金属热物性参数.docx
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金属热物性参数
表1各种金属的热物性值
金属
温度C
比热
cal/(g·C)
导热系数cal/(cm·s·C)
密度(g/cm3)液相线、固相线温度(C)
纯铁
25
200
400
769
800
1000
1500
=(20?
C)
=(1500?
C)
=(1600?
C)
镇静钢
%)
0
200
400
800
1200
=(15?
C)
软钢
%)
0
200
400
800
1200
=(15?
C)
碳素结构钢(S35C)
25
200
400
800
中碳钢
%)
0
200
400
800
1200
=(15?
C)
共析钢
%)
0
200
400
800
1200
=(15?
C)
工具钢
%)
0
200
400
800
1200
=(15?
C)
续表1各种金属的热物性值
金属
温度C
比热cal/(g·C)
导热系数cal/(cm·s·C)
密度(g/cm3)液相线、固相线温度(C)
Si2%钢
0
200
400
800
1200
=(15?
C)
Ts=1488
TL=1497
Cr1%钢
20
200
400
800
1200
=(15?
C)
TS=1420
TL=1520
不锈钢
(AISI420)
20
200
400
800
1200
=(15?
C)
TS=1399
TL=1454
不锈钢
(AISI304)
0
200
400
800
1200
18~20Cr,8~12Ni
TS=1399
TL=1454
过共晶
灰口铸铁
20
200
400
800
900
()
()
()
()
()
=(15?
C)
比热相对于
普通铸铁
共晶灰口铸铁
20
200
400
800
1200
球墨铸铁
20
200
400
800
1000
=(15?
C)
金属
温度C
比热cal/(g·C)
导热系数cal/(cm·s·C)
密度(g/cm3)液相线、固相线温度(C)
白口铸铁
20
200
400
800
1200
=~(15?
C)
纯铜
20
200
600
1000
1200
=
TS=TL=1083
Cu90%~Al10%
20
200
600
1000
TS=1030
TL=1042
Cu70%~Zn30%
20
200
600
900
TS=915
TL=955
Cu60%~Zn40%
20
200
600
900
TS=900
TL=905
Cu70%~Ni30%
20
200
600
1000
TS=1170
TL=1240
Cu60%~Ni40%
20
200
600
1000
1200
TS=1227
TL=1280
纯铝
20
200
500
660
s=(15?
C)
TS=TM=
%
20
200
500
TS=502
TL=638
金属
温度C
比热cal/(g·C)
导热系数cal/(cm·s·C)
密度(g/cm3)液相线、固相线温度(C)
Al~Mg8%
20
200
400
500
TS=540
TL=625
纯镁
20
200
400
650
s=
TL=TS=651
~
~
(相当于MC6)
20
200
400
549
TS=549
TL=641
~Al9
~~
(相当于MC2)
20
200
400
468
TS=468
TL=616
InconelX(73Ni,15Cr,7Fe,,1Nb)
20
200
600
1000
s=
TS=1395
TL=1427
耐盐酸镍基合金C
600
1000
1200
TS=1270
TL=1305
表2铸型的热物性计算公式
No
视在物性值计算公式
备注
1
浇注合金:
铸铁
硅砂
干型,呋喃铸型
2
浇注合金:
铸铝
硅砂
干砂,呋喃铸型
3
浇注合金:
铸钢
硅砂
干型
4
浇注合金:
铸钢
硅砂
呋喃铸型
5
硅砂
6
橄榄石砂
7
锆砂
8
铬砂
9
硅砂,干型,呋喃铸型
600?
C以下
<<
10 硅砂,干型 c由No9的公式求得 浇注合金: 铸钢 硅砂,呋喃铸型 浇注合金: 铸钢 11 硅砂,膨润土7%,水分4% = 12 硅砂 = 13 橄榄石砂, 膨润土%,水分% = 14 铬砂 膨润土%,水分% = 15 锆砂, 膨润土%,水分 = 表3流动临界固相率 合金 临界固相率 文献 备考 % % Al-Si3% 80 84 考虑了浓化后决定固相率 % % 85 根据浓度实测值和杠杆 定律算出固相率 % ~ 86 用谢依尔公式算出固相率 AC2B Al-Si9%-Cu4% (金属型) (砂型) 87 89 用谢依尔公式算出固相率 %铜 80 球墨铸铁 88 没有说明数据的明确依据 %Cu (自由凝固) 根据实测,Vc=0.032? C/s Cu-8%Sn Cu-8%%Si Cu-8%Sn-2%Fe (自由凝固) 根据固相率与流过细管道的液体量测出,冷速Vc=0.03? C/s Cu-8%Sn ~ (金属型,型温373? C) 根据固相率与流过细管道的液体量测出 铸钢 未说明依据 铸钢,不锈钢 未说明依据 表4部分砂型热物性数据表 型砂 组成 (cal/.C)×102 C(cal/gC) (g/cm3) 说明 石 英 砂 石英砂 5~15? C 900? C,粒度50/100 “干砂” 未表明者为常温,下同 “湿砂” 石英砂 ~ ~ 黄砂 ~ ~ 石 英 砂 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0~1300? C 0~1300? C 0~1300? C 干燥砂,16.5? C 含水%,18.9? C 0~1100,T 锆 砂 锆 砂 ~ ~ ~ ~ 0~1100,T 0~900? C 铬铁矿砂 铬铁矿砂 ~ ~ 0~900? C 水 玻 璃 砂 石英砂+5%水玻璃 铁浇注法,界面平均1143? C 