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不锈钢纤维及其织物的电阻与温度关系研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-13  浏览次数:35 选择视力保护色:

[摘要]  中华不锈钢网信息显示:固溶处理后进行调整处理的目的是升高MS点,获得必要数量的马氏体从而使钢强化。时效处理(H处理)是使

  中华不锈钢网信息显示:固溶处理后进行调整处理的目的是升高MS点,获得必要数量的马氏体从而使钢强化。时效处理(H处理)是使此类钢强化的另一途径,当时效温度高于400°Q从马氏体基体中沉淀析出金属间化合物。
  
  调整处理经常采用以下三种方法:中间时效法(简称T处理法)、高温调整及深冷处理法(R处理法)、冷变形法(C处理法)。根据调整处理的方法不同,沉淀硬化不锈钢的热处理制度可分为三种,即RH制度、TH制度和CH制度。
  
  0Cr17N 3钢是国内新研制的沉淀硬化不锈钢,主要用作飞机后机身的托板螺母,采用的热处理制度为RH制度。本试验围绕RH制度开展0Cr1T Ni5Mo3钢热处理工艺研究,采用正交设计法研究固溶温度、固溶时间、调整处理温度和调整处理时间对0Cr17Ni5Mo3钢力学性能的影响。
  
  1试验方法及过程11原材料试验所用的原材料为上海五钢集团有限公司生产的令22mm热轧棒材,熔炼炉号为932512化学成分示于表:1表1化学成分w 2试验方案调整处理温度的选择。选取5个调整处理调整处理时间的选择。选取5个调整处理收稿曰期:20060315修订曰期:20060523高强度结构钢和不锈钢材料研究。
  
  上述试验方案,若采用全排列方法安排试验,需进行5X5X5X5=625组试验,试验量非常庞大。
  
  为此采用正交设计法安排试验,选择6因素5水平的正交设计表(),这样只需进行25组试验,15(51)正交设计表示于表2表2正交设计表Ld)1h空冷。21正交设计试验结果固溶时间:10min调整处理温度:920°Q空冷。
  
  纺织结构复合材料是以纺织预制件为增强材料的先进复合材料,已广泛应用于航空、航天、舰船、原子能、交通、机械、建筑等工业领域。然而复合材料结构在成形和使用过程中常常会在温度变化下受到大应变的作用,这就要求使用损伤检测传感技术来阻止一些重大损伤,因而需要一种传感器,既能对高温又能对大应变进行测量,从而对材料的选择及设计有一个指导作用,但是这种传感器目前国内外尚未见报道。金属导电纤维或纱线电阻值随应变/温度的变化而变化,其本身耐高温,但纱线断裂应变小,且电阻响应灵敏度低,不能满足测量要求。本工作利用金属纤维纱设计了一种针织结构来形成金属导电纺织结构传感器,对其织物的应变与电阻关系进行了研究,通过。分别将测量探头放在烘箱内外进行测量,由于探头不耐高温,所以仅升温到52°C.a是烘箱内测量的纱线电阻值,b是在烘箱外测量总电阻减去烘箱外纱线电阻值,烘箱外测量的电阻包含了烘箱外的纱线及烘箱内外的温度梯度的影响,由于烘箱外纱线不经受温度的作用,因此减去其电阻后与烘箱内测量的差异主要是由于烘箱内外的温度梯度的影响。从可看出,纱线电阻随温度增加而增加,且为一线性关系。其中降温曲线在升温曲线之上,这是由于电阻随温度变化的滞后性所引起。另外在烘箱外测量的电阻变化灵敏度要略大于烘箱内测量的电阻,这是由于烘箱内外温度差异,导致一根纱线上存在温度梯度及进而存在一定的热传导的原因。
  
  烘箱内(a)和烘箱外(b)纱线电阻随温度的变化为纱线相对电阻随温度的变化关系。由曲线拟合可知,在烘箱内测量的相对电阻变化的灵敏度:升温为0.0574%/°C,降温为0.0516%/°C,在烘箱外测烘箱内(a)和烘箱外(b)纱线相对电阻随温度的变化关系量的相对电阻变化的灵敏度:升温为0.0686%/°C.降Fig,3因此在烘箱外做实际标定时要做一个修正。
  
  为铁-铬-镍合金的电阻率随温度的关系。曲线表明在0~400°C之间为一直线,即电阻率随温度增加而线性增加,本实验过程中,温度范围为0~260°C,因此认为电阻率随温度线性增加。在中,此温度范围内其电阻率变化灵敏度为0.067X10-8Qm/°C.假设不锈钢长丝纱为一导体,在温度变化时其电阻为温度的函数,可写为:S(T):R(7),p(7),l(T)和S(T)分别是电阻,体积比电阻,纱线长度及横截面积,其中横截面积又是纱线直径d的函数,它们都是温度的函数。
  
  兀(25°C)时,电阻率为73x10-sQ.m,电阻率变化灵敏度dp(T)I x10-8Q.m/°C,纱线长度l(T.)为100m,直径d(T0)为0.3mm,不锈钢对温度的线膨胀系数为:17.8xl0-6/K,为测量值比计算值要大,第1个原因是由于不锈钢纱是由275根单丝组成,并不是一个整体;第2个原因是计算用的参数有可能与实际材料的参数不同。但是总的来说,计算结果与实验结果还是接近的。
  
