CN210123391U - 一种钢密度的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢密度的测量装置，属于钢铁物理检测分析技术领域。包括电子天平、烧杯、试样悬浮机构和测量试剂，所述烧杯设于电子天平上，所述测量试剂设于烧杯内，所述试样悬浮机构设于烧杯上方，所述试样悬浮机构与设于烧杯内的试样连接，使得试样在测量试剂中始终处于悬浮状态。所述试样悬浮机构包括重物、定滑轮和热电偶丝，所述重物设于平台上，所述平台上固定设有用于设置定滑轮的支架，所述热电偶丝设于定滑轮上，所述热电偶丝一端连接重物，热电偶丝另一端连接试样端部中心。本申请所测三个物理量都与天平读数有关，不仅保证了测量结果的准备性；而且装置结构简单、操作方便。

Description

一种钢密度的测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种钢密度的测量装置，属于钢铁物理检测分析技术领域。

背景技术

钢的密度是钢的基本物理性能之一，密度大小主要与钢的成分、致密度和组织状态等因素有关，不是固定的值。通过测量钢的密度，反映材料的成分和组织的内在均匀性，在新品开发、工艺结构调整、满足终端客户需求具有重要意义，因此精确测量钢的密度是非常必要的。通常测量钢的密度方法是将钢试样置于盛水的烧杯中，通过排水法测量钢试样的体积V，通过天平称量试样的质量m，利用密度公式计算钢的密度。这种测量方法需要估读盛水烧杯的水面刻度，记录数值V1，需要估读钢试样置于盛水的烧杯中时水面刻度，记录数值V2，以V2-V1作为钢试样的体积V。由于V1和V2都是估读，受人的主观因素和烧杯刻度影响，使得通过密度公式ρ＝m/v计算的钢的密度可能误差较大。另外，标准密度计的测量范围为(0.65～1.36)g/cm³，不适合测量钢的密度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种钢密度的测量装置，结构简单，操作方便，保证测量结果的准确性。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种钢密度的测量装置，包括电子天平、烧杯、试样悬浮机构和测量试剂，所述烧杯设于电子天平上，所述测量试剂设于烧杯内，所述试样悬浮机构设于烧杯上方，所述试样悬浮机构与设于烧杯内的试样连接，使得试样在测量试剂中始终处于悬浮状态。

所述试样悬浮机构包括重物、定滑轮和热电偶丝，所述重物设于平台上，所述平台上固定设有用于设置定滑轮的支架，所述热电偶丝设于定滑轮上，所述热电偶丝一端连接重物，热电偶丝另一端连接试样端部中心。

所述测量试剂为蒸馏水。

所述电子天平的精度为0.001g

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：一种钢密度的测量装置，通过天平测量钢试样的质量m、烧杯和蒸馏水的质量N1、以及钢试样在水中保持静止时烧杯、蒸馏水和试样的质量N2，推算出钢密度计算公式为ρ_钢＝m/(N₂-N₁)，所测三个物理量都与天平读数有关，不仅保证了测量结果的准备性；而且装置结构简单、操作方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种钢密度的测量装置的示意图；

图中1试样、2热电偶丝、3蒸馏水、4烧杯、5定滑轮、6重物、7电子天平、8平台。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的一种钢密度的测量装置，包括电子天平7、烧杯4、重物6、定滑轮5、热电偶丝2和蒸馏水3，将蒸馏水3倒入烧杯4内，然后放于电子天平7上，用于称量烧杯4和蒸馏水3的质量，烧杯4斜上方设有平台8，平台8上放置重物6，平台8上固定设有用于设置定滑轮5的支架，定滑轮5上设有热电偶丝2，热电偶丝2一端连接重物6，热电偶丝2另一端连接试样1端部，钢试样1在竖直向上拉力作用下，使钢试样1在水中保持静止，钢试样1不与烧杯4底部接触，即钢试样1在水中始终保持悬浮状态。

在烧杯4中盛有适量的蒸馏水3，用电子天平7称量烧杯4和蒸馏水3的质量，记录读数N₁。用电子天平7称量钢试样1的质量，记录读数m。将钢试样1放入盛有蒸馏水3的烧杯4中，由于钢试样1一端设有定滑轮5、重物6和热电偶丝2，使得钢试样1在竖直向上具有拉力，重物6在平台8上左右移动，让钢试样1在水中保持静止，钢试样1不与烧杯4底部接触，即钢试样1在水中处于悬浮状态。当钢试样1在水中悬浮时，设受到的拉力为F，设钢试样1的体积为V，以钢试样1为研究对象，钢试样1受重力ρ_钢gV，浮力ρ_水gV和拉力F，三者关系为F+ρ_水gV＝ρ_钢gV，式(1)。

用电子天平7称量钢试样1悬浮在水中时烧杯4、蒸馏水3和钢试样1的质量，记录读数N₂；以烧杯4、蒸馏水3和钢试样1为研究对象，烧杯4、蒸馏水3和钢试样1受到重力为N₁g+ρ_钢gV，受到支持力为N₂g，受到拉力为F，四者关系为N₁g+ρ_钢gV＝N₂g+F，式(2)。

式(1)、(2)中的g为重力加速度。由式(1)、(2)得V＝(N₂-N₁)/ρ_水，所以钢的密度为ρ_钢＝mρ_水/(N₂-N₁)。由于测量中采用的是蒸馏水3，其密度为1g/cm³，则钢的密度表示为ρ_钢＝m/(N₂-N₁)，单位g/cm³。

针对36MnVS4、46MnVS5及S36CVTiS2，采用分辨率为0.0001g的电子天平7，每个钢种切削加工三个试样，通过使钢试样1在水中悬浮分别测量密度，以三个密度的平均值作为该钢的密度，其结果如表一下：

表一

46MnVS5的密度ρ＝(7.8279+7.8287+7.8327)/3＝7.8297g/cm3；

36MnVS4的密度ρ＝(7.7884+7.7837+7.7813)/3＝7.7844g/cm3；

S36CVTiS2的密度ρ＝(7.8099+7.8309+7.7995)/3＝7.8135g/cm3。

说明：

(1)表一中m1，m2，m3分别表示某个钢种第一、第二和第三个试样1的质量，N₁，N₃，N₅分别表示第一、第二和第三个试样1未放入水中时盛水烧杯4对应的电子天平7读数，N₂，N₄，N₆分别表示第一、第二和第三个试样1放入水中保持静止时电子天平7对应的读数。

(2)每个钢种取三个试样1的密度平均值作为钢的密度，主要是考虑该种成分偏析和组织致密度的影响。

除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种钢密度的测量装置，其特征在于：包括电子天平（7）、烧杯（4）、试样悬浮机构和测量试剂（3），所述烧杯（4）设于电子天平（7）上，所述测量试剂（3）设于烧杯（4）内，所述试样悬浮机构设于烧杯（4）上方，所述试样悬浮机构与设于烧杯（4）内的试样（1）连接，使得试样（1）在测量试剂（3）中始终处于悬浮状态；

所述试样悬浮机构包括重物（6）、定滑轮（5）和热电偶丝（2），所述重物（6）设于平台（8）上，所述平台（8）上固定设有用于设置定滑轮（5）的支架，所述热电偶丝（2）设于定滑轮（5）上，所述热电偶丝（2）一端连接重物（6），热电偶丝（2）另一端连接试样（1）端部中心。

2.根据权利要求1所述的一种钢密度的测量装置，其特征在于：所述测量试剂（3）为蒸馏水。

3.根据权利要求1所述的一种钢密度的测量装置，其特征在于：所述电子天平（7）的精度为0.001g。

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