1、GB/T 19289-2003 前言本标准修改采用国际电上委员会标准IEC404-13，1995(磁性材料第13部分:电工钢片(带)的密度、电阻率和叠装系数的测量方法机英文版)。本标准代替GB/T3655-1992(电工钢片(带)磁、电和物理性能测量方法中的密度和电阻率的测量方法部分和GB/T2522-1988(电工钢片(带)层间电阻、涂层附着性、叠装系数测试方法中的叠装系数的测量方法部分。本标准根据IEC404-13:1995(磁性材料第13部分:电工钢片(带)的密度、电阻率和叠装系数的测量方法重新起草。为了方便比较，在资料性附录B中列出了本国家标准条款和国际标准条款的对照览表。由于我国法律
2、要求和工业的特殊需要，本标准在采用国际标准时进行了修改。这些技术性差异用手直单线标识在它们所涉及的条款的页边空白处。在附录C中给出了技术性差异及其原因的览表以供参考。为了便于使用，本标准还作了下列编辑性修改删除国际标准的前言。牛L标准与GI主/T3655-1992(电工钢片(带)磁、电和物理性能测量方法中的密度和电阻率的测量方法部分相比，主要变化如下:密度的测量方法没有推荐直接采用浸没法，而是采用一种可以通过实验溯源到浸没法的更具可操作性的工业测量方法。本标准与GB/T2522-1988(电工钢片(带)层间电阻、涂层附着性、叠装系数测试方法中的叠装系数的测量方法部分相比，主要变化如下用于试验的
3、试样片数，改为:保证最小叠装高度6mm; 给出夹板的参考尺寸，对夹板的材质和厚度的要求是不至于产生明显变形，夹板接触试样的平面的表面形状不平度和表面粗糙度不应影响夹板间距的测量精度;试验JJi强改为:(1. 00士0.05)MPa o 本标准的附录A、附录B、附录C为资料性附忌。本标准由原国家冶金工业局提出。本标准由全国钢标准化技术委员会归口。本标准起草单位:宝山钢铁股份有限公司、中国计量科学研究院、冶金工业信息标准研究院。本标准的主要起草人周星、陈海军、瞿清昌、柳泽燕、刘宝石。1 范围电工钢片(带)的密度、电阻率和叠装系数的测量方法GB/T 19289-2003 本标准规定了测定电工钢片(带
4、)的密度、电阻率和叠装系数所使用的方法。这些测定值是材料磁性能的标志。实际上，在试样厚度未知时，测量磁感应强度需要试样的密度值。为测定密度，以前曾考虑将浸没法作为有争议时的基本方法。但是，经验表明这一方法对于具有较大表面积的片状试样很难操作。因此这一方法不再列入，GB/T5163、GB/T1033和ISO1183述及该方法。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。G
5、B/T 1033-1986 塑料密度和相对密度试验方法GB!T 3655 用爱泼斯坦方圈测量电工钢片(带)磁性能的方法GB!T 5163-1985 可渗性烧结金属材料密度的测定GB/T 10129 电工钢片(带)中频磁性能测量方法GB!T 13789 单片电工钢片(带)磁性能测量方法IS0 1183-1987 非泡沫塑料的密度和相对密度的测量方法3 密度的测定3.1 适用范围本章给出的密度测量方法仅适用于有或无涂层的无取向电工钢片(带)，并且其化学成分(质量分数)范围如下:硅，w(Si)运4%铝，0.17w(Si)-O. 28w(Al)，0.17w(Si)十0.28和w(AD注。其他杂质总量，
6、w，0.4%其中，w(Si)为硅的质量分数，即(AD为铝的质量分数。注，如化学成分未知，使用本方法前应确认。本标准描述的两个密度测量方法适用于GB/T3655及GB!T10129规定的爱泼斯坦样(方法A)和GB/T13789规定的单片样(方法B)。对于不符合上述化学成分范围的材料，可使用与GB/T5163、GB!T1033或ISO1183规定同等准确度的浸没法。测量在京温(23C士5C)下进行。3.2 试样3.2.1 爱泼斯坦样方法A(见3.3.2)中使用的钢板试样符合下述尺寸z宽度b二(30士0.2)mm; GB/T 19289-2003 长度280mm运l320mm。剪切试样的长轴方向应和
