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不锈钢知识

不锈钢的一般物理性能

摘要:不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢,在热传导、热膨胀、电阻、磁性、密度等方面有自身的特征..

不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢。(来源:不锈钢百科词条)。自问世以来,不锈钢已有100余年历史,不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就,不锈钢的发展为现代工业发展和科技进步奠定了重要物质基础在热传导、热膨胀、电阻、磁性、密度等方面,不锈钢具有区别于其他材料的一般物理性能

1、热传导

经常说不锈钢的热传递较慢,与其它材料相比较,如下文表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。

2、热膨胀

我们把温度为T,长度为L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

表1  各种材料在常温下的热传导和线膨胀系数

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)

表2 各种材料的电比电阻

各种材料的电比电阻

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。

4、磁性

表3  各种材料的磁性性质

各种材料磁性性质

5、密度

表4  各种材料密度(常温下)

各种材料密度

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