物理性能是指物质本身的属性,即材料、物品所具有的性质和功能。一般来说,凡物质的性质改变时,不涉及物质分子化学组成的改变,这种性质就属于物理性能。


1. 密度


  密度:物质的质量与其体积的比值,即物质单位体积的质量。


  奥氏体系列不锈钢的代表钢种06Cr19Ni10(304)的密度比碳钢大,马氏体系列不锈钢12Cr13(410)和铁素体系列不锈钢10Cr17(430)的密度比碳钢小。与其他材料相比较,如比塑料(为1.2g/cm3)、玻璃(为2.5g/cm3)、铝(为2.7g/cm3)、钛(为4.5g/cm3)的密度大,比铜的密度(为8.9g/cm3)略小。常见不锈钢的密度,见表2-1所列。


表 1.jpg


2. 导热性


  导热,又称传热,它是由于物体内部温度较高的分子或自由电子,因振动或碰撞将热能以动能的形式传给相邻温度较低的分子,它的特点是物体内的分子没有宏观的相对位移。固体的传热都属于这一类。


  一般说不锈钢的导热性“不好”。但如果用于需要保温的情况下,这个“不好”倒成了它的优点。不锈钢在常温状态下,其热导率比较低,与铝相比较,10Cr17(430)为铝的1/8左右;06Cr19Ni10(304)为铝的1/13左右;与碳钢相比较,分别为1/2左右和1/4左右。


  纯金属中,热是因自由电子的运动而传递的,不锈钢是铁和铬(Cr)及镍(Ni)的合金,自由电子的运动因铬及镍的抑制而变小。自由电子的运动也受温度的影响,热导率根据温度而变化。对于50~800℃的高温段,按温度连续地单调增加。其增加的程度,Cr-Ni系列不锈钢比Cr系列不锈钢要小一些。对低温段,也随着温度降低的同时热导率减少,超低温时,变为极小。常见不锈钢的热导率,见表2-1。


3. 热膨胀性


 热膨胀是指当温度改变时物体发生胀缩的现象为热膨胀。


  在温度T时,长度为l、体积为V的物体,温度保持在T+dT时,其长度和体积的变化则分别为l+dl及V+dV的现象称为热膨胀。线[膨]胀系数为α,体膨胀系数为β,可分别以下式表示:


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对各向同性的固体而言,可以近似的取β=3α。


不锈钢与碳钢相比较,06Cr19Ni10(304)的线膨胀系数大,10Cr17(430)则小。而铝和铜的线膨胀系数比不锈钢大。常用不锈钢的膨胀系数,见表2-1。



4. 电阻率


  电阻是物质阻碍电流通过的性质。电阻率是表征物质导电性能的物理量。


  通常电阻以下式表示: 电阻=电阻率x(导体长度/断面积)


  银或铜的电阻率非常小,是电流最容易通过的材料。然而和这些纯金属相比较,它们的合金的电阻率一般都要大很多。由于不锈钢是在铁(Fe)中加入铬(Cr)或镍(Ni)的合金,与纯金属相比较,其电阻率明显地增大。在不锈钢中,从12Cr13(410)、10Cr17(430)进而到06Cr19Ni10(304),随着其中所含合金量的增加,电阻率增大。


  和纯金属相比,合金电阻率增加的原因,如同其热导率增加一样,也是因输送电流的自由电子在运动中,由于合金元素的存在,而使其运动紊乱不规律所致。在多数金属中,热导率(λ)越高,则其电导率亦越高。


  常用不锈钢电阻率,列于表2-1。