铬铁矿砂 +水玻璃 铬镁矿砂+水玻璃 钢浇注法 钢浇注法 石英砂+树脂 钢浇注法 石英砂+5%酚醛树脂 ~ 28~450? C 石英砂+3%~7%呋喃树脂 ~ ~ 25~550? C 25~550? C 石英砂+2%呋喃树脂 铝浇注法,666? C 石英砂+%呋喃树脂 .440 铁浇注法,1155? C 钢浇注法,1155? C 钢浇注法,1155? C 石英砂+%树脂 ~ ~ 钢浇注法,1155? C 钢浇注法 铬铁矿砂+1%树脂 ~ 钢浇注法 铬砂+树脂 铬砂+1%呋喃树脂 ~ ~ 钢浇注法 常温~1490? C 树 脂 砂 石英砂+6% 水 玻 璃 铝浇注法,界面平均660? C 铝浇注法,界面平均660? C 铁浇注法,界面平均1155? C 铁浇注法,界面平均1155? C 钢浇注法,界面平均1490? C 表5典型金属材料的常温密度 材质 密度(g/cm3) 材质 密度(g/cm3) 材质 密度(g/cm3) 钢 碳素钢 不锈钢 高速钢 ~ 灰口铸铁 (中碳,铁素体基体) 可锻铸铁 铝合金 铝硅合金 硬铝 ADC10 铸铁 灰口铸铁 (高碳,铁素体基体) 球墨铸铁 铜合金 7-3黄铜 6-4黄铜 高强度黄铜 锌合金 ZDC2 镁合金 表6典型液体金属的物性值 物性值 低合金铸钢 (1600)① 普通铸铁(1400? C)① 纯铝 (700? C)① 纯铜 (1100? C)① 纯镁 (700? C)① 液相线温度(C) 1400~1530 1123~1130 660 1083 851 密度(g/cm3) ~ ~ 比热 导热系数 40(纯铁) -- 100 170 80 凝固潜热 251~268 209~268 394 204 230 凝固收缩率(%) 3~4 ~ 表面张力() 1700 920 900 1300 560 粘度 6 5~8 ~2 4 热辐射系数 ~ (全辐射系数) ~ (全辐射系数) (相对0.65? m的波长) (相对0.66? m的波长) -- ①表示所给物性值的温度条件。 表7其它物质的热物性值 物质名 温度(C) 比热 导热系数 密度(g/cm3) 粘度,其它 .C-1 -1? 干燥空气 氮 氢 水 汽缸油 石膏 石棉 混凝土 玻璃纤维 砂岩 杉树条 硅砖 锆砖 镁砖 渣 渣 20 20 20 20 20 20 100 20 20 20 23 500 500 1000 1000~1500 1000~1500 ~ ×10-5 ×10-5 ×10-4 ×10-3 ×10-4 ×10-3 ×10-4 (2~3)×10-3 ×10-5 ×10-3 ×10-4 3×10-3 6×10-3 ~×10-3 ×10-3 ×10-3 =, =,= =~ = =~ = = = = = = CaO35%--SiO245%--Al2O320% CaO50%--SiO235%--Al2O315% 表8铸型内的传热系数 No. 比热流量q 传热系数h=q/(T1-T2) 备注 时间(s) cal/ cal/.C) 1 0 5 10 20 30 %钢 T1=TC(铸片) T2=TM(结晶器) 铸造速度=1.08m/min 弯曲型扁板连铸机 2 15 20 30 40 50 60 70 ~%钢连铸 T1=TC(铸片) T2=TW(冷却水) 铸造速度=0.8m/min 3 0 5 10 15 20 30 同上 铸造速度=2.03m/min 4 铸铁卧式连铸机 石墨铸型203mm 同上,305mm 5 ~ ~ 铝连续铸造 6 240 300 600 1300 1800 % 铜铸型(仅单面) 真空中 7 0 60 120 240 360 600 碳素钢 表面氧化铸铁铸型 8 ~ Al合金,压铸 9 铝硅合金液体金属 流动时(金属型) 10 ~ Al合金,金属型, 低压铸造 11 ~ ~ Al,金属型铸造 (涂料50~200? m) 12 ~ ~ 铜连续铸造 13 ~ 铜合金 (金属型) 14 铸钢/砂型 (难以产生空隙时) 15 300 420 600 1200 1800 同上 (容易产生空隙时) 表9合金的密度、潜热 合金 s(20? C) (kg/m3) s(Ts) (kg/m3) L (kJ/kg) 1%Cr钢 7840 -- 277 %Mn钢 7850 -- 277 2%Si钢 7730 -- 333 奥氏体不锈钢 7700 7000 294 铁素体不锈钢 8000 -- 304 %C钢 7800 7030 %C钢 7860 7030 %C钢 7850 6990 %C钢 7830 6900 白口铸铁 7650 (7000) 灰口铸铁 7100 (6650) %Cu 2980 (2630) -- AlSi7Mg 2680 (2360) -- Cu-30Zn 8390 (7520) -- Mg-3Al-1Zn-5Mn 1850 (1690) 370 表10单位换算表 量 SI制 CGS制 工程制,MKH制 密度 kg/m3 g/cm3 kg/m3 1 1000 10-3 1 1 1000 力 N dyn kgf 1 105 ×105 1/ 1 压力 Pa dyn/cm2 kgf/cm2 1 ×106 10 ×106 ×10-6 1 热量 J cal kcal 1 1 ×10-3 10-3 比热 kJ/ cal/(g.C) kcal/(kg.C) 1 1 1 比热流量 W/m2 cal/ kcal/ 1 ×104 ×10-5 1 ×104 导热系数 W/ cal/.C) kcal/C) 1 ×10-3 1 热传达系数 W/ cal/.C) kcal/..C) 1 ×104 ×10-5 1 ×104 粘度 cPcm2) m2 1 1000 1 ×10-3 表面张力 N/m dyn/cm kgf/m 1 103 1 ×10-3
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