物(wu)(wu)(wu)理(li)性(xing)(xing)(xing)能是(shi)指物(wu)(wu)(wu)質本身的屬性(xing)(xing)(xing),即(ji)材料(liao)、物(wu)(wu)(wu)品所(suo)具(ju)有的性(xing)(xing)(xing)質和功(gong)能。一般(ban)來說,凡物(wu)(wu)(wu)質的性(xing)(xing)(xing)質改變時,不涉(she)及物(wu)(wu)(wu)質分子化學組(zu)成的改變,這(zhe)種性(xing)(xing)(xing)質就屬于物(wu)(wu)(wu)理(li)性(xing)(xing)(xing)能。
1. 密度
密度:物(wu)質的(de)質量與其體(ti)積的(de)比值,即(ji)物(wu)質單位體(ti)積的(de)質量。
奧氏體系列不銹鋼的代表鋼種06Cr19Ni10(304)的密度比碳鋼大,馬氏體系列不銹鋼12Cr13(410)和鐵素體系列不銹鋼10Cr17(430)的密度比碳鋼小。與其他材料相比較,如比塑料(為1.2g/cm3)、玻璃(為2.5g/cm3)、鋁(為2.7g/cm3)、鈦(為4.5g/cm3)的密度大,比銅的密度(為8.9g/cm3)略小。常見不銹鋼的密度,見表2-1所列。
2. 導熱性
導熱(re),又稱傳熱(re),它是(shi)(shi)由于物體內(nei)部溫度較高(gao)的(de)(de)分子(zi)或(huo)自由電子(zi),因振動(dong)或(huo)碰撞(zhuang)將熱(re)能(neng)以動(dong)能(neng)的(de)(de)形式傳給相鄰(lin)溫度較低(di)的(de)(de)分子(zi),它的(de)(de)特點是(shi)(shi)物體內(nei)的(de)(de)分子(zi)沒有(you)宏觀的(de)(de)相對位(wei)移。固(gu)體的(de)(de)傳熱(re)都(dou)屬于這一類。
一般說(shuo)不(bu)銹鋼(gang)的導熱(re)性“不(bu)好(hao)”。但如果用于需要保溫的情況下(xia),這(zhe)個(ge)“不(bu)好(hao)”倒成了它的優點(dian)。不(bu)銹鋼(gang)在常溫狀態下(xia),其熱(re)導率比較(jiao)(jiao)低,與(yu)鋁(lv)相比較(jiao)(jiao),10Cr17(430)為鋁(lv)的1/8左(zuo)右(you)(you)(you)(you);06Cr19Ni10(304)為鋁(lv)的1/13左(zuo)右(you)(you)(you)(you);與(yu)碳鋼(gang)相比較(jiao)(jiao),分(fen)別為1/2左(zuo)右(you)(you)(you)(you)和1/4左(zuo)右(you)(you)(you)(you)。
純金屬中,熱(re)是因自(zi)由(you)電(dian)子的(de)運動而傳遞的(de),不銹(xiu)鋼是鐵和鉻(Cr)及(ji)(ji)鎳(nie)(Ni)的(de)合金,自(zi)由(you)電(dian)子的(de)運動因鉻及(ji)(ji)鎳(nie)的(de)抑制而變(bian)小(xiao)。自(zi)由(you)電(dian)子的(de)運動也受溫度(du)(du)的(de)影(ying)響(xiang),熱(re)導率根(gen)據溫度(du)(du)而變(bian)化(hua)。對(dui)于(yu)50~800℃的(de)高溫段,按溫度(du)(du)連續地單調(diao)增加。其增加的(de)程度(du)(du),Cr-Ni系列不銹(xiu)鋼比Cr系列不銹(xiu)鋼要小(xiao)一些。對(dui)低溫段,也隨著(zhu)溫度(du)(du)降(jiang)低的(de)同時熱(re)導率減少,超低溫時,變(bian)為極(ji)小(xiao)。常(chang)見(jian)不銹(xiu)鋼的(de)熱(re)導率,見(jian)表2-1。
3. 熱膨脹性
熱(re)膨脹(zhang)是指(zhi)當溫度改(gai)變時物體發生脹(zhang)縮的現象(xiang)為熱(re)膨脹(zhang)。
在(zai)溫度T時,長度為(wei)(wei)(wei)(wei)l、體(ti)(ti)積(ji)為(wei)(wei)(wei)(wei)V的物體(ti)(ti),溫度保持在(zai)T+dT時,其長度和體(ti)(ti)積(ji)的變化(hua)則分別為(wei)(wei)(wei)(wei)l+dl及V+dV的現象稱為(wei)(wei)(wei)(wei)熱膨脹。線[膨]脹系數為(wei)(wei)(wei)(wei)α,體(ti)(ti)膨脹系數為(wei)(wei)(wei)(wei)β,可分別以下(xia)式表示:
對各向同性的固體而言,可以(yi)近(jin)似的取(qu)β=3α。
不銹(xiu)鋼與碳鋼相比較,06Cr19Ni10(304)的(de)線膨(peng)脹(zhang)(zhang)系數大,10Cr17(430)則小。而鋁和銅的(de)線膨(peng)脹(zhang)(zhang)系數比不銹(xiu)鋼大。常用不銹(xiu)鋼的(de)膨(peng)脹(zhang)(zhang)系數,見表2-1。
4. 電阻率(lv)
電阻(zu)是物質(zhi)阻(zu)礙電流通過(guo)的性(xing)質(zhi)。電阻(zu)率(lv)是表征物質(zhi)導電性(xing)能的物理(li)量。
通常電阻以下式(shi)表示: 電阻=電阻率x(導體長(chang)度/斷面積)
銀或(huo)銅(tong)的(de)(de)電阻(zu)率(lv)非(fei)常小,是電流最容易通過的(de)(de)材(cai)料。然而和這些純金(jin)(jin)屬(shu)相比較,它們的(de)(de)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)電阻(zu)率(lv)一般都要大(da)很(hen)多(duo)。由(you)于不銹鋼是在鐵(Fe)中加入鉻(Cr)或(huo)鎳(Ni)的(de)(de)合(he)金(jin)(jin),與純金(jin)(jin)屬(shu)相比較,其(qi)電阻(zu)率(lv)明顯(xian)地增大(da)。在不銹鋼中,從(cong)12Cr13(410)、10Cr17(430)進而到06Cr19Ni10(304),隨著其(qi)中所含合(he)金(jin)(jin)量(liang)的(de)(de)增加,電阻(zu)率(lv)增大(da)。
和純金(jin)(jin)屬相比,合(he)金(jin)(jin)電(dian)阻率增加(jia)(jia)的(de)原因(yin),如同其(qi)熱導率增加(jia)(jia)一樣,也是因(yin)輸送(song)電(dian)流的(de)自(zi)由電(dian)子(zi)在運(yun)動(dong)(dong)中,由于合(he)金(jin)(jin)元(yuan)素的(de)存在,而(er)使其(qi)運(yun)動(dong)(dong)紊亂不(bu)規律所致。在多數金(jin)(jin)屬中,熱導率(λ)越高(gao)(gao),則其(qi)電(dian)導率亦越高(gao)(gao)。
常用不(bu)銹鋼電阻率(lv),列于(yu)表2-1。