金属材料的主要性能指标及其含义

<- 上一项 下一项 ->

衡量金属材料物理性能的指标名称、符号、基本单位及其含义说明

金属材料的主要性能指标及其含义分页导航
本页导航 广告链接

衡量金属材料物理性能的指标名称、符号、基本单位及其含义说明

指标 法定计量单位 计算公式 含义说明
名称 符号 名称 单位
密度 ρ 千克每立方米 kg/m3 ρ=m/V
式中 m──物质的质量(kg或g)
V──物质的体积(m3或cm3) 		密度是金属特性之一，它表示某种金属单位体积的质量，不同金属材料的密度是不相同的。在机械制造工业上，通常利用“密度”来计算零件毛坯的质量(习惯上称为重量)。金属材料的密度也直接关系到由它所制成的零件或构件的重量或紧凑程度，这点对于要求减轻机件自重的航空和宇航工业制件具有特别重要的意义
克每立方厘米 g/cm3
热性能指标 熔点 开(尔文) K 金属材料由固态转变为液态时的熔化温度，称为熔点。根据熔点的不同，金属材料可分为低熔点金属、高熔点金属(或难熔金属)两大类。对于热加工材料来说，熔点是制定热加工工艺规范的重要依据之一
摄氏度 ℃
比热容 c 焦耳每千克开尔文 J/(kg·K) c=dQ/dT/m
式中 dQ/dT──热容〔J/(kg·K)〕
m──质量 		单位质量的某种物质，在温度升高l开尔文(或1℃)时吸收的热量，或者温度降低1开尔文(或1℃)时所放出的热量，叫做这种物质的比热容。比热容也是制定金属材料热加工工艺规范时的一项重要工艺参数
热导率 λ 瓦特每米开尔文 W/(m·K)
式中 q──热流量密度(W/m2)
dt/dn──某截面法向方向处的温度梯度，负号表示热流方向沿着温度降低方向
λ──热导率[W/(m·k)] 		在单位时间内，当沿着热流方向的单位长度上温度降低1开尔文(或1℃)时，单位面积容许导过的热量，叫做这种材料的热导率或导热系数，实验得知，所导过的热量与温度梯度，热传递的横截面积及持续时间成正比。因此，所谓热导率，就是热流量密度(q)除以温度梯度(dt/dn)
热导率标志着物质传导热的能力。热导率大的材料，它的导热性就好；反之，则差，所以它是衡量金属材料导热性能好坏的一个主要性能指标
线胀系数 α 每开〔尔文〕 K-1 (1/K)
式中 L2──加热后的长度(mm)
L1──原来的长度(mm)
(t2-t1)──温度差(K或℃)
△L──增加的长度(mm) 		金属温度每升高1℃所增加的长度与原来长度的比值，称为线胀系数。它是衡量金属材料热膨胀性大小的性能指标。线胀系数大的材料，它在受热后的膨胀性就大，反之则小。金属的热膨胀系数的数值不是一个固定值；随着温度的增高，其数值也相应增大。对钢来说，线胀系数的数值一般在(10～20)×10-6的范围之内
电性能指标 电阻率 ρ 欧〔姆〕米 Ω·m
式中 R──导体电阻(Ω)
S──导体的横截面面积(m2或cm2)
l──导体长度(m或cm) 		电阻率是计算和衡量金属材料在常温下(20℃时)电阻值大小的性能指标。电阻率大，表明这种材料的电阻也大，其导电性能就差，反之，导电性能也就好
电导率 к 西〔门子〕每米 S/m
式中──电导(S)
S──导体横截面面积(m2)
l──导体长度(m) 		电阻率的倒数叫做电导率，在数值上等于导体维持单位电位梯度(即电位差)时，流过单位面积的电流。电导率是表示导体导电能力的性能指标，电导率越大，电阻率就越小，那么这种材料的导电性能就越好，反之，则其导电性就不好。在金属中，银的导电性最好。其次是铜、金，所以工业中有时也以银为标准材料，把它的电导率规定为100％，其他金属材料与银相比，所得的百分数就是这种材料的电导率
电阻温度系数 αp 欧〔姆〕每摄氏度 Ω/℃

