物(wu)(wu)(wu)理(li)性能(neng)是指物(wu)(wu)(wu)質(zhi)本身的(de)(de)屬性,即(ji)材料、物(wu)(wu)(wu)品所具有的(de)(de)性質(zhi)和功(gong)能(neng)。一般來說,凡(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)性質(zhi)改變時(shi),不涉(she)及物(wu)(wu)(wu)質(zhi)分子化學(xue)組成的(de)(de)改變,這種性質(zhi)就屬于物(wu)(wu)(wu)理(li)性能(neng)。
1. 密(mi)度
密度:物質的質量與其體(ti)積的比值,即物質單(dan)位(wei)體(ti)積的質量。
奧氏體系列不銹鋼(gang)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(cheng)傳(chuan)(chuan)熱(re),它(ta)是由(you)于物(wu)體內(nei)部溫度較高的(de)分(fen)子(zi)(zi)或自由(you)電子(zi)(zi),因振動(dong)或碰撞將熱(re)能(neng)以動(dong)能(neng)的(de)形式傳(chuan)(chuan)給相(xiang)鄰溫度較低的(de)分(fen)子(zi)(zi),它(ta)的(de)特點是物(wu)體內(nei)的(de)分(fen)子(zi)(zi)沒有宏(hong)觀(guan)的(de)相(xiang)對位移(yi)。固體的(de)傳(chuan)(chuan)熱(re)都(dou)屬于這一類。
一般說(shuo)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)導熱(re)性“不(bu)好”。但如果用于需要保溫(wen)的(de)(de)情(qing)況下,這(zhe)個“不(bu)好”倒成了(le)它的(de)(de)優點(dian)。不(bu)銹(xiu)鋼在常溫(wen)狀態下,其熱(re)導率比(bi)較(jiao)低(di),與鋁(lv)(lv)相(xiang)比(bi)較(jiao),10Cr17(430)為(wei)(wei)鋁(lv)(lv)的(de)(de)1/8左右;06Cr19Ni10(304)為(wei)(wei)鋁(lv)(lv)的(de)(de)1/13左右;與碳(tan)鋼相(xiang)比(bi)較(jiao),分別(bie)為(wei)(wei)1/2左右和1/4左右。
純金屬(shu)中(zhong),熱是(shi)因自由(you)電(dian)子(zi)的(de)(de)運動(dong)而傳(chuan)遞的(de)(de),不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)鐵和(he)鉻(Cr)及(ji)鎳(nie)(Ni)的(de)(de)合金,自由(you)電(dian)子(zi)的(de)(de)運動(dong)因鉻及(ji)鎳(nie)的(de)(de)抑制而變小。自由(you)電(dian)子(zi)的(de)(de)運動(dong)也受溫度(du)的(de)(de)影響(xiang),熱導(dao)率(lv)根據(ju)溫度(du)而變化(hua)。對(dui)于50~800℃的(de)(de)高(gao)溫段(duan),按溫度(du)連(lian)續地單調增(zeng)加。其增(zeng)加的(de)(de)程度(du),Cr-Ni系列(lie)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)比Cr系列(lie)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)要(yao)小一些。對(dui)低溫段(duan),也隨著溫度(du)降低的(de)(de)同時熱導(dao)率(lv)減少,超(chao)低溫時,變為極(ji)小。常見不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)熱導(dao)率(lv),見表2-1。
3. 熱(re)膨脹性
熱(re)膨脹(zhang)是指當溫度改(gai)變時物(wu)體發(fa)生脹(zhang)縮的現象(xiang)為熱(re)膨脹(zhang)。
在溫度T時(shi),長度為(wei)l、體(ti)積為(wei)V的物體(ti),溫度保持在T+dT時(shi),其長度和(he)體(ti)積的變化則分別為(wei)l+dl及V+dV的現象稱為(wei)熱膨脹。線[膨]脹系(xi)數為(wei)α,體(ti)膨脹系(xi)數為(wei)β,可(ke)分別以下式表(biao)示:
對各(ge)向同性(xing)的固(gu)體而言,可(ke)以近似的取β=3α。
不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)相比較,06Cr19Ni10(304)的(de)線膨脹系(xi)數(shu)大(da)(da),10Cr17(430)則小。而鋁和銅(tong)的(de)線膨脹系(xi)數(shu)比不銹鋼(gang)大(da)(da)。常用不銹鋼(gang)的(de)膨脹系(xi)數(shu),見(jian)表2-1。
4. 電阻(zu)率(lv)
電(dian)阻(zu)是物(wu)質阻(zu)礙電(dian)流通過的性質。電(dian)阻(zu)率是表征物(wu)質導電(dian)性能的物(wu)理量。
通常(chang)電阻以下式表示: 電阻=電阻率x(導體長度/斷面積(ji))
銀或(huo)銅的(de)(de)電阻率非常小,是電流最容易通過的(de)(de)材料。然而(er)和(he)這些純金(jin)(jin)屬相(xiang)比較,它(ta)們的(de)(de)合金(jin)(jin)的(de)(de)電阻率一般(ban)都(dou)要大(da)很多。由于不銹鋼是在(zai)鐵(tie)(Fe)中加入鉻(ge)(Cr)或(huo)鎳(Ni)的(de)(de)合金(jin)(jin),與純金(jin)(jin)屬相(xiang)比較,其(qi)電阻率明(ming)顯地(di)增(zeng)大(da)。在(zai)不銹鋼中,從(cong)12Cr13(410)、10Cr17(430)進而(er)到(dao)06Cr19Ni10(304),隨著其(qi)中所含合金(jin)(jin)量的(de)(de)增(zeng)加,電阻率增(zeng)大(da)。
和(he)純(chun)金屬(shu)相比,合金電(dian)阻率(lv)(lv)增(zeng)加(jia)的(de)原因,如同其(qi)熱導率(lv)(lv)增(zeng)加(jia)一樣,也是因輸送電(dian)流的(de)自由(you)電(dian)子在運(yun)動(dong)中,由(you)于合金元素的(de)存在,而使其(qi)運(yun)動(dong)紊(wen)亂(luan)不規律(lv)所(suo)致(zhi)。在多(duo)數金屬(shu)中,熱導率(lv)(lv)(λ)越高,則(ze)其(qi)電(dian)導率(lv)(lv)亦越高。
常用不銹(xiu)鋼電阻率(lv),列于表(biao)2-1。