  3.2织物电阻随温度的变化为炜平织物电阻随温度变化曲线。织物电阻随温度T增加而减小,与纱线的情况正好相反,这是由于其传感机理不同。在温度开始变化时即100C以前,织物电阻变化与后来的变化斜率不同,这是由于织物的使用需要一个训练的过程,在一定的温度范围内,电阻与温度成线性关系,升温曲线和降温曲线并不重合,且降温曲线在升温曲线之下。这一方面是由于温度变化的滞后性,另一方面是由于其中还包含有纱线的电阻变化及手工织物结构间的不均匀。我们设计的针织结构不仅能达到大应变的要求,同时大大提高了温度测量的灵敏度。
  
  中华不锈钢网信息显示:由于是在烘箱外测量,因此测量的电阻包含织物、烘箱内纱线及烘箱外纱线测量的电阻总和:这里,Rf,Ryl和Ry2分别是织物电阻,烘箱内受温度变化和烘箱外不受温度变化的纱线电阻。因此织物随温度的相对电阻变化为:dR/尺仍这里,Rf0是织物在25°C时的电阻,每单位长度纱线电阻为0.3106Q/cm,因此对长度为70cm和130cm的Ry1和Ry2在25C时分别为21.7420Q和40.3780卩。而总的初始电阻为80.0890Q,因此织物的初始电阻为17.9690Q.由实验可知,总的电阻随温度变化的灵敏度:升温时为-0.15609Q/C,降温时为-0.15343Q/C,而纱线的相对电阻随温度变化的灵敏度:升温时为0.057%/C,降温时为0.052%/C,因此根据公式(8),织物的相对电阻随温度变化的灵敏度:升温时为-0.9376%/C,降温时为-0.9168%/C.织物相对电阻随温度变化灵敏度大约为纱线相对电阻随温度变化灵敏度的17倍,这意味着纺织结构有助于提高温度传感的灵敏度和精度,本测量系统的分辨率为0.0001Q,因此可计算出织物对温度传感的精度:升温为5.9555x10-4C,降温为3.3温度引起电阻变化机理分析不锈钢纱线电阻随温度增加而增加,这与金属材料的电阻率随温度增加而增加相一致,而不锈钢纱线织物在温度变化时,其电阻将受到以下几个因素的影响:纱线电阻率的变化是由于热膨胀使织物中纱线尺寸发生变化,纱线间及线圈间接触状态的变化。根据接触电阻的接触理论,影响接触电阻的因素可以用下式来表达:触压力,H为接触材料的硬度。当温度升高时,纱线电阻率略有增加,但由于热膨胀,接触点的数目n和接触压力都增加,材料的硬度H降低,相对来讲材料的电阻率p的影响较小,因此接触电阻Rc将随应变的增加而下降,由此可推断织物的传感机理主要是由于温度变化过程中纱线间接触电阻的变化所引起。
  
  4结论纱线电阻随温度增加而线性增加,在一定的温度范围内不锈钢织物的电阻为温度的线性函数,织物的电阻随温度增加而下降,与纱线电阻变化情况相反。
  
  差分析两种。极差分析法简便易行,计算量小,是一R为极差(每一列中最大值与最小值之差)极种常用的方法。用极差分析方法对表3的数据进行差的大小反映了该列所排因子选取的“水平”变动处理,处理结果示于表4I,IW和V分别表对指标影响的大小(即是否显着)。
  
  中华不锈钢网信息显示:把每个因子各个水平的实际取值按大小顺序在I(ah)=1112+1113+1110+1114+1114+横坐标上标出,再结合相应的数据和的值在坐标平1112+1135+1137+1125+1158+面上描出点并连成线,就可用图形直观地描述因子固溶温度、固溶时间、调整处理温度、调整处理余者依此类推,具体计算方法可有关正交时间对,%。》§,Aaira的影响, 极差分析结果Table叭IV小m从中可以看到,随调整处理温度升高和处理时间延长单调增加。在1Q2Q~11QQ°C范围内,随固溶温度的升高而增大。从中可以看到,02随固溶温度的升高而降低,随调整处理温度升高而增大。从中可以看到,§基本上随固溶温度的升高而降低,调整处理温度对§影响不大。从中可以看到,0基本上随固溶温度升高而降低,随调整处理温度升高而增大。表明,随固溶温度升高而降低。
  
  固溶温度'固溶时间'调整处理温度'调22验证试验结果整处理时间对§的影响验证试验结果示于表5和Fg3―tbn从中可以看出,ah和2随着调整处理温§和aT,TT变化不大调整处捆调整处理温度对拉伸和冲击性能的影响bookmark9温度对强度的影响规律与和是一致的。bookmark10用正交试验法获得的热处理制度已用于飞机零件的生产,并通过了装机评审、试飞和材料鉴定。bookmark11(1)在沉淀硬化不锈钢热处理研究中采用正交bookmark13钢的抗拉强度随固溶温度的升高而增大,而屈服强度'02和冲击韧性flKU则随固溶温度的升高而降低;在900~1000°C范围内,抗拉强度和屈服强度'02随调整处理温度的升高而增大。

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