衡量金属材料物理性能的指标名称、符号、基本单位及其含义说明.pdf

指标 法定计量单位 计算公式 含义说明 名称 符号 名称 单位 密度 千克每 立方米 kg m3 m V 式中 m 物质的质量 kg或 g V 物质的体积 m3或 cm3 密度是金属特性之 一 它表示某种金属 单位体积的质量 不 同金属材料的密度是 不相同的 在机械制 造工业上 通常利用 密度 来计算零件 毛坯的质量 习惯上 称为重量 金属材 料的密度也直接关系 到由它所制成的零件 或构件的重量或紧凑 程度 这点对于要求 减轻机件自重的航空 和宇航工业制件具有 特别重要的意义 克每立 方厘米 g cm3 热 性 能 指 标 熔点 开 尔 文 K 金属材料由固态转 变为液态时的熔化温 度 称为熔点 根据 熔点的不同 金属材 料 可 分 为 低 熔 点 金 属 高熔点金属 或 难熔金属 两大类 对 于 热 加 工 材 料 来 说 熔点是制定热加 工工艺规范的重要依 据之一 摄氏度 比热 容 c 焦耳每 千克开尔 文 J kg K c dQ dT m 式中 dQ dT 热容 J kg K m 质量 单位质量的某种物 质 在温度升高l开 尔 文 或 1 时 吸 收的热量 或者温度 降 低 1 开 尔 文 或 1 时 所 放出 的热 量 叫做这种物质的 比热容 比热容也是 制定金属材料热加工 工艺规范时的一项重 要工艺参数 热导 率 瓦特每 米开尔文 W m K 式中 q 热流量密度 W m2 dt dn 某截面法向方向 处的温度梯度 负号表示热流方 向沿着温度降低方向 在单位时间内 当 沿着热流方向的单位 长度上温度降低1开尔 文 或1 时 单位 面 积 容 许 导 过 的 热 量 叫做这种材料的 热导率或导热系数 实验得知 所导过的 热量与温度梯度 热 传递的横截面积及持 续 时 间 成 正 比 因 此 所谓热导率 就 是热流量密度 q 除 以温度梯度 dt dn Page 1 of 6指标 2011 10 21mhtml file C Program Files 机械设计手册 新编软件版 2008 tmp h01027 mht 热导率 W m k 热导率标志着物质 传导热的能力 热导 率大的材料 它的导 热性就好 反之 则 差 所以它是衡量金 属材料导热性能好坏 的一个主要性能指标 线胀 系数 每开 尔文 K 1 1 K 式中 L2 加热后的长度 mm L1 原来的长度 mm t2 t1 温度差 K或 L 增加的长度 mm 金 属 温 度 每 升 高 1 所增加的长度与 原来长度的比值 称 为线胀系数 它是衡 量金属材料热膨胀性 大小的性能指标 线 胀系数大的材料 它 在受热后的膨胀性就 大 反之则小 金属 的热膨胀系数的数值 不是一个固定值 随 着温度的增高 其数 值也相应增大 对钢 来说 线胀系数的数 值一般在 10 20 10 6的范围之内 电 性 能 指 标 电阻 率 欧 姆 米 m 式中 R 导体电阻 S 导体的横截面面积 m2或cm2 l 导体长度 m或cm 电阻率是计算和衡 量金属材料在常温下 20 时 电阻值大 小的性能指标 电阻 率大 表明这种材料 的电阻也大 其导电 性能就差 反之 导 电性能也就好 电导 率 西 门 子 每米 S m 式中 电导 S S 导体横截面面积 m2 l 导体长度 m 电阻率的倒数叫做 电导率 在数值上等 于导体维持单位电位 梯 度 即 电 位 差 时 流过单位面积的 电流 电导率是表示 导体导电能力的性能 指标 电导率越大 电阻率就越小 那么 这种材料的导电性能 就越好 反之 则其 导电性就不好 在金 属中 银的导电性最 好 其次是铜 金 所以工业中有时也以 银为标准材料 把它 的 电 导 率 规 定 为 100 其 他 金 属 材 料与银相比 所得的 百分数就是这种材料 的电导率 电阻随温度而变化 Page 2 of 6指标 2011 10 21mhtml file C Program Files 机械设计手册 新编软件版 2008 tmp h01027 mht 电阻 温度系 数 p 欧 姆 每 摄氏度 式中 Rt 导体温度为t 时电 阻 R0 导体温度为0 时 电阻 t 导体温度 的比例常数 p 就 叫做电阻温度系数 它是计算和衡量金属 材料在各个不同温度 下电阻值大小的主要 依据 纯金属及大多 数合金 其电阻皆因 温度的增高而增加 碳和电解质的电阻 多 因 温 度 增 高 而 降 低 某 些 特 制 的 合 金 如铜锰镍合金 其电阻几乎不受温度 增减的影响 利用这 一特性 可以制成各 种不同用途的电阻合 金 磁导 率 亨 利 每 米 H m 式中 B 磁感应强度 T H 磁场强度 A m 磁导率是衡量磁性 材 料 磁 化 难 易 程 度 即导磁能力 的性 能指标 或称导磁系 数 它是磁性材料中 的磁感应强度 B 和磁场强度 H 的 比 值 以 符 号 表 示 在同一磁场中 磁性材料的磁导率愈 大 则其磁感应强度 也愈大 也就愈容易 被磁化 对钢铁等磁 性物质来说 磁导率 不 是 一 个固定 值 而是同钢铁的性 质与饱和程度有关 按照磁导率的大小 