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1.热双金属比弯曲试验

（1）试验原理 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、位移测量杆和电接触指示器组成一个闭合回路。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，如图8-25所示。

（2）试验步骤及结果表示 试验按下面步骤进行：

1）试样经热处理后，表面产生氧化或存在污物，应仔细清除，以提高电子接触指示器的灵敏度。

2）用试样夹持器将平直的标准板（单金属材料制成）一端夹紧后，用千分尺测量夹持器侧面至测量杆中心的距离L，该距离的测量精度为0.05mm。旋动测挠仪的测微头，测量基准点M₀位置。

当试样夹持器是由下往上夹紧时，测微头读数D与基准点M₀的关系为

D=M₀

图8-25 热双金属弯曲示意图

δ—厚度 L—试验长度 T₀—平直状态温度 T₁、T₂—弯曲时温度 R₁、R₂—曲率半径 M₀—自由端中心线位置 M₁、M₂—弯曲时中心线位置

f₁、f₂—对应M₁、M₂位置的挠度其中，f₁是指试样自由端位于水平位置以下时，其值为负值；f₂是指试样自由端位于水平位置以上时，其值为正值 Δf—挠度差，Δf=f₂-f1

式中 D——测微头读数，单位为mm；

M₀——基准点，单位为mm。

当试样夹持器是由上往下夹紧时，测微头读数D与基准点M₀的关系为

M₀=D+H-δ

式中 M₀——基准点，单位为mm；

D——测微头读数，单位为mm；

H——标准板厚度，单位为mm；

δ——试样厚度，单位为mm。

3）试样低膨胀层向上，安放在试样夹持器中夹紧。在一般情况下，试样厚度不大于1mm时夹紧力宜大于196N（20kgf），试样厚度大于1mm时夹紧力宜大于343N（35kgf）。

4）将测挠仪的试样部分放入温度为20～25℃的浴槽内，待温度稳定后旋动测微头，测定温度为T₁时试样自由端的挠度f₁，同时记录此刻试样的温度为T₁。当试样自由端位于水平位置以上时，f₁为正值；当试样自由端位于水平位置以下时，f₁为负值。

5）将测挠仪的试样部分放入温度为125～130℃的浴槽内，按4）规定测定温度为T₂时试样自由端的挠度f₂，并计算出T₂和T₁时试样的挠度差Δf。

6）最后将试样冷却至T₁或其附近，按2）的规定复核试样自由端的挠度，并按下式计算比弯曲：

式中 K——比弯曲，单位为℃^-1；

δ——试样厚度，单位为mm；

T₁——测量初始温度，单位为℃；

T₂——测量结束温度，单位为℃；

f₁——温度为T₁时的挠度，单位为mm；

Δf——测量温度为T₂和T₁时试样的挠度差，单位为mm；

L——试样测量长度，单位为mm。

再按下式计算比弯曲：

式中 K——比弯曲，单位为℃^-1；

Δf——测量温度为T₂和T₁时试样的挠度差，单位为mm；

δ——试样厚度，单位为mm；

L——试样测量长度，单位为mm；

T₁——测量初始温度，单位为℃；

T₂——测量结束温度，单位为℃。

如果两种计算结果误差超过了0.5%，则按供需双方商定，在下列条件中选一项重做试验：①在相同温度范围内试验同一试样；②在不同温度范围内试验同一试样；③在相同温度范围内试验另一试样；④在不同温度范围内试验另一试样。

