不銹鋼(Stainless Steel)是不銹耐酸鋼的簡(jiǎn)稱(chēng),耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)或具有不銹性的鋼種稱(chēng)為不銹鋼。(來(lái)源:不銹鋼百科詞條)。自問(wèn)世以來(lái),不銹鋼已有100余年歷史,不銹鋼的發(fā)明是世界冶金史上的重大成就,不銹鋼的發(fā)展為現代工業(yè)發(fā)展和科技進(jìn)步奠定了重要物質(zhì)基礎。在熱傳導、熱膨脹、電阻、磁性、密度等方面,不銹鋼具有區別于其他材料的一般物理性能。
1、熱傳導
經(jīng)常說(shuō)不銹鋼的熱傳遞較慢,與其它材料相比較,如下文表1所示。例如:不銹鋼的熱傳導率和鋁相比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(jiàn),不銹鋼鐵的熱傳導率是較低的。
由于熱傳導率差,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。為什么熱傳導會(huì )比鐵差呢?簡(jiǎn)單地說(shuō),可以解釋為Cr和Ni阻礙了承擔熱傳導的金屬結晶中的自由電子的活動(dòng)(電子熱傳導),自由電子的活動(dòng)當然會(huì )受溫度的影響,因此與晶格熱傳導(原子不規格振動(dòng),彈性波浪形地,漸漸地在晶格中傳導)也有關(guān)系,熱傳導率根據溫度而變化,像不銹鋼這樣的高合金鋼,溫度越高,熱傳導率就越大。
2、熱膨脹
我們把溫度為T(mén),長(cháng)度為L的物體,當溫度為T(mén)+dt,長(cháng)度變?yōu)長(cháng)+dL的現象叫作為熱膨脹,線(xiàn)膨脹系數為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(b)為b=3a。各種材料的線(xiàn)膨脹系列如表1所示,與碳鋼相比SUS304的線(xiàn)膨脹系數大,SUS430的線(xiàn)膨脹系數小。另外,鋁、銅的膨脹系數要比不銹鋼大。
表1 各種材料在常溫下的熱傳導和線(xiàn)膨脹系數
3、電阻
通過(guò)電的難易程度叫作電阻或比電阻,通常講的電阻用下式來(lái)表示:
電阻=比電阻′(導體的長(cháng)度/斷面積)
表2 各種材料的電比電阻
在多種金屬之中,不銹鋼是比較容易通過(guò)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)也擔任熱傳導。因此,許多金屬如果它的熱傳導率“l(fā)”越高,電氣電導率“s”(比電阻的倒數)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,T:溫度)
與熱傳導相同,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。
4、磁性
表3 各種材料的磁性性質(zhì)
5、密度
表4 各種材料密度(常溫下)
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關(guān)鍵詞:不銹鋼性能,304不銹鋼
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