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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

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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_第1页
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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 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) Page 1 of 6指标2011-10-21mhtml:file://C:\Program Files\机械设计手册(新编软件版)2008\tmp\h01027.mhtλ──热导率[W/(m·k)]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 电阻随温度而变化Page 2 of 6指标2011-10-21mhtml:file://C:\Program Files\机械设计手册(新编软件版)2008\tmp\h01027.mht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(℃) 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,Page 3 of 6指标2011-10-21mhtml:file://C:\Program Files\机械设计手册(新编软件版)2008\tmp\h01027.mht磁 性 能 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)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 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Page 4 of 6指标2011-10-21mhtml:file://C:\Program Files\机械设计手册(新编软件版)2008\tmp\h01027.mht指 标 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Page 5 of 6指标2011-10-21mhtml:file://C:\Program Files\机械设计手册(新编软件版)2008\tmp\h01027.mht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 Page 6 of 6指标2011-10-21mhtml:file://C:\Program Files\机械设计手册(新编软件版)2008\tmp\h01027.mht。

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