金属材料导热性能.doc

不锈钢的一般物理性能3、不锈钢的一般物理性能3.1热传导经常说不锈钢的热传递较慢。与其它材料相比较如表1所示。例如：不锈钢的热传导率和铝相比SUS430为1/8，SUS304为1/13。与碳钢相比分别为1/2和1/4，由此可见，不锈钢铁的热传导率是较低的。由于热传导率差，在进行不锈钢退火时，就会产生许多困难。不锈钢是在铁中加入Cr和Ni的合金材料。为什么热传导会比铁差呢？简单地说，可以解释为Cr和Ni阻碍了承担热传导的金属结晶中的自由电子的活动（电子热传导），自由电子的活动当然会受温度的影响，因此与晶格热传导（原子不规格振动，弹性波浪形地，渐渐地在晶格中传导）也有关系，热传导率根据温度而变化，像不锈钢这样的高合金钢，温度越高，热传导率就越大。3.2、热膨胀我们把温度为T，长度为的物体，当温度为T+dt，长度变为L+dL的现象叫作为热膨胀，线膨胀系数为a的表示式如下所示：a=（1/L）（dL/dT）另外，各向钢性固体的体膨胀系数（b）为b=3a。各种材料的线膨胀系列如表1所示，与碳钢相比SUS304的线膨胀系数大，SUS430的线膨胀系数小。另外，铝、铜的膨胀系数要比不锈钢大。 表1 各种材料在常温下的热传导和线膨胀系数材料热传导率（W/m）102线膨胀系数（10-6）银铜铝铬镍铁碳素钢SUS430SUS3044.123.711.950.960.840.790.580.260.161916.7231712.811.71110.416.43.3、电阻通过电的难易程度叫作电阻或比电阻，通常讲的电阻用下式来表示：电阻=比电阻（导体的长度/断面积）在多种金属之中，不锈钢是比较容易通过电流的材料。与纯金属相比，合金的比电阻一般较大，不锈钢也是如此，与其构成元素的Fe、Cr、Ni相比，值明显地要大。SUS304要比SUS430大，象SUS310S那样，合金元素越多，电阻就越大。这样合金化使电比电阻增大的原因，是由于带电的自由电子的运行因合金元素影响发生了混乱的缘故。如前所述，自由电子同时也担任热传导。因此，许多金属如果它的热传导率“l”越高，电气电导率“s”（比电阻的倒数）也越高。两者之间有Wiedermann-Franz法则的关系，关系如下所示：l/s=TLo（Lo：Lorenz数，T：温度）与热传导相同，电比阻也因温度而变化，表2表示这种关系的温度系列数。表2 各种材料的电比电阻材 料比电阻（室温条件下）温度系列导体纯金属银铜铝NiCr铁cm1.6210-61.7210-62.7510-67.210-61710-69.810-6/4.110-34.310-34.210-36.710-32.110-36.610-3合金SUS430（铁-18%Cr）SUS304（铁-18%Cr）-8%NiSUS310S（铁-25%Cr）-20%Ni铁-Cr-铝合金NiCr（nNi-Cr）青铜（锡-铜）6010-67210-67810-614010-610810-61510-60.810-30.610-30.510-30.110-30.110-30.510-3半导体锗硅5103105绝缘体纸环氧树脂石英玻璃1010101210310151017 （注）温度系数=比电阻（100）-比电阻（0）/比电阻（100）1003.4、磁性表3 各种材料的磁性性质材料磁性性质透磁率：m（H=5Oe）SUS430强磁性-铁强磁性-Ni强磁性-SUS304非磁性（冷加工时有磁性）1.5（65%加工）SUS301非磁性（冷加工时有磁性）14.8（55%加工）SUS305非磁性-3.5、密度表4 各种材料密度（在常温下）材 料 密 度（g/cm2）SUS4307.75SUS304