热双金属螺旋形元件热偏转率试验方法
Test method for thermal deflection rate of spiral and helical coils of thermostat metal
(ASTM B 389-1981,MOD)
(送审稿)

前 言
本标准修改采用ASTM B389-1981（2004年复审确认）《热双金属螺旋形元件热偏转率试验方法》
本标准根据ASTM B389-1981（2004年复审确认）《热双金属螺旋形元件热偏转率试验方法》重新起草。为了方便比较在资料性附录A中列出了本国家标准和国际标准条款的对照一览表。
考虑到我国国情，在采用ASTM标准时进行了修改。
本标准与ASTM标准的主要技术性差异有：
——为适用我国行业内试验仪器的要求，取消了ASTM标准中对每一个测试温度下指针角度位置的精度为0.25℃的要求;
——为与相关标准相协调，温度T1、T2时的角度表示符号由A1、A2改为φ1、φ2。
本标准的附录A为资料性附录。
本标准由中国电器工业协会提出。
本标准由全国电工合金标准化技术委员会(SAC/TC 228)归口。
本标准起草单位：宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司、上海电科电工材料有限公司、桂林电器科学研究所、佛山精密电工合金有限公司。
本标准主要起草人：张忠民、陆尧、霍志文、谢永忠。

热双金属螺旋形元件热偏转率试验方法
1　范围
1.1　本标准规定了热双金属螺旋形元件热偏转率测量的原理、方法和设备要求。
1.2　本标准适用于测定热双金属平螺旋形元件和直螺旋形元件的热偏转率，也适用于厚度小于0.3mm热双金属温曲率的测量。
1.3　本标准是判定一批热双金属螺旋形元件验收或拒收的质量检验手段。
1.4　本标准有助于确定在某一偏转量下，螺旋形元件材料的最佳厚度和长度。
2　规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 2900.4 电工术语 电工合金
GB/T 4461-1992 热双金属带材
3　术语和定义
GB/T 2900.4确立的术语和定义适用于本标准。
4　方法摘要
将螺旋形元件试样的一端固定，测量试样另一端在某一温差下的转动角度。
5　测量装置
5.1　温度浴槽
一种能搅拌的恒温液槽或均匀加热箱体，浴槽中可放置试样架和可调的加热源。利用可调的加热源，使试样能保持在要求的温度下，在整个试验过程中浴槽的温度变化应控制在±0.3℃之内。
5.2　角度测量装置
一种能测量在不同试验温度位置的量角器，其最小分度为0.5°。
5.3　温度测量装置
由高精度水银温度计或其它温度测量仪器组成，精度应不低于0.3℃。
5.4　试样架
5.4.1　平螺旋形元件的试样架（见附录图A1），是一种固定平螺旋形元件的装置。试样夹或固定轴最好是圆截面的，其直径应尽可能大，在试验温度范围内，轴的外径不能与平螺旋形元件试样的内圈相接触。通过轴心，在轴的径向开一个槽，槽的深度应大于试样的宽度，槽的宽度应稍小于试样的厚度，使试样的中心固定端恰好推入并夹紧在槽中。槽在轴上的位置要使元件的旋转中心和轴中心同心。
5.4.2　直螺旋形元件的试样架（见附录图A2），是一种固定直螺旋形元件的装置。试样安装时，直螺旋形元件的轴线应处于垂直位置，试样的底端固定，顶端能随温度变化自由转动。若试样有中心固定端，应将此端放在底部，并固定在一个如5.4.1规定的轴的槽中，槽的深度应能使该端的整个高度全被夹住。如果试样没有中心固定端，则轴应有连接试样的螺纹孔、铆接或焊接位置，转角传动指针固定在试样的顶端，试样的中心线转角传动指针和角度测量装置应该同心。
5.4.3　允许有其它的试样安装方式，具体的安装细节，由供需双方协商。
5.5　转角指针
5.5.1　在平螺旋形元件试样的自由端固定一指针，使试样的转角能在角度测量装置上读出。指针应较轻，固定方法使指针的旋转完全反映试样随温度变化的位移，其它位移则对指针的旋转不影响，安装时，指针应位于角度测量装置和试样的径向中心线上。试样受热时，指针的尖端在角度测量装置的分度线上面缓缓移动，在整个试验过程中，指针不能与角度测量装置相接触。
5.5.2　直螺旋形元件的自由端固定在一轴上，轴传输试样的旋转，以便能在角度测量装置上读得数据。轴的上部安装指针，轴和指针都应较轻。固定方法应使指针的旋转完全反映试样随温度变化的位移，其它位移则对指针的旋转不影响。安装时，轴、试样及角度测量装置应位于同一中心线上，轴与角度测量装置互成直角，并通过其中心。
6　取样
6.1　用于控制材料质量的试样，其取材的长度方向应与轧制方向相同，应在带材宽度的不同位置上截取，然后以适当的方式绕制成平螺旋或直螺旋形元件试样。特殊的试样，由生产厂和用户协商。
6.2　在试样绕制成形后应进行稳定化热处理，以消除内应力。在热处理期间，试样应不受外加约束，使其可以自由偏转。热处理工艺过程取决于热双金属材料的性能，可按GB/T 4461的规定执行，或由供需双方协商确定。
7　程序
7.1　把带转角指针的试样安装在试样架上，把夹好试样的试样架放入起始温度t1的浴槽中，当试样达到t1的温度时，测量并记录转角指针的角度位置和浴槽的温度。
7.2　设定终了温度t2，当试样达到t2温度时，测量并记录转角指针的角度位置和浴槽温度。
8　计算
8.1　用式（1）计算平螺旋形或直螺旋形元件试样的热偏转率。

………………………………（1）

式中：
D ——热偏转率，单位为°/℃；
1——温度T1时的角度位置，单位为°；
2——温度T2时的角度位置，单位为°；
T1——初始测量温度，单位为℃；
T2——终了测量温度，单位为℃。
8.2　用式（2）计算厚度小于0.3mm热双金属温曲率。

………………………………（2）

式中：
F ——温曲率，单位为℃-1；
D ——热偏转率，单位为°/℃；
δ ——试样厚度，单位为mm；
l ——螺旋形元件计算长度，单位为mm。
9　试验报告
试验报告应包括下述内容：
—— 热双金属型号；
—— 材料尺寸；
—— 螺旋形元件试样的尺寸;
—— 稳定化热处理温度和时间；
—— 轴的尺寸；
—— 测试温度范围；
—— 热偏转率。
10　精度与偏差
10.1　热偏转率试验结果的可靠性取决于试验方法和测量装置。最常见的试验结果误差的来源是：
—— 浴槽温度不均匀；
—— 温度测量装置的误差；
—— 角度读数的视差。
10.2　试验结果的准确性由第5章中描述的测量装置的精度决定。

附　录　A
（资料性附录）

标准用典型的试验装置图

图A1 平螺旋形元件试样及试样架

图 A2 直螺旋形元件试样及试样

附　录　B
（资料性附录）
本标准章条编号与ASTM B389：1981（2004年复审确认）章条编号的对照

表 B1本标准章条编号与ASTM B389：1981（2004年复审确认）章条编号的对照一览表