金屬材料導(dǎo)熱性能.doc

不銹鋼的一般物理性能3、不銹鋼的一般物理性能3.1熱傳導(dǎo)經(jīng)常說不銹鋼的熱傳遞較慢。與其它材料相比較如表1所示。例如：不銹鋼的熱傳導(dǎo)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，不銹鋼鐵的熱傳導(dǎo)率是較低的。由于熱傳導(dǎo)率差，在進(jìn)行不銹鋼退火時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生許多困難。不銹鋼是在鐵中加入Cr和Ni的合金材料。為什么熱傳導(dǎo)會(huì)比鐵差呢？簡(jiǎn)單地說，可以解釋為Cr和Ni阻礙了承擔(dān)熱傳導(dǎo)的金屬結(jié)晶中的自由電子的活動(dòng)（電子熱傳導(dǎo)），自由電子的活動(dòng)當(dāng)然會(huì)受溫度的影響，因此與晶格熱傳導(dǎo)（原子不規(guī)格振動(dòng)，彈性波浪形地，漸漸地在晶格中傳導(dǎo)）也有關(guān)系，熱傳導(dǎo)率根據(jù)溫度而變化，像不銹鋼這樣的高合金鋼，溫度越高，熱傳導(dǎo)率就越大。3.2、熱膨脹我們把溫度為T，長(zhǎng)度為的物體，當(dāng)溫度為T+dt，長(zhǎng)度變?yōu)長(zhǎng)+dL的現(xiàn)象叫作為熱膨脹，線膨脹系數(shù)為a的表示式如下所示：a=（1/L）（dL/dT）另外，各向鋼性固體的體膨脹系數(shù)（b）為b=3a。各種材料的線膨脹系列如表1所示，與碳鋼相比SUS304的線膨脹系數(shù)大，SUS430的線膨脹系數(shù)小。另外，鋁、銅的膨脹系數(shù)要比不銹鋼大。 表1 各種材料在常溫下的熱傳導(dǎo)和線膨脹系數(shù)材料熱傳導(dǎo)率（W/m）102線膨脹系數(shù)（10-6）銀銅鋁鉻鎳鐵碳素鋼SUS430SUS3044.123.711.950.960.840.790.580.260.161916.7231712.811.71110.416.43.3、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(dǎo)體的長(zhǎng)度/斷面積）在多種金屬之中，不銹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，不銹鋼也是如此，與其構(gòu)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，是由于帶電的自由電子的運(yùn)行因合金元素影響發(fā)生了混亂的緣故。如前所述，自由電子同時(shí)也擔(dān)任熱傳導(dǎo)。因此，許多金屬如果它的熱傳導(dǎo)率“l(fā)”越高，電氣電導(dǎo)率“s”（比電阻的倒數(shù)）也越高。兩者之間有Wiedermann-Franz法則的關(guān)系，關(guān)系如下所示：l/s=TLo（Lo：Lorenz數(shù)，T：溫度）與熱傳導(dǎo)相同，電比阻也因溫度而變化，表2表示這種關(guān)系的溫度系列數(shù)。表2 各種材料的電比電阻材 料比電阻（室溫條件下）溫度系列導(dǎo)體純金屬銀銅鋁NiCr鐵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（鐵-18%Cr）SUS304（鐵-18%Cr）-8%NiSUS310S（鐵-25%Cr）-20%Ni鐵-Cr-鋁合金NiCr（nNi-Cr）青銅（錫-銅）6010-67210-67810-614010-610810-61510-60.810-30.610-30.510-30.110-30.110-30.510-3半導(dǎo)體鍺硅5103105絕緣體紙環(huán)氧樹脂石英玻璃1010101210310151017 （注）溫度系數(shù)=比電阻（100）-比電阻（0）/比電阻（100）1003.4、磁性表3 各種材料的磁性性質(zhì)材料磁性性質(zhì)透磁率：m（H=5Oe）SUS430強(qiáng)磁性-鐵強(qiáng)磁性-Ni強(qiáng)磁性-SUS304非磁性（冷加工時(shí)有磁性）1.5（65%加工）SUS301非磁性（冷加工時(shí)有磁性）14.8（55%加工）SUS305非磁性-3.5、密度表4 各種材料密度（在常溫下）材 料 密 度（g/cm2）SUS4307.75SUS304