物(wu)理(li)性能是指物(wu)質(zhi)本身的(de)屬性,即(ji)材料、物(wu)品所(suo)具有(you)的(de)性質(zhi)和功(gong)能。一般來(lai)說(shuo),凡物(wu)質(zhi)的(de)性質(zhi)改變時,不(bu)涉及物(wu)質(zhi)分子化學組(zu)成的(de)改變,這種(zhong)性質(zhi)就屬于(yu)物(wu)理(li)性能。
1. 密度
密(mi)度:物質的質量與其體積的比值,即物質單位體積的質量。
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(xing)
導熱(re),又(you)稱傳(chuan)熱(re),它是由于物體(ti)內部(bu)溫度較高的(de)(de)分子或(huo)自(zi)由電(dian)子,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(chuan)給相鄰溫度較低的(de)(de)分子,它的(de)(de)特(te)點是物體(ti)內的(de)(de)分子沒(mei)有宏(hong)觀(guan)的(de)(de)相對(dui)位移。固體(ti)的(de)(de)傳(chuan)熱(re)都屬于這一類。
一(yi)般(ban)說不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)導(dao)熱性“不(bu)(bu)好(hao)”。但如果用(yong)于(yu)需要(yao)保溫的(de)(de)情況(kuang)下,這個“不(bu)(bu)好(hao)”倒成了它(ta)的(de)(de)優點。不(bu)(bu)銹鋼在常溫狀態下,其熱導(dao)率比較(jiao)低,與鋁相比較(jiao),10Cr17(430)為鋁的(de)(de)1/8左(zuo)(zuo)右(you);06Cr19Ni10(304)為鋁的(de)(de)1/13左(zuo)(zuo)右(you);與碳鋼相比較(jiao),分別(bie)為1/2左(zuo)(zuo)右(you)和1/4左(zuo)(zuo)右(you)。
純金(jin)屬中(zhong),熱(re)(re)是因自(zi)由(you)(you)電子的(de)(de)(de)(de)運動而(er)(er)傳遞(di)的(de)(de)(de)(de),不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是鐵和(he)鉻(ge)(Cr)及鎳(Ni)的(de)(de)(de)(de)合金(jin),自(zi)由(you)(you)電子的(de)(de)(de)(de)運動因鉻(ge)及鎳的(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)而(er)(er)變(bian)小。自(zi)由(you)(you)電子的(de)(de)(de)(de)運動也受(shou)溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)影響(xiang),熱(re)(re)導(dao)率(lv)(lv)根據(ju)溫(wen)度而(er)(er)變(bian)化(hua)。對于50~800℃的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)段,按溫(wen)度連續(xu)地單(dan)調增加。其增加的(de)(de)(de)(de)程度,Cr-Ni系列不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)比(bi)Cr系列不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)要小一(yi)些(xie)。對低溫(wen)段,也隨著溫(wen)度降低的(de)(de)(de)(de)同時熱(re)(re)導(dao)率(lv)(lv)減少,超低溫(wen)時,變(bian)為極小。常見(jian)(jian)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)導(dao)率(lv)(lv),見(jian)(jian)表2-1。
3. 熱膨脹性
熱膨(peng)脹是(shi)指當溫度改(gai)變(bian)時物(wu)體發生脹縮(suo)的現象為熱膨(peng)脹。
在(zai)(zai)溫度T時(shi),長度為l、體(ti)積(ji)為V的物體(ti),溫度保持在(zai)(zai)T+dT時(shi),其長度和(he)體(ti)積(ji)的變化則分別(bie)為l+dl及V+dV的現象稱為熱膨脹(zhang)。線[膨]脹(zhang)系數為α,體(ti)膨脹(zhang)系數為β,可(ke)分別(bie)以下式表示:
對各向(xiang)同性的(de)(de)固(gu)體而(er)言,可以(yi)近似的(de)(de)取β=3α。
不(bu)銹鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)相比較(jiao),06Cr19Ni10(304)的(de)(de)線(xian)膨(peng)脹(zhang)(zhang)系(xi)數大(da),10Cr17(430)則小。而(er)鋁和(he)銅的(de)(de)線(xian)膨(peng)脹(zhang)(zhang)系(xi)數比不(bu)銹鋼(gang)(gang)大(da)。常用(yong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)膨(peng)脹(zhang)(zhang)系(xi)數,見(jian)表2-1。
4. 電阻率(lv)
電(dian)阻是(shi)物質(zhi)阻礙電(dian)流通過的(de)性質(zhi)。電(dian)阻率是(shi)表征物質(zhi)導電(dian)性能的(de)物理量。
通常電阻(zu)(zu)以(yi)下式(shi)表示: 電阻(zu)(zu)=電阻(zu)(zu)率x(導體長度/斷(duan)面積)
銀或銅(tong)的(de)電阻率(lv)(lv)非常小,是電流最容易通過的(de)材料。然而和這(zhe)些(xie)純金屬(shu)相(xiang)比較,它們的(de)合金的(de)電阻率(lv)(lv)一般都要大(da)很多。由于不銹(xiu)(xiu)鋼是在(zai)鐵(Fe)中加(jia)入(ru)鉻(Cr)或鎳(Ni)的(de)合金,與純金屬(shu)相(xiang)比較,其電阻率(lv)(lv)明顯地(di)增(zeng)大(da)。在(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼中,從12Cr13(410)、10Cr17(430)進而到06Cr19Ni10(304),隨著其中所含合金量(liang)的(de)增(zeng)加(jia),電阻率(lv)(lv)增(zeng)大(da)。
和純金(jin)(jin)屬相比,合金(jin)(jin)電阻率增加(jia)的(de)(de)原因(yin),如同(tong)其(qi)(qi)熱導率增加(jia)一(yi)樣,也是因(yin)輸送(song)電流的(de)(de)自由(you)電子在(zai)運動中,由(you)于合金(jin)(jin)元素的(de)(de)存在(zai),而使其(qi)(qi)運動紊亂不規律所致。在(zai)多數金(jin)(jin)屬中,熱導率(λ)越高,則(ze)其(qi)(qi)電導率亦越高。
常用不(bu)銹鋼電阻率,列于表2-1。