ICS29.050
Q51
中华人民共和国国家标准
GB/T3074.4—2016
代替GB/T3074.4—2003
石墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法
Methodforthedeterminationofthecoefficientofthermal
expansionofgraphiteelectrodes
2016-08-29发布 2017-07-01实施
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发布
前 言
GB/T3074共分为4个部分:
———GB/T3074.1石墨电极抗折强度测定方法;
———GB/T3074.2石墨电极弹性模量测定方法;
———GB/T3074.3石墨电极氧化性测定方法;
———GB/T3074.4石墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法。
本部分为GB/T3074的第4部分。
本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。
本部分代替GB/T3074.4—2003《石墨电极测定方法 石墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法》,本
部分与GB/T3074.4—2003相比,主要变化内容如下:
———删除公式推导过程(见2003年版的3.2);
———将图1中的伸长计改为位移测量装置(见图1);
———在热膨胀仪部分增加了“可通入保护气体”(见4.1);
———将热膨胀仪上测量膨胀量的设备由千分表改为位移测量装置(见4.3);
———将温度表改为温度测量装置(见4.4);
———试验尺寸部分删去了测温孔加工要求(见2003年版的5.1);
———试样尺寸部分将长度改为“应不小于50mm”,删去长度偏差的要求(见5.3);
———删去千分表的回零操作,改为“记录位移测量装置初始读数或将装置回零”(见6.1);
———结果计算部分公式中“(室温~600℃)”改为“ΔT”(见第7章)。
本部分由中国钢铁工业协会提出。
本部分由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。
本部分起草单位:中国平煤神马集团开封炭素有限公司、山西西姆东海炭素材料有限公司、湖南省
郴州市产商品质量监督检验所(国家石墨产品质量监督检验中心)、冶金工业信息标准研究院。
本部分主要起草人:梁冉、陈文来、万建民、张向军、刘建海、马卫、周智勇、李建新、郑景须、张宝平、
路培中。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
———GB/T3074.4—1982、GB/T3074.4—2003。
ⅠGB/T3074.4—2016
石墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法
1 范围
GB/T3074的本部分规定了石墨电极热膨胀系数的测定原理、仪器设备、试样制备、试验步骤和结
果计算。
本部分适用于普通功率、高功率、超高功率石墨电极及总膨胀量在600℃时不超过1mm的其他固
体炭材料,温度范围为室温~600℃的热膨胀系数。如需测试其他温度范围内的热膨胀系数,则可参照
本方法进行。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T1427 炭素材料取样方法
GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
3 定义及原理
3.1 定义
热膨胀系数是指材料受热膨胀程度的变量,即当温度升高1℃时,单位长度的固体材料所引起的沿
某一特定方向上的膨胀量称为该材料沿那个方向上的线膨胀系数。
3.2 原理
如原理图(见图1)所示,试样和石英参照物安装在同一基座上,试样的另一端与顶杆相接触。当炉
子加热时,试样、顶杆、参照物同时被加热膨胀,由于顶杆与参照物都是同材质的石英标准物质,它们虽
然从炉内到炉外,所处的温区不同,但它们在同一水平位置的温度是相同的,两者的膨胀量相互抵消,而
与试样同长度的区域,由于材质不同不能抵消,因此位移测量装置的读数为试样与同长度参照物的相对
膨胀量,所以试样的真实膨胀量为位移测量装置的读数加上参照物的膨胀量。
图1 相对法线膨胀仪原理图
1GB/T3074.4—2016
4 仪器设备
4.1 热膨胀仪:凡温度能达到600℃以上,可通入保护气体(氮气或氩气),测量时两次重复试验误差不
超过±0.1×10-6℃-1的热膨胀仪均可采用。
4.2 游标卡尺:精度0.02mm。
4.3 位移测量装置:量程0~1mm,测量精度0.001mm。
4.4 温度测量装置:测量范围0~1000℃,精度等级0.1级。
5 试样制备
5.1 试样采取
按GB/T1427规定进行。
5.2 取样数量
每1批取2根平行试样。
5.3 试样尺寸
圆柱体或长方体试样,其直径或边长至少为最大骨料直径的2倍,但试样直径或边长应不小于
5mm、长度不小于50mm的圆柱体或长方体。
5.4 试样要求
两端面要垂直于试样轴向,其平行度不大于0.1mm/100mm,试样表面无可见裂纹或瑕疵。
6 实验步骤
6.1 打开热膨胀仪加热炉,将试样放入炉内石英管中,试样两端用石英垫片垫好,试样、石英膨胀计、石
英垫片要在一个中轴线上,然后将温度测量装置测温端紧贴试样1/2处侧表面放置,关闭炉盖,记录位
移测量装置初始读数或将装置回零。
注:如设备没有石英垫片则无关于垫片的操作步骤。
6.2 启动加热电炉电源开关,调整好电压、电流,记录时间、温度和膨胀量,将升温速率控制在6℃/min
以内,当温度升到400℃时,给加热炉通保护气体,流量5L/min。
6.3 当温度升至600℃时,保温5min后(600℃±5℃)记录膨胀量,电压调回零点。当炉温降至约
400℃时,停止通入保护气体,关闭电源开关。
7 结果计算
试样热膨胀系数α(℃-1)按式(1)计算:
α=ΔL
ΔTL0+α石英 …………………………(1)
式中:
α ———试样在室温~600℃的热膨胀系数,单位为每摄氏度(℃-1);
L0———试样在室温的长度,单位为毫米(mm);
2GB/T3074.4—2016
GB-T 3074.4-2016 石墨电极热膨胀系数 CTE 测定方法
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