7、轧制方向平行。除r电接触的部位外，其他部位不必去除氧化或其他绝缘涂层。3.2.2 单片样方法B(见3.3.3)中使用的钢板试样符合下述尺寸z宽度b二500mm; 长度l500mmo 此尺寸符合GB/T13789单片磁导计对元取向钢板试样的要求。但是，矩形单片试样的尺寸可在如下范围变化300 mm运h600mm和500mml600 mm。3.3 测量原理3.3.1 总则对于第3章规定的磁性材料，其密度pm和电阻率p都与硅和铝的含量有关。实验表明密度Pm与容易测量的密度与电阻率的乘积pmP几乎是简单线性关系，如图1所示。因此，可以通过测量密度与电阻率的乘积PmP直接导出密度的测定值。7.90 m/
8、(103kg/m3) 7.80 7.70 7.60 7.50 100 200 300 400 500 m P /( 105 n. kg/m2) 图1合金化电工铜板密度Pm与乘积PmP关系圈图1的线性关系是由实验数据的线性回归得出的，并符合如下的经验关系式zPm Po - k, , pm P ) l ( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 式中.走s二89200() , m)-l; GB/T 19289-2003 Pm一一一密度的数值，单位为千克每立方米(kg/rn); P, = 7 973 kg/rn ; r一一电阻率的数值，单位为欧姆米(1
9、).rn)。这一关系式以元取向钢板并考虑通常的杂质元素，用浸没法经过精心试验及统计处理得出的(见参考文献IJ)。测定爱泼斯坦和单片两类试样的密度与电阻率的乘积pm P的方法分别如3.3.2和3.3.3所述。3.3.2 爱泼斯坦样(方法A)密度与电阻率乘积Pm P的测定方法若电流均匀流过检测试样，爱泼斯坦试样上长度方向两触点间的电阻R可容易地测量出来，并有关系式2同时因此式中zb 试样宽度的数值，单位为米(rn); d一一试样厚度的数值，单位为米(rn); 1 试样长度的数值，单位为米(rn); R二巳主b. d m二1.b. d. Pm Rm Prn P = 1, .1 1, 试样上两电触点的
10、问距的数值，单位为米(rn); m 试祥的质量的数值，单位为千克(kg); Prn 无绝缘层的试样的密度的数值，单位为千克每立方米(kg/rn3);R 电阻的数值，单位为欧姆(!1);p一一电阻率的数值，单位为欧姆米(1).rn)。根据式(4)测定乘积Pm P的值，然后由图1读出相应Pm的值，也可通过式(1)计算得出。3.3.3 单片样(方法B)密度与电阻率乘积Pm P的测定方法,( 2 ) ,( 3 ) ( 4 ) 根据两维保形映射理论(见参考文献2J).对于一个均匀厚度和任意形状的物体有下述关系:p 芝土豆RA.CD十ROC.DA F ln2 2 ,( 5 ) 式中zF一一电阻率的数值，单
11、位为欧姆米(0rn); F , 仅同比值杠旦有关的函数;l.BC. DA R AB. CD 电阻值，单位为欧姆(!1).其值由加在C和D触点上的电位差Vc-Vn以及通过触点A和B的单位电流得出.A、B、C和D触点应尽可能小并在试样边部随意分布;RBC. DA 电阻值，单位为欧姆(1).其值由加在D和A触点上的电位差以及通过触点B和C的单位电流得出，d 试样厚度的数值，单位为米(rn)。如比值卡旦接近1.则函数F，为l可忽略(见参考文献功。为确保此比值接近1，所有触点应当A、C.DA 对称地处于方形或矩形试样的边缘的中部，如图2所示。同前一方法一样，从式(5)及式(3)得出一与厚度d元关的测定乘
12、积pm P的关系式 m RAB. CD +RBc. DA Pm P二一一一一一一一一一一一一一一-1 b ln2 按式(6)得出的乘积Prn P值，由图l读出相应Pm的值，也可通过式(1)计算得出。( 6 ) GBjT 19289-2003 注1，有文献表明本条描述的方法与:l.3. 2方法A是等效的，对同一种材料的各个试样测定的离散误差要小于用爱泼斯坦的八法(见参考文献3J)。注2考虑到生产的电工钢板卷边缘可能出现明显厚度变化，而此厚度变化可能对上述A法和B法的测量准确度有一定影响，故制样时应尽量在板卷中间取样，避免边缘厚度变化的影响。B A D 图2方法B对应的检测试样上的触点分布圈3.4
