钢铁加热的物理性能变化-j9九游会

加热时钢的导热性、热容量和密度都发生变化。

(1)  导热性的变化

导热性的好坏用导热系数表示。钢的导热系数就是钢在单位时间，温度每变化1℃在单位长度上传过的热量，其计量单位为w/(m.k)(瓦[特]每米开[尔文])。

钢的导热系数与钢的化学成分、结晶组织、温度、钢内夹杂物情况、加工情况等因素有关。计算导热系数(λ)的经验公式如下：

λ=69.78-10.12c-16..75mn-33.73si，w/(m.k)                         (1)

式中    c——钢中含碳量的百分数；

           mn——钢中含锰量的百分数；

           si——钢中含硅量的百分数。

上式只适用于含碳量小于1.5%、锰和硅的含量小于0.5%的碳钢。碳含量对导热系数的影响见图1。在合金钢中，合金元素及其含量对合金钢导热系数的影响也很大。

图1  碳钢导热系数与碳含量的关系曲线

钢的组织状态与导热系数的关系是：珠光体钢的导热系数最大；铁素体钢和马氏体钢的次之；奥氏体钢的最小。

钢锭经退火后导热系数约增大50%，轧(锻)钢坯经退火导热系数约增加15~20%，而淬火钢的导热系数则比较小。

各种钢的导热系数随温度而变化的规律是不一样的。在800℃以下礞钢的导热系数随着温度的升高而显著地下降，而且导热系数越大，下降越显著。在800℃以上，碳钢的导热系数随着温度的升高而升高。

各种合金钢的导热系数随温度变化的情况与各钢种在室温下的λ_室温大小有关。如λ_室温为32.6~34.9w/(m.k)的合金钢，随着温度的升高，其λ是降低的；λ_室温为23.3~25.6w/(m.k)的合金钢，随温度的升高，其λ变动比较小；对λ_室温小于23.3w/(m.k)的合金钢，其λ随着温度的升高而升高。在高温下各种钢的λ相差无几(在23.3~30.2w/(m.k)之间)。

(2)  热容量的变化

计算热容量的经验公式如下：

co=466.16 19.05c                  (2)

式中   co——钢的平均热容量，j/(m.k)；

           c——钢中含碳量的重量百分数。

钢的热容量与钢的化学成分、组织结构、温度等因素有关。热容量随温度的增高而增加，在800℃左右，即在相变温度，热容量有较大的变化。

(3)  密度的变化

单位体积的质量称为密度。当温度升高时，钢的密度因体积膨胀巾减少。

碳素钢及合金钢的密度取决于其化学成分，也即取决于各种合金元素的密度和含量，同时与钢的组织状态有关，钢的密度按奥氏体一珠光体一索氏体一屈氏体一马氏体的顺序依次降低。