Физические свойства металлов. Барсуков В.Н - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

35
расширения характеризуют объемным α
V
или линейным α
l
коэффициен-
тами термического расширения (КТР):
d
T
dV
T
⋅=
1
V
α
;
dT
dl
l
l
⋅=
T
1
α
(6.1)
где
V
Т
и l
Т
- объем и длина образца при температуре Т соответственно.
Между
α
V
и α
l
для изотропных металлов существует простая связь
l
T
dT
dl
ldT
dl
l
l
dT
dl
l
dT
dV
V
αα
3
1
3
3
11
3
T
2
T
3
T
3
T
T
V
=⋅=⋅=⋅=⋅=
Порядок величин
α
V
и α
l
~10
-6
град
-1
. Выражения (6.1) представляют
собой значения истинных коэффициентов термического расширения при
данной температуре.
На практике чаще пользуются значениями среднего ТКЛР для ин-
тервала температур
112
12
2
T
1
T
1
lTT
l
l
⋅
−
−
=
−
α
(6.2)
где
α
T1-T2
- средний ТКЛР для интервала температур от Т
1
до Т
2
(Т
1
<Т
2
);
l
1
- длина образца при температуре Т
1
;
l
2
- длина образца при температуре Т
2
.
Поведение КТР сплавов переходных металлов подчиняется следую-
щим закономерностям:
1. для механических смесей КТР сплава аддитивно складывается
из КТР компонентов и изменяется по прямой линии;
2. для твердых растворов КТР ниже рассчитанного по правилу
аддитивности и изменяется криволинейно. При этом любого сплава лежит
между значениями КТР компонентов.
В сплавах переходных и особенно ферромагнитных, металлов на-
блюдаются значительные отклонения от этих правил. Наибольший прак-
тический интерес представляет группа «инварных» сплавов - (Fe -Ni, Fe-
Pt, Fe-Co-Cr), у которых в определенном интервале температур значение
КТР остается постоянным, не зависящим от температуры, при чем КТР
может принимать даже отрицательное значение, т.е. сплав будет сжимать-
ся при нагреве (например, для сплава Fe - 55 ат.% Pt α
20-70
= -6⋅10
-6
град
-1
).
Все инварные сплавы ферромагнитны, имеют гранецентрированную ку-
бическую (ГЦК) решетку, и составы их на диаграмме состояний располо-
жены вблизи границы γ / γ+α областей. Аномалия теплового расширения
инварных сплавов имеет ферромагнитную природу. Установление ферро-
магнитного порядка (спонтанной намагниченности I
S
) сопровождается из-
менением объема (объемная (спонтанная) магнитострикция или магнито-
стрикция пара процесса λ
п
). Любое изменение I
S
будет, следовательно,
приводить к изменению объема. Это, в частности, происходит с ферро-

Страницы