13、 检测设备3.4. 1 方法A和方法B的共同要求需下列设备:台准确度为土0.1g以内的天平，可测量试样质量m;-台准确度为士0.5%以内的*度测量装置，可测量试祥的长度J和宽度b;一台稳定低压直流电流源，时提供1AlO A的电流(或使用一台四端欧姆表，见下段);一台准确度为士1%以内的电阻测量装置(例如标准电阻和准确度士0.1%或好于此准确度的数字也月二去，或一台相应准确度的开尔文电桥或四端欧姆表)，可测量试样电阻，台试样电测量接触装置，包括个可实施接触的基座(见3.4.2和3.4.3)，一块在触点之间比试样略小的支撑平板，在对应触点的试样边缘每边有不超过5mm(对单片样不超过10mm)的空间
14、，支撑平板的厚度应使触点接触处于其上的i式样。3.4.2 方法A的要求与爱泼斯坦样进行电接触的装置采用四个触点两个装在可拆卸桥架上的电位触点(触针)和两个固定在基座上的电流触点。四个触点沿试样轴线排布，两个电位触点位于两个电流触点之间。电流触点包含内个簧片使得其能与试样整个宽度t良好接触。电位触点的间距应超过200mm，电位触点与电流触点的最小距离不小f试样宽度(电位触点的间距l，按士。.5mm以内的准确度至少测定一次)。除f电接触的部r!外，其他自古位不必去除氧化或其他绝缘涂层。3.4.3 方法B的要求方法B的四个触点头部尖锐(例如具有1mm的曲率半径)，并装在基座的固定架上。这些触点按土1
15、mm以内的准确度对称地安放在试样轴线上(见图2)。安放于相对位置的触点对的间距叮以在另对触点构成的轴线的对称方向上变化。这样可适应不同的i式样尺，j，此时支撑平板的尺寸也许要改变。不同位置的定位孔或可调节沟槽使得触点支架可以固定在需要的位置。触头借助弹簧弹性地压在试样边部。触头的刃部同试样的边部垂直。此机构可以用个小的相对支架可动的触块.以及支架可以在试样边的触块间的-个弹簧组成。可动触块连在支架I一，或插在支架上的插孔中，并Jil过段焊在两部分上的软导线相连(见图3)。注。其他)J法如1焊接法也可使用.以提供良好的电接触。GB/T 19289-2003 剖面x-xf? 试样基座圈3触点支架机
16、构截面示意图3.5 测量步骤3.5.1 总则称量试样质量，并用长度测量器具测量试样长度和宽度。测量在室温(23土5).C进行，测量时室温保持tJ.定。3.5.2 爱泼斯坦样(方法A)iJ!量程序接通电路，并根据材料的厚度和性能选择lA5A的电流加载到试样上。如使用相同准确度的四端欧姆表，也可以采用较低的电流。读出电压和电流值。将电流反接并设置到此前的相同值，再次l卖出电压值。电阻值R由两次电压值除电流值后平均给出。按式(4)计算乘积Pm P的值。3.5.3 单片样(方法B)测量程序按图4接通电路。在试样的A和B触点间加载2A10 A的电流，以给出ll特定准确度的电压值读数。如使用相同准确度的四
17、端欧姆表.也可以采用较低的电jL读tH电ffi和电流值。将电流反接并设置到此前的相同值，再次读出电压值。电阻值RAll门由两次电压值除电流值后平均给出。交换电路连接方式，对调A和C等触点，电阻值R旺口气同样得出。用R.H_CD和R町D气和式(6)算出乘积队 P的值。c A 样品图4测量单片样电阻RA凹的电路示意图GB/f 19289-2003 3.5.4 密度的确定由阁l中的直线，依乘积PmP值i卖出相应Pm的值，也叮通过式(1)计算得出。3.6 检测报告检测报告指明对本标准的引用并给出下列内窑za) 材料的类型和品种，它的公称厚度和标识zb) 取样方式;c) 试样的宽度b和总长度l的数值，单
18、位为米(m);质量m的数值，单位为千克(kg);d) 密度队的数值，单位为千克每立方米(kg/m竹，修约到10kg/m3; c) 测量时的环境温度。3.7 再现性3.3.2和3.3.3描述的两方法中任一方法的再现性和此两方法结果间的差别用密度的相对标准偏差去示为0.1%，4 电阻率的测定4.1 目的本章的目的是阐述一种测量电阻率的方法。4.2 适用范围由乘积Pmpj的测定再给出相应Pm值的方法，可用于爱泼斯坦祥和单片样。然而，如3.1所述，它们对材料有定限制。基于试样几何尺寸测量的方法，包括厚度测量则可用于所有类型的材料。因为电阻率是温度的函数，所以图1中的曲线或式。)只适用于在(23土5)C
