金屬材料導熱性能

2022-09-10 19:18:04 字數 1177 閱讀 3064

不鏽鋼的一般物理效能

3、不鏽鋼的一般物理效能

3.1熱傳導

經常說不鏽鋼的熱傳遞較慢。與其它材料相比較如表1所示。例如:

不鏽鋼的熱傳導率和鋁相比sus430為1/8,sus304為1/13。與碳鋼相比分別為1/2和1/4,由此可見,不鏽鋼鐵的熱傳導率是較低的。

由於熱傳導率差,在進行不鏽鋼退火時,就會產生許多困難。不鏽鋼是在鐵中加入cr和ni的合金材料。為什麼熱傳導會比鐵差呢?

簡單地說,可以解釋為cr和ni阻礙了承擔熱傳導的金屬結晶中的自由電子的活動(電子熱傳導),自由電子的活動當然會受溫度的影響,因此與晶格熱傳導(原子不規格振動,彈性波浪形地,漸漸地在晶格中傳導)也有關係,熱傳導率根據溫度而變化,像不鏽鋼這樣的高合金鋼,溫度越高,熱傳導率就越大。

3.2、熱膨脹

我們把溫度為t,長度為l的物體,當溫度為t+dt,長度變為l+dl的現象叫作為熱膨脹,線膨脹係數為的表示式如下所示:

=(1/l)(dl/dt)

另外,各向鋼性固體的體膨脹係數()為=3。各種材料的線膨脹系列如表1所示,與碳鋼相比sus304的線膨脹係數大,sus430的線膨脹係數小。另外,鋁、銅的膨脹係數要比不鏽鋼大。

表1 各種材料在常溫下的熱傳導和線膨脹係數

3.3、電阻

通過電的難易程度叫作電阻或比電阻,通常講的電阻用下式來表示:

電阻=比電阻(導體的長度/斷面積)

在多種金屬之中,不鏽鋼是比較容易通過電流的材料。與純金屬相比,合金的比電阻一般較大,不鏽鋼也是如此,與其構成元素的fe、cr、ni相比,值明顯地要大。

sus304要比sus430大,象sus310s那樣,合金元素越多,電阻就越大。

這樣合金化使電比電阻增大的原因,是由於帶電的自由電子的執行因合金元素影響發生了混亂的緣故。如前所述,自由電子同時也擔任熱傳導。因此,許多金屬如果它的熱傳導率「」越高,電氣電導率「」(比電阻的倒數)也越高。

兩者之間有wiedermann-franz法則的關係,關係如下所示:

/=tl(l:lorenz數,t:溫度)

與熱傳導相同,電比阻也因溫度而變化,表2表示這種關係的溫度系列數。

表2 各種材料的電比電阻

(注)溫度係數=比電阻(100℃)-比電阻(0℃)/比電阻(100℃)100

3.4、磁性

表3 各種材料的磁性性質

3.5、密度

表4 各種材料密度(在常溫下)

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