物理(li)性(xing)(xing)能(neng)是指物質(zhi)(zhi)本身的屬性(xing)(xing),即材料、物品所(suo)具有的性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)和功能(neng)。一般(ban)來說,凡物質(zhi)(zhi)的性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)改變時,不(bu)涉(she)及(ji)物質(zhi)(zhi)分子化(hua)學組成的改變,這種性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)就屬于(yu)物理(li)性(xing)(xing)能(neng)。
1. 密度
密度:物(wu)質(zhi)的質(zhi)量與其(qi)體積的比值,即物(wu)質(zhi)單位體積的質(zhi)量。
奧氏體系列不(bu)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(re)性
導熱,又稱傳(chuan)熱,它是(shi)由(you)于(yu)物體內部(bu)溫度較高的(de)(de)分子或自由(you)電子,因振動或碰撞將熱能以動能的(de)(de)形式傳(chuan)給(gei)相鄰溫度較低的(de)(de)分子,它的(de)(de)特點是(shi)物體內的(de)(de)分子沒(mei)有宏觀的(de)(de)相對(dui)位(wei)移。固體的(de)(de)傳(chuan)熱都屬于(yu)這一類。
一般(ban)說不(bu)(bu)銹鋼(gang)的導熱(re)性(xing)“不(bu)(bu)好”。但(dan)如果用于(yu)需(xu)要保溫的情況下,這個(ge)“不(bu)(bu)好”倒(dao)成了它的優點。不(bu)(bu)銹鋼(gang)在常溫狀(zhuang)態下,其熱(re)導率比較低,與鋁相(xiang)比較,10Cr17(430)為(wei)鋁的1/8左(zuo)右(you)(you);06Cr19Ni10(304)為(wei)鋁的1/13左(zuo)右(you)(you);與碳鋼(gang)相(xiang)比較,分別為(wei)1/2左(zuo)右(you)(you)和1/4左(zuo)右(you)(you)。
純金屬中,熱(re)是因自(zi)由(you)(you)電子的(de)運(yun)動而傳遞的(de),不(bu)(bu)銹鋼(gang)是鐵和(he)鉻(ge)(ge)(Cr)及(ji)鎳(Ni)的(de)合金,自(zi)由(you)(you)電子的(de)運(yun)動因鉻(ge)(ge)及(ji)鎳的(de)抑制而變小。自(zi)由(you)(you)電子的(de)運(yun)動也(ye)受溫(wen)度的(de)影響,熱(re)導率(lv)根據溫(wen)度而變化。對(dui)于50~800℃的(de)高溫(wen)段(duan),按溫(wen)度連(lian)續地單調增加。其增加的(de)程度,Cr-Ni系列(lie)不(bu)(bu)銹鋼(gang)比Cr系列(lie)不(bu)(bu)銹鋼(gang)要小一些。對(dui)低(di)溫(wen)段(duan),也(ye)隨著溫(wen)度降低(di)的(de)同時熱(re)導率(lv)減少,超(chao)低(di)溫(wen)時,變為極小。常(chang)見不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)熱(re)導率(lv),見表2-1。
3. 熱膨(peng)脹性
熱(re)膨(peng)脹是指(zhi)當溫度改(gai)變時(shi)物體發生脹縮的現(xian)象為(wei)熱(re)膨(peng)脹。
在(zai)溫度(du)T時(shi),長度(du)為l、體(ti)(ti)積為V的物體(ti)(ti),溫度(du)保持(chi)在(zai)T+dT時(shi),其長度(du)和體(ti)(ti)積的變化則分別為l+dl及V+dV的現象稱為熱膨(peng)脹(zhang)。線[膨(peng)]脹(zhang)系數(shu)為α,體(ti)(ti)膨(peng)脹(zhang)系數(shu)為β,可分別以下式(shi)表示:
對各向同性的固體(ti)而言,可以近(jin)似的取β=3α。
不銹鋼與碳鋼相比(bi)較,06Cr19Ni10(304)的(de)線(xian)(xian)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)大,10Cr17(430)則(ze)小。而鋁和銅的(de)線(xian)(xian)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)比(bi)不銹鋼大。常用不銹鋼的(de)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu),見(jian)表2-1。
4. 電(dian)阻率
電阻是物質阻礙電流(liu)通過的性質。電阻率是表征物質導電性能(neng)的物理量(liang)。
通常電(dian)阻(zu)(zu)以下式表示: 電(dian)阻(zu)(zu)=電(dian)阻(zu)(zu)率x(導體長度(du)/斷面(mian)積)
銀或(huo)銅的(de)電(dian)阻(zu)(zu)率非常小,是電(dian)流最(zui)容易通過的(de)材料。然而和(he)這(zhe)些(xie)純金(jin)(jin)屬相比較,它(ta)們的(de)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)電(dian)阻(zu)(zu)率一般都要大很多。由于不銹(xiu)鋼(gang)是在(zai)鐵(Fe)中(zhong)加(jia)入鉻(ge)(Cr)或(huo)鎳(Ni)的(de)合(he)(he)金(jin)(jin),與純金(jin)(jin)屬相比較,其電(dian)阻(zu)(zu)率明顯地增(zeng)大。在(zai)不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong),從12Cr13(410)、10Cr17(430)進而到(dao)06Cr19Ni10(304),隨著其中(zhong)所(suo)含合(he)(he)金(jin)(jin)量的(de)增(zeng)加(jia),電(dian)阻(zu)(zu)率增(zeng)大。
和純金屬(shu)相比,合金電(dian)(dian)阻(zu)率(lv)增加的原因,如(ru)同其熱導(dao)率(lv)增加一樣,也(ye)是因輸送電(dian)(dian)流的自由電(dian)(dian)子在(zai)運動(dong)中(zhong),由于合金元(yuan)素的存在(zai),而使其運動(dong)紊(wen)亂不規律所致。在(zai)多數金屬(shu)中(zhong),熱導(dao)率(lv)(λ)越高,則(ze)其電(dian)(dian)導(dao)率(lv)亦越高。
常用(yong)不銹鋼電阻率,列于表2-1。