 23XI0 0.200 250 1. 69 1. 52 1. 48

30、 23X 10-6 O. 150 250 2.10 1. 95 1. 93 23X 10-6 O. 125 250 2.45 2.34 2.31 23XI0-6 O. 100 200 3.01 2.92 2.90 13X 10-6 0.300 300 1. 53 1. 16 1. 05 13X 10-6 0.250 300 1. 59 1. 28 1. 22 13X 10-6 0.200 250 1. 80 1. 55 1. 49 13 X 10-6 O. 150 250 2.14 1. 98 1. 94 13XIO O. 125 250 2.47 2.34 2.31 13XIO O. 100

31、 200 3.03 2.92 2.90 4XI0一O. 300 300 3.32 1. 85 1. 43 4XI0一O. 250 300 2.96 1. 79 1. 47 4XI0一0.200 250 2.95 1. 95 1. 69 4XI0一o. 150 250 2.71 2.17 2.02 4XI0一O. 125 250 2.89 2.45 2.37 4XI0- O. 100 200 3.38 3.01 2.94 17 GB/T 8364-2008 附录E(资料性附录)弯曲常数计算实例E. l 试验资料a) 编号41-1;b) 试样尺寸z厚度0.77mm;宽度10mm;工作长度100mm

32、; c) 试验数据z见表E.1。表E.lT, T2 T, T4 温度26. 1 c 50 c 75. 1 c 100 C Y, Y2 Y3 Y4 挠度1. 911 mm 6.178 mm 10.578 mm 15.162 mm E. 2 弯曲常数的计算公式kc=KJ TZ n号-n号nZ一、川172时-、，/甲=-JfB飞K E. 2.1 计算:T = 25 1. 2 CT)2 = 63 101. 44 y = 33.829 T2 = 18 82 1. 22 Ty = 2 669.358 n = 4 Kr一251.2 X 33.829 - 4 X 2 669. 358 - 63 101. 44

33、一4X 18 82 1. 22 8 497.845-10677.432 63 101. 44一75284.88 -2179.587 -12 183.44 =0.1789(mmjC) O. 77 A AAA Ann / -1 一=一一=0.000 077 (mm一)L Z 1002 Kc二K飞主=0.178 9 X O. 000077 =13.8X10-6CC一1) E.3 相关系数计算公式:Yrv =土生二.jLrrLyy L乃二三(T，-T)Cy，才)i=l T=tZTs 18 3=tzyz L= (T;-T)2 Lyy = (y;_y)2 GB/T 8364-2008 式中:YTy -_相

34、关系数;LTy一-1点的温度值与n个温度的平均值之差乘以i点的挠度值与n个挠度的平均值之差的集合(i=ln); L二t点的温度值与个温度的平均值之差的平方的集合(i=l的pLyy一i点的挠度值与n个挠度的平均值之差的平方的集合(i=ln); n一试验观测次数(本试验n=的。E. 3. 1 计算:豆=士(Yl十Yz+ Y3十Y4)=士(1.911+6川+10刑十15阳=士X33.829 =8.457 T=?(T1十巳十T3+ T 4 ) =士l十5川5旧0=士X25 1. 2 =62.8 L= (26. 1 -62.8)2十(50- 62. 8)2十(75.1 - 62. 8)2十(100- 6

35、2. 8)2 二1346.89十163.84+15 1. 29十1383.84 =3 045.86 Lyy = (1.911-8.457)2+(6.178-8.457)2十(10.578- 8. 457)2 + (15. 162 - 8. 457)2 =42.850十5.194十4.499十44.957=97.5 L Ty = (26.1 -62.的(1.911-8.457)十(50- 62. 8)(6.178 - 8. 457) 十(75.1一62.的(10.578-8.457)+(100-62.的(15.162-8.457)二240.238+29.171十26.054+249.426=54

36、4.889 Yry = 544. 889 -7- ;3 045. 86 X 97. 5 =544.889 -7- 544.951 =0.999 9 注:说明本次测量结果能确保弯曲常数有效三位有效数字。DON-寸的vH回。国华人民共和国家标准热双金属热弯曲试验方法GB/T 8364-2008 中睡中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，100045网址电话，6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张1.5字数38千字2008年口月第一次印刷开本880X12301/16 2008年11月第版* 书号，155066 1-34815定价20.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533GB/T 8364-2008