19、的测量。如温度超出此范围，那就需要使用4.4.2所述的方法。4.3 试样试祥同3.2一致。4.4 测量原理4.4.1 基于乘积PmP值的检测的方法当使用3.33. 5描述的电方法时，通过Pm相对于Pm P的关系，电阻率可自然地由图l中相应的横坐标除以纵坐标获得。因为以足够的准确度测量厚度有困难，此方法是首选的方法。4.4.2 基于厚度d测定的方法为测定3.1限定范围以外的产品的电阻率，厚度d可以使用文献上公布的物理性能表中的或生产厂家提供的产品密度值Pm来确定。试样的质量m、宽度b和长度l以0.1%的准确度测定，厚度d则由下式得出:式中:d 试样厚度的数值，单位为米(m);d = _m_ Pm
20、 b 1 m-式样的质量数值，单位为千克Ckg);m 试样的密度的数值，单位为千克每立方米比g/m3);h 试样宽度的数值，单位为米(m);1 试样长度的数值，单位为米(m)。( 7 ) 注，如不可能获得密度的实际值(与有关文献和生产厂家提供的标准密度prn不同h那么密度应当用浸没法测定。检测前有必要将所有绝缘涂层去除(许多场合用高准确度测徽计测量厚度可以获得不太准确的密度值估计，但不太可能得到4.6给出的再现性)。4.4.2.1 爱泼斯坦样的测量GB/T 19289-2003 使用与3.2.1一致的爱泼斯坦样。用3.5.1和3.5.2描述的测量程序及3.4.1和3.4.2描述的装置测量试样的
21、宽度和电阻。然后，电阻率由式(2)得出。为了得到可比的结果，应当测试至少四片试样并将结果平均。4.4.2.2 单片样的测量使用与3.2.2致的单片样。用3.5.1和3.5.3描述的操作过程及3.4.1和3.4.3描述的装置测量电阻RAB.CD和RB巳DA(见3.3.3)。电阻率由下式给出z式中:p d RAB. CD + RBC. DA =一ln2 2 户一-电阻率的数值，单位为欧姆米(0m) , .,( 8 ) RA且由电阻值的数值，单位为欧姆(0).其值由加在C和D触点上的电位差VVD以及通过触点A和B的单位电流得出，A、B、C和D触点(见图2)应尽可能小并在试样边部对称分布，Roc. D
22、A 电阻值的数值，单位为欧姆(0)，其值由加在D和A触点上的电位差以及通过触点B和C的单位电流得出;d 试样厚度的数值，单位为米(m)。4.5 检测报告检测报告指明对本标准的引用并给出下列内容za) 材料的类型和品种，它的公称厚度和标识，b) 取样方式;c) 试样的宽度b和总长度l的数值，单位为米(11仆，质量刑的数值，单位为千克(kg)，d) 电阻率p的数值，单位为欧姆米(0m).修约到0.1X108O. m , e) 测量时的环境温度。4.6 再现性4.4描述的方法的再现性用电阻率的相对标准偏差表示为0.1%。5 叠装系数5.1 目的本章的目的是阐述一种测量叠装系数的方法。5.2 适用范围
23、本叠装系数的测量方法适用于所有类型的钢片(带)材料。5.3 测量程序测量需同样尺寸的足够叠装至少6mm高的试样。注试样可方便地使用爱泼斯坦样。试样的剪取要求剪切整齐、平坦、直角性好、边沿元明显毛刺。以测量误差不大于0.1%称量试样质量，并以土0.33%或更小的误差测量试祥平均长度和宽度。然后叠装试样，长边对齐并放在一对平直、光滑的硬金属夹板之间;夹板参考尺寸长约为215mm，宽约50mm，上下夹板的材质和厚度应不至于产生明显变形，其接触试样的平面的表面形状不平度和表面粗糙度不应影响夹板间距的测量准确度，施加(1.00士0.05)MPa的压强在叠装的试样上。在此压强下，以土0.3%或更好的准确度
24、测量夹板之间靠近夹板四角处叠装试样长边附近4个点的高度，如不可能，则测量夹板对角线上叠装试样长边附近两点的高度，取算术平均值为试样叠装高度h。注1，如夹板间距的测量无法达到特定的准确度，试样的叠装高度可以增加。GB/T 19289-2003 注2根据供需双方协商也可采用其他压强。注3，也可以同样准确度测量叠装试样四边中点的高度，取算术平均值为试样叠装高度ho叠装系数按下式计算zJ = -!-m h b 1 式中.f一一叠装系数gl一一试样的平均长度的数值，单位为米(m)，b 试样的平均宽度的数值，单位为米(m)，Pm 试样的密度的数值，单位为千克每立方米(kg/m)，h一一试样叠装高度的数值，
