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            不锈钢的物理性能
                      时间:2017-3-21 点击:1263
                

            不锈钢的物理性能

              一、一般物理性能

              和其他材料一样,物理性能主要包括以下3个方面:熔点、比热容、导热系数和线膨胀系数等热力学性能,电阻率、电导率和磁导率等电磁学性能,以及杨?#31995;?#24615;模量、刚性系数等力学性能。这些性能一般都被认为是不锈钢材料的固有特性,但是?#19981;?#21463;到诸如温度、加工程度和磁场强度等的影响。通常情况下不锈钢与纯铁相比导热系数低、电阻大,而线膨胀系数和导磁率等性能则依不锈钢本身的结晶结构而异。

              表4—1~表4—5中列出马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、?#29575;?#20307;型不锈钢、沉淀?#19981;?#22411;不锈钢和双相不锈钢主要牌号的物理性能。如密度、熔点、比热容、导热系数、线膨胀系数、电阻率、磁导率和纵向弹性系数等参数。

              二、物理性能与温度的相关性

              (1)比热容

              随着温度的变化比热容会发生变化,但在温度变化的过程中金属组织中一旦发生相变或沉淀,那么比热容将发生显著的变化。

              (2)导热系数

              在600℃以下,各种不锈钢的导热系数基本在10~30W/(m·℃)范围内,随着温度的提高导热系数有增加趋势。在100℃时,不锈钢导热系数由大至小的顺序为1Cr17、00Cr12、2 Cr 25N、0 Cr 18Ni11Ti、0 Cr 18 Ni 9、0 Cr 17 Ni 12Mο2、2 Cr 25Ni20。500℃时导热系数由大至小的顺序为1 Cr 13、1 Cr 17、2 Cr 25N、0 Cr 17Ni12Mο2、0 Cr 18Ni9Ti和2 Cr 25Ni20。?#29575;?#20307;型不锈钢的导热系数较其他不锈钢略低,与?#32960;?#30899;素钢相比,100℃时?#29575;?#20307;型不锈钢的导热系数约为其1/4。

              (3)线膨胀系数

              在100-900℃ 范围内,各类不锈钢主要牌号的线膨胀系数基本在10ˉ6~130*10ˉ6℃ˉ1,且随着温度的升高呈增加的趋势。对于沉淀?#19981;?#22411;不锈钢,线膨胀系数的大小时效处理温度来决定。

              (4)电阻率

              在0~900℃,各类不锈钢主要牌号的比电阻的大小基本在70*10ˉ6~130*10ˉ6Ω·m,且随着温度的增加有增加的趋势。当作为发热材料时,应选用电阻率低的材料。

              (5)磁导率

              ?#29575;?#20307;型不锈钢的磁导率极小,因此也被称为非磁性材料。具有稳定?#29575;?#20307;型组织的钢,如0 Cr 20 Ni 10、0 Cr 25 Ni 20等,即使?#20113;?#36827;行大于80%的大变形量加工也不会带磁性。

            不锈钢的物理性能(二)
              碳、高氮、高锰?#29575;?#20307;型不锈钢,如1Cr17Mn6NiSN、1Cr18Mn8Ni5N系列以及高锰?#29575;?#20307;型不锈钢等,在大压下量加工条件下会发生ε相相变,因此保?#22336;?#30913;性。在居里点以?#31995;?#39640;温下,即使是强磁材料?#19981;?#20007;失磁性。但有些?#29575;?#20307;型不锈钢如1Cr17Ni7、0Cr18Ni9,因为其组织为亚稳定?#29575;?#20307;组织,因而在进行大压下量冷加工或进行低温加工时会发生马氏体相变,本身将具有磁性且磁导率?#19981;?#25552;高。
              (6)弹性模量
              室温下铁素体型不锈钢的纵向弹性模量为200kN/mm2,?#29575;?#20307;型不锈钢的纵向弹性模量为193 kN/mm2,略低于碳素结构钢。随着温度的升高纵向弹性模量减小,?#27492;?#27604;增加,横向弹性模量(刚性)则显著下降。纵向弹性模量将对加工?#19981;?#21644;组织集合产生影响。
              (7)密度
              含铬量高的铁素体型不锈钢密度小,含镍量高和含锰量高的?#29575;?#20307;型不锈钢的密度大,在高温下由于品格间距的加大密度变小。
              三、低温下的物理性能
              (1)导热系数
              各类不锈钢在极低温度下的导热系数的大小略有差异,但总的来说是室温下导热系数的1/50左右。在低温下随着磁通(磁通密度)的增加导热系数增加。
              (2)比热容
              在极低温度下,各种不锈钢的比热容有一些差异。比热容受温度的影响很大,在4k时的比热容可减小至室温下比热容的1/100以下。
              (3)热膨胀性
              对于?#29575;?#20307;型不锈钢,在80k以下收缩率(相对于273K)的大小略有差异。镍的含量对收缩率有一定的影响。
              (4)电阻率
              在极低温度下各牌号间电阻率大小的差异加大。合金元素对电阻率的大小有较大的影响。
              (5)磁性
              在低温下,?#29575;?#20307;型不锈钢随材质的不同其质量磁化率对负荷磁场的影响有差异。不同的合金元素含量也有差异。
              不同牌号的磁导率没有什么差异。
              (6)弹性模量
              在低温下,有磁性转变的?#29575;?#20307;型不锈钢其?#27492;?#27604;相应地产生极值。

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