熱學性能膨脹分析

關于熱學性能膨脹分析第1頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1熱膨脹系數

一、線膨脹系數熱膨脹:物體的體積或長度隨溫度升高而增大的現象。不同的材料升高相同的溫度膨脹量不相同。膨脹系數：溫度升高1K時，物體的相對伸長。用αι表示固體材料的膨脹系數并不是一個常數，也就是說相同的材料的膨脹系數隨溫度的變化而變化。因此用平均膨脹系數表示第2頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月二、體積膨脹系數第3頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月3、熱膨脹的物理本質第5頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月4、膨脹系數和其他性能的關系（1）熱膨脹和結合能、熔點的關系質點間結合力越強，結合能越大，熔點越高，熱膨脹系數越小第7頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）熱膨脹與溫度、熱容關系

第8頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月5、影響膨脹性能的因素（1）相變的影響一級相變：A→PMF及同素異構轉變二級相變：有序無序轉變，磁性轉變等第10頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）成分和組織結構的影響固溶體：第13頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月不同結構的物質：多相體：第14頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月各向異性的物體：第15頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2膨脹的測量一、光學膨脹儀（1）光杠桿法第16頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）光干涉法第17頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月二、點測試膨脹儀（1）電感式膨脹儀第18頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)電容式膨脹儀第19頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3膨脹分析的應用一、確定組織轉變溫度1、轉變點的測量第20頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2、碳鋼的膨脹分析曲線亞共析鋼的加熱膨脹曲線如圖示，根據亞共析鋼的加熱膨脹曲線分析亞共析鋼在奧氏體化過程中組織隨曲線的變化情況。

從圖中可看出，亞共析鋼的加熱膨脹曲線分為共析轉變和自由鐵素體兩個階段。曲線上ae段對應與珠光體轉變?yōu)閵W氏體過程，由于奧氏體的比容比珠光體小，因此組織轉變使試樣產生明顯的收縮導致曲線陡直下降。曲線eb段對應于鐵素體溶解于奧氏體的過程，由于加熱時在一個溫度區(qū)逐漸完成，因此曲線緩慢下降。轉變結束后直線的斜率增加，說明奧氏體的膨脹系數較珠光體大。第22頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月共析鋼和過共析鋼第23頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月二、研究鋼的等溫轉變（TTT圖）

用膨脹分析法繪制共析鋼的等溫轉變的動力學曲線，并簡述其原理及過程。1）AC是加熱膨脹曲線，加熱過程中，由于奧氏體的比容較小，試樣收縮，轉變結束，試樣繼續(xù)隨溫度的增加而增加，完成奧氏體化過程。2）OE為試樣冷卻等溫轉變曲線，冷卻過程中由于等溫轉變產物的比容大于奧氏體，曲線隨時間增加而伸長，由于試樣的伸長和轉變量成正比，可用試樣的伸長表示轉變量，即該曲線表示轉變量與時間的關系曲線，B點和E是曲線的拐點，分別對應轉變的開始時間點t1和轉變終了時間t2點。4）把每一個溫度測得轉變開始點與終了點連成曲線即得共析鋼轉變的TTT圖。

第25頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月三、Ms點的測量奧氏體轉變產生明顯的體積效應，用膨脹分析法可獲得較好的測量效果但A→M冷卻速度較快，因此必須具有相應的淬火機構和快速記錄裝置，一般用光學膨脹儀或全自動膨脹儀測量。第27頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023