式中 Rt──导体温度为t℃时电阻(Ω)
R0──导体温度为0℃时电阻(Ω)
t──导体温度(℃) 		电阻随温度而变化的比例常数αp，就叫做电阻温度系数，它是计算和衡量金属材料在各个不同温度下电阻值大小的主要依据。纯金属及大多数合金，其电阻皆因温度的增高而增加，碳和电解质的电阻，多因温度增高而降低；某些特制的合金，如铜锰镍合金，其电阻几乎不受温度增减的影响。利用这一特性，可以制成各种不同用途的电阻合金
磁性能指标 磁导率 μ 亨〔利〕每米 H/m
式中 B──磁感应强度(T)
H──磁场强度(A/m) 		磁导率是衡量磁性材料磁化难易程度(即导磁能力)的性能指标，或称导磁系数，它是磁性材料中的磁感应强度(B)和磁场强度(H)的比值，以符号μ表示。在同一磁场中，磁性材料的磁导率愈大，则其磁感应强度也愈大，也就愈容易被磁化。对钢铁等磁性物质来说，磁导率(μ)不是一个固定值，而是同钢铁的性质与饱和程度有关。按照磁导率的大小，磁性材料通常分为：软磁材料(μ值甚高，可达数万、甚至百万)和硬磁材料(μ值在1左右)两大类
磁感应强度 B 韦〔伯〕每平方米 Wb/m2
式中 B──磁感应强度(Wb/m2)
F──磁场的作用力(N)
I──电流强度(A)
L──导线长度(m) 		表示磁场强度与方向特性的物理量，叫做磁感应强度，磁场中某一点的磁感应强度，等于放在那点与磁场方向垂直的通电导线所受的磁场作用力(F)，跟导线中的电流强度(I)和导线长度(L)乘积的比。对于均匀磁场来说，磁感应强度也可以直观地用贯通于磁场的一平方米平面的磁力线的根数来表示磁感应强度的大小，同磁场所在的媒介质有密切的关系。所以它是衡量磁性材料磁性强弱的重要性能指标。在用作电机、变压器和电器磁路的铁芯中，磁感应强度是铁芯利用得好与不好的量度。因为磁感应强度高，不仅可以缩小铁芯体积、减轻产品质量，而且还可节约导线，降低导体电阻引起的损耗
特〔斯拉〕 T
式中 B──磁感应强度(T)
Φ──磁通(即通过某一截面积S的磁力线数)(Wb)
S──截面积(m2)
磁场强度 H 安〔培〕每米 A/m
式中 B──磁感应强度(G)
μ──磁导率 		磁场强度是一个表示磁场中各点磁力大小和方向的物理量，有时也称为磁化力，它与产生磁场的电流大小和载流导线的形状有关，与磁路材料的导磁率无关。它的大小也可以由B与μ的比值决定，也就是说：磁场中某点的磁感应强度B与磁导率μ的比值，就是磁场强度H。磁场强度(H)与磁感应强度(B)的区别是：H是由励磁电流决定的，是反映外磁场强弱的一个物理量；B取决于μ及H，它既反映了外磁场的强弱，又反映了磁性材料磁化后对于磁场的加强程度(即材料的性质)
矫顽力(或称矫顽磁力) HC 安〔培〕每米 A/m 磁性材料经过一次磁化并除去磁场强度H以后，磁感应强度B并不消失，仍保留着一定的剩磁感应强度，这种剩留的磁性称为剩磁，这种性质称为顽磁性。要想消去这个剩磁感应强度，必须另加一个反向的磁场，不断地增大此反向磁场强度，直到该剩磁感应强度恰巧消失时的磁场强度Hc的绝对值，就称为该铁磺体的矫顽磁力(简称矫顽力)
矫顽力是衡量磁性材料退磁和保磁能力的一个重要性能指标，对软磁材料来说，要求矫顽力愈小愈好，而硬磁材料则要求矫顽力愈高愈好
铁损 P 瓦〔特〕每千克 W/Kg 一般在50Hz工频交流下的铁芯，其单位铁损可直接由该材料的比损耗(即单位铁损)曲线或数据表上查出 单位质量的电机或变压器铁芯材料，在交变磁场磁化下所消耗的功率，称为铁芯损耗，简称铁损、涡流损耗和剩余损耗。铁损低的铁芯材料，可大大降低产品的总损耗，提高产品效率，所以它是衡量软磁材料性能的重要指标之一
减摩、耐磨性能指标 摩擦系数 μ(f) 1
式中 F──摩擦力(N)
N──施加在摩擦部件上的垂直载荷(N) 		相互接触的物体，当作相对移动时就会引起摩擦，引起摩擦的阻力称为摩擦力。根据摩擦定律，通常把摩擦力(F)与施加在摩擦部位上的垂直载荷(N)的比值，称为摩擦系数(f)，摩擦系数是表示材料摩擦特性的性能指标。良好的减摩、耐磨材料、应当具有最低的摩擦系数和最小的磨损量；这样才能减少功率损耗，提高机械效率和机件的使用寿命摩擦通常分为液体摩擦、半液体摩擦、半干摩擦和干摩擦。同一材料在不同摩擦状态下的摩擦系数是不相同的，例如在有润滑油的液体摩擦状态下的摩擦系数显然总是比无油润滑时的摩擦系数为小
磨损量(或磨耗量)
(1)质量磨耗
(2)体积磨耗 		W
V 		克每立方厘米 g/cm3 质量磨耗(g)＝试样摩擦前的重量(g)
－试样摩擦后的重量(g)
体积磨耗(cm3)＝试样摩擦前的体积(cm3)－试样摩擦后的体积(cm3) 		磨损量又称磨耗量，它是衡量金属材料耐磨性能好坏的指标，通常在阿姆斯勒型磨损试验机上进行测定。它是用试样在规定的试验条件下经过一定时间或一定距离摩擦之后，以试样被磨去的质量(g)或体积(cm3)来表示。磨耗量愈小，则这种材料的耐磨性就愈好
相对耐磨系数 ε 1
式中、──标准试样的重量磨耗(g)或体积磨耗(cm3)
W0、V0──被试测材料的质量磨耗(g)或体积磨耗(cm3) 		这是用来相对地表示金属材料耐磨性好坏的一个指标，它是在模拟耐磨试验机上进行测定的，通常采用硬度为HRC52-53的65Mn钢作为际准试样，取相同试验条件下，标准试样的绝对磨损值(质量磨耗或体积磨耗)与被测定材料的绝对磨损值之比，就是被试材料的相对耐磨系数。相对耐磨系数的数值愈大，就说明这种材料的耐磨性愈好，反之就不好
<- 上一项 下一项 ->