ГОСТ Р ИСО 14420-2014
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МАТЕРИАЛЫ УГЛЕРОДНЫЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ
Обожженные аноды и фасонные углеродные изделия. Определение температурного коэффициента линейного расширения
Carbonaceous materials used in the production of aluminium - Prebaked anodes and shaped carbon products - Determination of the coefficient of linear thermal expansion
ОКС 71.100.10
Дата введения 2015-07-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Уральский электродный институт" (ОАО "Уралэлектродин") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 109 "Электродная продукция"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 марта 2014 г. N 62-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 14420:2005* "Материалы углеродные для производства алюминия. Обожженные аноды и фасонные углеродные изделия. Определение температурного коэффициента линейного расширения" (ISO 14420:2005 "Carbonaceous materials used in the production of aluminium - Prebaked anodes and shaped carbon products - Determination of the coefficient of inear thermal expansion", IDT).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Настоящий стандарт подготовлен на основе аутентичного перевода на русский язык международного стандарта ИСО 14420:2005 "Материалы углеродные для производства алюминия. Обожженные аноды и фасонные углеродные изделия. Определение температурного коэффициента линейного расширения" (ISO 14420:2005 Carbonaceous materials used in the production of aluminium - Prebaked anodes and shaped carbon products - Determination of the coefficient of inear thermal expansion), который был разработан Техническим комитетом ISO/ТС 226 "Материалы для производства первичного алюминия".
Указанный международный стандарт создан на основе стандарта DIN 51909:1984, разработанного комитетом NMP 281 "Методы испытаний углерода и графита" в DIN (Германский институт стандартов, Берлин).
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения температурного коэффициента линейного расширения углеродных или графитированных материалов (твердые материалы) для производства алюминия при температуре от 20°С до 300°С. Стандарт применим к обожженным анодам и фасонным углеродным изделиям.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ISO 6906, Vernier calipers reading to 0,02 mm (Штангенциркули с нониусом с ценой деления 0,02 мм)
ISO 3611, Technical requirements for geometric parameters of products (GPS) - Instruments for linear and angular measurements: Micrometers for outdoor measurements - Design and metrological characteristics [Технические требования к геометрическим параметрам продукции (GPS). Приборы для линейных и угловых измерений: Микрометры для наружных измерений. Проектные и метрологические характеристики]
DIN 1333, Review these results or try to change your search query (Представление числовых данных)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 температурный коэффициент линейного расширения (linear thermal expansion coefficient) : Относительное изменение длины образца при изменении его температуры на один градус.
Примечание - Температурный коэффициент линейного расширения рассчитывают по формуле
, (1)
где - температурный коэффициент линейного расширения;
- длина образца при температуре ;
- изменение длины с увеличением температуры.
3.2 средний температурный коэффициент линейного расширения (average linear thermal expansion coefficient) 
: Средний температурный коэффициент линейного расширения, измеренный в заданном диапазоне температур.
Примечание - Средний температурный коэффициент линейного расширения рассчитывают по формулам:
(2)
(3)
(4)
где - начальная температура окружающей среды, °С;
- конечная температура нагрева, °С;
- длина образца при температуре , мм;
- длина образца при температуре , мм.
4 Сущность метода
Средний температурный коэффициент линейного расширения определяют с помощью дилатометра с толкателем. Образец находится в держателе, изготовленном из материалов с низким коэффициентом теплового расширения (такого как флинтглас). Его нагревают в печи, а изменение длины, передаваемое на механическую, оптическую или электронную измерительную систему вне печи, определяют путем регистрации перемещения толкателя.
Средний температурный коэффициент линейного расширения рассчитывают на основе изменения измеряемой длины, исходной длины и изменения температуры образца с учетом расширения держателя образца и толкателя. Если не указано иное, определение коэффициента теплового расширения проводят в диапазоне между нижним пределом температурного интервала от 20°С (т.е. при комнатной температуре) и верхним пределом температурного интервала до температуры не более 300°С.
5 Аппаратура
5.1 Дилатометр с держателем образца и толкателем, например из флинтгласа, а также с механическим, оптическим или электронным устройством измерения длины (с погрешностью ±0,5 мкм) для температур выше 300°С в вакууме или в защитной газовой среде.
5.2 Печь, способная поддерживать постоянную температуру с погрешностью ±0,5% по всей длине образца.
5.3 Устройство для измерения температуры для определения средней температуры образца с погрешностью измерения ±0,5%.
5.4 Калибровочные образцы, изготовленные из материалов с установленным коэффициентом теплового расширения в диапазоне измеряемого материала и той же геометрии. Коэффициент теплового расширения калибровочных образцов должен быть установлен заранее изготовителем измерительного оборудования или признанной поверочной организацией.
6 Образцы
Готовят образцы цилиндрической или призматической формы. Диаметр цилиндра или длина боковой грани призмы должны быть по крайней мере равны двукратному диаметру самого большого элемента структуры исследуемого материала (например, максимального размера зерна), но не менее 4 мм (обычно от 30 до 50 мм). Длина образцов должна быть не менее 25, предпочтительно от 50 мм до 120 мм.
Все поверхности образцов должны быть механически обработаны на токарном или шлифовальном станке, чтобы при контакте с толкателем отклонение от плоскопараллельности было не более чем 0,2 мм.
В середине длинной стороны образца можно просверлить отверстие глубиной не менее 1 мм, чтобы удерживать соединение термопары.
