【国家标准(GB)】 金属高温导热系数测量方法

中华人民共和国国家标准
金属高温导热系数测量方法
Measuring method for thermal conductivityof metal at high temperatureUDC 689 : 586.6
GB 3651-83
本方法为试样直接通电纵向热流法，适用于80~900℃温度范围内测量金属无相变温度下的导热系1方法原理和计算公式
1.1棒状试样通以直流电流时，产生的焦耳热主要沿试样纵向向两端传导。达热稳定状态后，认为试样上是一维纵向热流，对试样和侧向环境间的热交换予以修正，试样的导热系数由下式确定：1.521IV
d2 (A-eN)
-试样的导热系数，Cal/cm·s·℃，式中：一
1——试样工作区段平均长度1=+22
I———通人试样的直流电流，AV
一试样工作区段平均电压降，V=一d———试样直径，mm,
（1）
V、V分别为,、2上的电压降，mvsA—试样工作区段中点和端点间的温度差，℃，反映侧向热交换大小的系数：
N——标志试样和侧向环境温度差的函数，℃。t+
图1测量方法原理图
1一防热炉，2—均温管，3绝热材料，4—试样，5—测量环境温度热电偶，6一测量试样温度热电偶i、e、N由下列各式确定：
Af =t2
国家标准局1983-05-02发布
(2）)
（3）免费标准下载网bzxz
1984-08-01实施
式中：ti、t2、t3
、丝、t3
to1、t02 、t03
toyto2 . ti3
GB3651-83
ton+tos
tot+t'o3
No= t oz - t oz+
试样通电时试样端点、中点、另一端点之温度，℃，试样通电时侧向环境端点、中点、另一端点之温度，℃，试样不通电时试样端点、中点、另一端点之温度，℃，试样不通电时侧向环境温度端点、中点、另一端点之温度，试样不通电时试样中点和端点间温度差，℃一试样不通电时侧向环境中点和端点间的温度差，℃，49
一试样通电时侧向环境中点和端点间的温度差，C，42-
试样不通电时标志试样和侧向环境温度差的函数，℃。1.2试样之平均温度由下式确定：t=t2
2试样
摔状试样应符合图2（a）或图2（6）要求。220
图2棒状试样规格尺寸
Φ14~5±0.01mmz3~5±0.01mm，Li—100~140mm,L280~120mm
丝状试样直径d为13mm。
试样工作区段/为20～45mm。
试样数量：2个以上。
（5）
（9）
3测量设备及仪器
3.1测量设备
GB 3651-83
3.1.1用专门的管式防热炉使试样侧向有和试样温度相接近的环境温度，以减小试样和侧向环境间的热交换。防热炉内加金属均热管，其上之纵向温度分布应接近于二次抛物线分布。防热炉可采用对开式，均热管横断面圆周上各点间温度差应小于5℃。对防热炉温度进行自动恒温控制，控温精度为±0.5~1.0℃。3.1.2试样和均热管之间填充以绝热材料。用硬质绝热材料，如用泡沫三氧化二铝时，需在绝热材料和均热管之间均匀地填充以软纤维绝热材料。测环境温度的热电偶焊在长条金属薄片上，金属薄片置于软纤维绝热材料中，与绝热材料有良好的热接触。金属薄片距试样中心线距离应小于0.6！。绝热材料之导热系数和尺寸要保证使e小于1。3.1.3测量试样温度的热电偶必须点焊在试样上，使热电偶和试样间有良好的热接触和电接触，保证温度测量的可靠性。同时要求|二2「小于0.01。3.1.4实验真空度不低于5×10-4mmHg。3.1.5通人试样的直流电流稳定度高于±0.1%，波纹因数小于0.5%。3.2测温元件、仪器、量具。
3.2.1用镍铬一镍硅热电偶测温，电偶丝直径0.15~0.3mm，热偶丝材料应符合GB2614一81《新镍铬一镍硅热电偶丝及分度表》要求。3.2.2用测量试样温度热电偶的同极性丝作为测量试样工作区段电位的引线。测量试样工作区段电压降、热电偶热电势的仪器的最小分度为0.01mv。3.2.3测量通人试样直流电流的仪器的最小分度为0.01A。3.2.4用最小分度为0.02mm的游标卡尺测量试样工作区段长度l。用最小分度0.01mm的爆旋测微器测量试样直径d。
4实验条件及测量步骤
4.1当试样温度10分钟内变化小于0.5℃时，认为被测系统达到了热稳定状态，达此状态后测得数据有效。
4.2试样通入直流电流并达热稳定状态后，对各温度和电流、电压进行测量，然后改变电流的方向对各量再次进行测量，电流两方向下各量的平均值为实验值。4.3通过使用不同材料或不同尺寸的试样延伸棒和直流电流引线，或在试样两端加用可调功率的小电炉控制4，使其大小在10～50℃范圈内。4.4通人试样直流电流之大小应使丨N「小于5℃。5数据处理及测量结果
5.1将测得之数据分别代人（1）～（9）式，则得到金属材料无相变温度下的导热系数。5.2按GB1.1-81《标准化工作导则编写标准的一般规定》的附录C规定处理修约数据。5.3本方法所得导热系数的测量误差一般小于±5%。5.4根据各温度下导热系数的实测值求出温度与导热系数之关系（可用作图法），由此关系得出对应于一定温度下的导热系数值。58
GB 3651—88
附录A
测量设备的校准
(参考件）
用轧制状态的DT7纯铁和1Cr18Ni9Ti不锈钢作为校准用参考材料校准测量设备。材料之化学成分分别符合YB200-—75《电工用纯铁》和GB1220一75《不锈耐酸钢技术条件》的规定。样品在1000℃，1×10-4mmHg真空中加热两小时，随炉缓冷至室温退火。下表数据为以上样品导热系数的推荐值。温度
注：表中括号内数据供参考。
导热系数
Cal/cm-s .C
1Cr18Ni9Ti
导热系数
Cal/cm·s.'℃
在80～900℃温度范围内，对以上样品测得之导热系数值与上表推荐值偏差小于±5%，至900℃偏差小于±8%，认为测量设备可用。附加说明：
本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。本标准由有色金属研究总院等单位起草。本标准主要起草人姚隆卿、花桂泰、沈勇将等。59
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