图8-26和图8-27为（K/δ）-（f_l/Δf）分界曲线图。

如果按下式计算出K值：

使点（K/δ，f_l/Δf）位于图8-26和图8-27分界曲线的上方，则应按下式计算K值：

仲裁试验按上式进行。

图8-26 分界曲线图Ⅰ

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图8-27 分界曲线图Ⅱ

2.热双金属温曲率试验

（1）测量原理 将热双金属试样放置在相距一定的测量长度的两个锥形支座上，测量试样测量点的位移与温度变化的关系，通过计算得到温曲率F。F可用下式计算：

式中 F——温曲率，单位为℃^-1；

δ——试样厚度，单位为mm；

T₁、T₂——试验温度，单位为℃；

R₁、R₂——试样纵向中心线的曲率半径，单位为mm，按下式计算：

式中 f——挠度（试样低膨胀面纵向中心线处测量点与试样支座连线间的垂直距离），单位为mm，按图8-28测量；

L——支点间距离，单位为mm；

δ——试样厚度，单位为mm。

（2）试验步骤及结果表示 试验按下面步骤进行：

1）清除热处理之后试样表面上的污物和氧化皮，以便提高电子指示器的灵敏度。

2）把试样安放在试样架的支座上，高膨胀层在上，旋动千分尺在室温时测其原始位置。在试样的中央部位施加轻微的压力，然后把压力去掉。如果由于重复施加压力出现原始位置明显的变化，则应在试验之前找出其原因并加以纠正。

3）当开始条件满足要求后，观测室温时的挠度和温度，并记录其结果。

4）把试样的温度调整到下一个选定的温度，待温度稳定后，测量和记录试样中央或中央附近的温度。

5）测量和记录挠度。

6）在取得满意的测量温度和相应的挠度数据后，可调整到下一个设定的温度，按上述规范继续进行试验。

7）最后要在室温或室温附近做一次测量，目的是确定是否存在永久变形和机械事故以及它们影响温曲率的测量是否在精度要求范围内。如果影响是明显的，则按供需双方商定，在下列条件中选一项重做试验：①在相同的温度范围内试验同一试样；②在不同的温度范围内试验同一试样；③在相同的温度范围内试验另一试样；④在不同的温度范围内试验另一试样。

3.热双金属弯曲常数试验

（1）测量原理 一端固定的热双金属片，其单位厚度和单位长度在温度变化1℃时，自由端挠度的变量称为热双金属弯曲常数K_c。热双金属弯曲常数试验方法采用悬臂梁法，由试样夹具、试样、电接触指示器及位移测量装置组成一个闭合电路，如图8-29所示。室温时调整位移测量装置的测微器、测量杆与试样表面自由端接触，电接触指示器发出信号，利用曲率随温度变化的试样作为闭合电路的开关，来测量试样自由端的挠度变化。

（2）试验步骤及结果表示 试验按下面步骤进行：

1）试样尺寸应符合表8-10的规定，试样的形状如图8-30所示。

图8-28 挠度的测量

1—试样 2—中心线 3—支点 R—试样纵向中心线的曲率半径 δ—试样厚度 L—支点间距离 f—点状支点时的挠度

图8-29 弯曲常数测量图

1—试样高温位置 2—试样室温位置 3—电接触指示器 4—绝缘体 5—试样夹具 6—位移测量千分尺

表8-10 弯曲常数测量用试样的尺寸 （单位：mm）

2）用试样夹具将平直金属板夹紧，按待测试样厚度调整测量杆中心线至平直金属板固定端的水平距离，使其等于试样的工作长度。

3）清除热处理后试样夹持端面和测量杆接触部位表面的氧化皮，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。

图8-30 试样形状

4）将装有试样的试样夹具放入浴槽内，调整油温。当电接触指示器显示试样达到水平位置时，记下此时的温度，为试样水平位置时的温度。

5）以约2h时间从室温加热到100℃的加热速度缓慢加热，至少记下室温、50℃、75℃和100℃时自由端的位置。

6）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，弯曲常数用下式计算：

式中 K_c——热双金属弯曲常数，单位为℃^-1；

δ——试样的厚度，单位为mm；

L——试样的工作长度，单位为mm；

K_c′——拟合直线斜率，单位为mm/℃，按下式求得

式中 n——测量点数；

T_i——各点测量温度，单位为℃；

y_i——相对测量温度T_i时的对应挠度，单位为mm。