Снимают действующие в образце напряжения путем отжига при температуре 1000°С в среде, не содержащей кислорода.
7 Методика проведения испытания
7.1 Калибровка
Калибруют дилатометр в соответствии с п.7.2, используя калибровочные образцы.
7.2 Измерение
Измеряют длину образца при температуре .
Помещают образец для испытания в дилатометр, следя за тем, чтобы края образца плотно соприкасались с толкателем.
Вставляют соединение термопары в отверстие на боковой поверхности образца.
Измеряют исходную длину испытуемого образца на нижнем пределе температурного интервала .
Если плоскости толкателя, соприкасающиеся с торцевыми поверхностями, не имеют сферической или конической формы, используют соединительные вставки, чтобы создать точечный контакт с торцевыми поверхностями образца.
В начале измерения устанавливают измерительную систему на нуль, настраивая нулевую точку аппаратуры либо отмечая ее на ленте самописца или на фоточувствительной бумаге. При применении двойных дилатометров с двумя перпендикулярно регистрируемыми перемещениями толкателя также должна быть определена и записана передача регистрируемых осей на дилатометры.
Держатель образца с образцом устанавливают в печь (которую можно предварительно нагреть). Нагревают образцы до верхнего предела температурного интервала . Затем измеряют и регистрируют длину образца .
Если верхний предел температурного интервала выше 300°С, предотвращают окисление образца, используя подходящий защитный газ или вакуум.
8 Расчет результатов
Рассчитывают средний температурный коэффициент линейного расширения по формуле
,* (5)
__________________
* Формула соответствует оригиналу. - .
где - начальная температура окружающей среды, °С;
- конечная температура нагрева, °С;
- длина образца при температуре , мм;
- длина образца при температуре , мм;
- средний температурный коэффициент линейного расширения держателя образца и толкателя для рассматриваемого диапазона температур, 1/К.
Округляют до последней значимой цифры после запятой в соответствии с DIN 1333.
9 Протокол испытания
Протокол испытания должен включать следующую информацию:
а) тип и маркировку образцов;
b) ссылку на данный стандарт;
c) предварительную обработку образцов, если требуется;
d) количество образцов;
e) температурный диапазон измерения;
f) средний температурный коэффициент линейного расширения в единицах 
, округленный с точностью до 
, индивидуальные значения, среднее значение;
g) согласованные условия, отклоняющиеся от данного международного стандарта;
h) дату проведения испытания.
10 Прецизионность
Прецизионность данного метода, рассчитанная в соответствии с ASTM Е 691, имеет следующие показатели:
Повторяемость: 0,1 мкм/мК
Воспроизводимость: 0,17 мкм/мК.
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта |
ISO 6906 | - | * |
ISO 3611 | - | * |
DIN 1333 | - | * |
* Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. | ||
Библиография
[1] | DIN 863-1 | Верификация геометрических параметров. Микрометры со скобой стандартного исполнения. Часть 1. Стандартные микрометры для наружных измерений; понятия, требования, испытания |
[2] | DIN 1319-3 | Основные понятия в метрологии. Часть 3. Оценка при измерении одной измеряемой величины, погрешности измерения |
[3] | DIN 51045-1 | Определение теплового расширения твердых тел. Часть 1. Основные правила |
[4] | DIN 51045-2 | Определение изменения длины твердых тел при нагревании; испытание воспламеняемых тонкокерамических материалов |
[5] | DIN 51045-3 | Определение изменения длины твердых тел при нагревании; испытание невоспламеняемых тонкокерамических материалов |
[6] | DIN 51045-4 | Определение изменения длины твердых тел при нагревании; испытание воспламеняемых обычных керамических материалов |
[7] | DIN 51045-5 | Определение изменения длины твердых тел при нагревании; испытание невоспламеняемых обычных керамических материалов |
[8] | DIN 51909:1998 | Испытание углеродсодержащих материалов. Определение коэффициента теплового линейного расширения. Твердые материалы |
[9] | ASTM C 372 | Стандартный метод испытания теплового линейного расширения воспламеняемых фарфорофаянсовых изделий методом дилатометрии (переутвержден в 1970 г.) |
[10] | ASTM E 691 | Стандартная практика проведения межлабораторного исследования для определения прецизионности метода испытания |
[11] | Kohlrausch F. Praktische Physik, Stuttgart 1968, Vol.1, pp.316 to 319, Chapter 4.3.2 " | |
[12] | Metz A. A new all-purpose dilatometer according to Bollenrath (in German), ATM 303 (1961) R 61 to R 72 | |
[13] | Thormann P. Investigations with a dilatometer in the field of ceramic raw materials and materials (in German), Ber. dt. Keram. Ges. 46 (1969), p.583 to 586 | |
[14] | Thormann P. Precision of dilatometric investigations and their significance in ceramic laboratories (in German), Ber. dt. Keram. Ges. 47 (1970), p.769 to 773 | |
[15] | Otto J. and Thomas W. The thermal Expansion of Quartz Glass in the Temperature Range О to 1060°C (in German), Z. f. Phys. 175 (1963), p.334 to 337 | |
"
УДК 621.3.035:006.354 | ОКС 71.100.10 |
Ключевые слова: материалы углеродные, производство алюминия, обожженные аноды, фасонные углеродные изделия, температурный коэффициент линейного расширения, метод измерения | |
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2019