25、单位为米(m)，m一一试样质量的数值，单位为千克(kg)。5.4 检测报告检测报告指明对本标准的引用并给出下列内容:a) 材料的类型和品种，标识，它的公称厚度和涂层种类(如有h.( 9 ) b) 试样的宽度b和总长度i的平均值，单位为米(m)，总质量m的数值，单位为千克(kg); c) 试样叠装高度的数值，单位为米(m)，d) 叠装系数J，修约到0.005，5.5 再现性5.3描述的方法的再现性用叠装系数的相对标准偏差表示为0.7%。附录A(资料性附录)参考文献GB/T 19289-2003 1 Schmidt K 旺，Hunneus H.含少量铝的铁硅合金电工钢的密度测定Techn. Mes
26、sen 48 (198 1) , p. 375-379 2 Van der Pauw L. J. ，一种测量任意形圆盘特征电阻和霍尔效应的方法Philips Research Re ports. 13 (1958) , P. 1-9. 3 Sievent J.用钢带(片)试样测定电工钢板的密度Journal Magnetism and Materials , vol 133 (1994) , p. 390-392. GB/T 19289-2003 附录B(资料性附录)本标准章条编号与IEC404-13 , 1995章条编号对照表A.l给出了本标准章条编号与IEl404-13，1995章条编号对
27、照一览表。表A.1本标准与IEC404-13 , 1995章条编号对照本标准章条编号对应的国际标准章条编号1 l 2 2 3 3 4 4 5 5 10 GB/T 19289-2003 附录C(资料性附录)本标准与IEC404-13，1995技术性差异及其原因表B.l给出了本标准与IEC404-13，1995技术性差异及其原因的览表。表B.1本标准与IEC404-13，1995技术性差异及其原因本标准的章节编号技术性差异原因考虑到单片试样的磁性测量向爱泼斯坦矩形单片试样的宽度范围由300mm运b3.2.2 样的磁性测量溯源时.单片试样尺于取510 mm变为300mm运b运600mm。600 mr
28、nX600 mm，才可能使溯源测量的爱泼斯坦样来自同单片试样。考虑到生产的电工钢板卷边缘可能出现增加注2.考虑到试样厚度变化对测量准3.3.3 明显厚度变化，而此厚度变化可能对测量准确度的影响，制样时应注意的事项。确度有定影响，故制样时应尽量在板击中间取样，避免边缘厚度变化的影响J对试样剪切要求的描述调整到称量试样按操作的顺序，合理调整相关内容。加严质量的操作之前，并与GB/T3655 200日的对试样剪切要求.与G且/13655-2000的内5.3 内容一致，即明确要求试样剪切整齐、平坦、?容司致，排除非规IYi试样对测量结果的直角性好、边沿元明显毛刺。影响。5.3 增加对试样质量称量准确度
29、的要求。此内容系IEC404-13，1995遗漏，应增补。给出夹板的参考尺寸.对夹板的材质和厚事考原国标的相关描述，并号虑夹板的选度的要求是不至于产生明显变形，接触试样5.3 择对测量结果的影响，合理地对相关内容进的平面的表面形状不平度和表面粗糙度不行规范.以保证测量的准确度。应影响夹板间距的测量准确度。增加注2.根据供需双方协商也可采用其5.3 考虑到原国标的压强均0.34MPa.以在他压强。l原国标的相关描述，增加适用性。测量点改为靠近夹板四角处叠装试样长考虑到我国的贯做法，以及JI日和边附近的4个点或夹板对角线上叠装试样5.3 ASTM事标准都在夹板四角处测量，并兼顾长边附近的两点。增加注3.测量点也可取IEC 404-13 , 995中测量取试样边线中点的试样四边中点。合理因素。此内容为IEC404-13，1995中关于夹板参取消特殊约定的内容。!考尺寸的供需双j协商时取的特殊约定，考5.3 虑到我国的A贯做法.不采用此供需双h协商巧取的特殊约定。