磁性材料通常分为 软 磁 材 料 值 甚 高 可达数万 甚至 百 万 和 硬 磁 材 料 值在1左右 两大 类 磁感 应强度 B 韦 伯 每 平方米 Wb m2 式中 B 磁感应强度 Wb m2 F 磁场的作用力 N I 电流强度 A L 导线长度 m 表示磁场强度与方 向特性的物理量 叫 做磁感应强度 磁场 中某一点的磁感应强 度 等于放在那点与 磁场方向垂直的通电 导线所受的磁场作用 力 F 跟 导 线 中 的电流强度 I 和导 线 长 度 L 乘 积 的 比 对于均匀磁场来 说 磁感应强度也可 以直观地用贯通于磁 场的一平方米平面的 磁力线的根数来表示 磁感应强度的大小 Page 3 of 6指标 2011 10 21mhtml file C Program Files 机械设计手册 新编软件版 2008 tmp h01027 mht 磁 性 能 特 斯 拉 T 式中 B 磁感应强度 T 磁通 即通过某一 截面积S的磁力线数 Wb S 截面积 m2 同磁场所在的媒介 质有密切的关系 所 以它是衡量磁性材料 磁性强弱的重要性能 指标 在用作电机 变压器和电器磁路的 铁芯中 磁感应强度 是铁芯利用得好与不 好的量度 因为磁感 应强度高 不仅可以 缩小铁芯体积 减轻 产品质量 而且还可 节约导线 降低导体 电阻引起的损耗 磁场 强度 H 安 培 每 米 A m 式中 B 磁感应强度 G 磁导率 磁场强度是一个表 示磁场中各点磁力大 小和方向的物理量 有时也称为磁化力 它与产生磁场的电流 大小和载流导线的形 状有关 与磁路材料 的导磁率无关 它的 大小也可以由B与 的 比 值 决 定 也 就 是 说 磁场中某点的磁 感应强度B与磁导率 的比值 就是磁场强 度H 磁场强度 H 与 磁感应强度 B 的区别是 H是由励 磁电流决定的 是反 映外磁场强弱的一个 物理量 B取决于 及 H 它既反映了外磁 场的强弱 又反映了 磁性材料磁化后对于 磁场的加强程度 即 材料的性质 矫顽 力 或 称矫顽 磁力 HC 安 培 每 米 A m 磁性材料经过一次 磁化并除去磁场强度H 以后 磁感应强度B并 不消失 仍保留着一 定的剩磁感应强度 这种剩留的磁性称为 剩磁 这种性质称为 顽磁性 要想消去这 个剩磁感应强度 必 须另加一个反向的磁 场 不断地增大此反 向磁场强度 直到该 剩磁感应强度恰巧消 失时的磁场强度Hc的 绝对值 就称为该铁 磺体的矫顽磁力 简 称矫顽力 矫顽力是衡量磁性 材料退磁和保磁能力 Page 4 of 6指标 2011 10 21mhtml file C Program Files 机械设计手册 新编软件版 2008 tmp h01027 mht 指 标 的一个重要性能指 标 对 软 磁 材 料 来 说 要求矫顽力愈小 愈好 而硬磁材料则 要求矫顽力愈高愈好 铁损 P 瓦 特 每 千克 W Kg 一般在50Hz工频交流下的铁 芯 其单位铁损可直接由该材料 的比损耗 即单位铁损 曲线或 数据表上查出 单位质量的电机或 变压器铁芯材料 在 交变磁场磁化下所消 耗的功率 称为铁芯 损耗 简称铁损 涡 流损耗和剩余损耗 铁损低的铁芯材料 可大大降低产品的总 损 耗 提 高 产 品 效 率 所以它是衡量软 磁材料性能的重要指 标之一 减 摩 耐 磨 性 能 指 标 摩擦 系数 f 1 式中 F 摩擦力 N N 施加在摩擦部件上 的垂直载荷 N 相互接触的物体 当作相对移动时就会 引起摩擦 引起摩擦 的阻力称为摩擦力 根据摩擦定律 通常 把 摩 擦 力 F 与 施 加在摩擦部位上的垂 直 载 荷 N 的 比 值 称 为 摩 擦 系 数 f 摩擦系数是表 示材料摩擦特性的性 能 指 标 良 好 的 减 摩 耐磨材料 应当 具有最低的摩擦系数 和最小的磨损量 这 样 才 能 减 少 功 率 损 耗 提高机械效率和 机件的使用寿命摩擦 通常分为液体摩擦 半液体摩擦 半干摩 擦和干摩擦 同一材 料在不同摩擦状态下 的摩擦系数是不相同 的 例如在有润滑油 的液体摩擦状态下的 摩擦系数显然总是比 无油润滑时的摩擦系 数为小 磨损 量 或 磨耗 量 1 质量磨 耗 2 体积磨 耗 W V 克每立 方厘米 g cm3 质量磨耗 g 试样摩擦前的 重量 g 试样摩擦后的重量 g 体积磨耗 cm3 试样摩擦前 的体积 cm3 试样摩擦后的 体积 cm3 磨 损 量 又 称 磨 耗 量 它是衡量金属材 料耐磨性能好坏的指 标 通常在阿姆斯勒 型磨损试验机上进行 测定 它是用试样在 规定的试验条件下经 过一定时间或一定距 离摩擦之后 以试样 被磨去的质量 g 或 体积 cm3 来表 示 磨耗量愈小 则 Page 5 of 6指标 2011 10 21mhtml file C Program Files 机械设计手册 新编软件版 2008 tmp h01027 mht 这种材料的耐磨性 就愈好 相对 耐磨系 数 1 式中 标准试样 的重量磨耗 g 或体积磨耗 cm3 W0 V0 被试测材料 的质量磨耗 g 或体积磨耗 cm3 这是用来相对地表 示金属材料耐磨性好 坏的一个指标 它是 在模拟耐磨试验机上 进行测定的