金属热物性参数定稿版

金属热物性参数

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表1 各种金属的热物性值

续表1 各种金属的热物性值

表2 铸型的热物性计算公式

表3 流动临界固相率

表4 部分砂型热物性数据表

金属热物性参数

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ρ(g/cm3)液相 线、固相线温度(?C) 纯铁 25 200 400 769 800 1000 1500 0.107 0.124 0.145 0.358 0.230 0.148 0.180 0.192 0.152 0.120 0.074 0.071 0.070 0.032 ρ=7.88(20?C) =7.3(1500?C) =7.0(1600?C) 镇静钢(C0.08%) 200 400 800 1200 0.112 0.124 0.142 0.230 0.158 0.142 0.128 0.107 0.068 0.071 ρ=7.86(15?C) 软钢(C0.23%) 200 400 800 1200 0.112 0.124 0.142 0.228 0.158 0.124 0.116 0.102 0.062 0.071 ρ=7.86(15?C) 碳素结构钢(S35C) 25 200 400 800 0.111 0.125 0.134 0.285 0.103 0.095 0.079 0.078 中碳钢(C0.4%) 200 400 800 1200 0.112 0.122 0.140 0.148 0.156 0.124 0.115 0.100 0.059 0.071 ρ=7.85(15?C) 共析钢(C0.8%) 200 400 800 1200 0.108 0.128 0.144 0.146 0.160 0.119 0.108 0.091 0.058 0.072 ρ=7.85(15?C) 工具钢(C1.2%) 200 400 800 0.108 0.130 0.142 0.156 0.103 0.102 0.089 0.057 ρ=7.83(15?C)

热分析技术在金属材料研究中的应用

研究生课程论文 (2014 -2015 学年第一学期) 热分析技术在金属材料研究中的应用 提交日期：2014年12月 1 日研究生签名： 学号学院材料科学与工程学院 课程编号课程名称材料的物性及其测试技术 学位类别硕士任课教师 教师评语： 成绩评定：分任课教师签名：年月日

热分析技术在金属材料研究中的应用 摘要：介绍了热分析技术的一些常用的热分析方法，如热重分析、差热分析、差示扫描量热分析、热膨胀等；同时阐述了热分析技术在金属材料中的应用，如测定金属材料的相变的临界温度以及对磁性材料居里温度的测量，及相变的热效应等。 关键词：热分析技术金属材料研究应用 Application of thermal analysis technique in the research of metallic materials Jing Deng School of Materials Science and Engineering, South China University of Technology Abstract: The application of the thermal analysis technique and some commonly methods were introduced, such as thermogravimetry analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA), differential scanning calorimetry (DSC), thermodilatometry and so on. The application of the thermal analysis technology in metallic materials was introduced, for example, to measure phase transition critical temperature of the metallic materials and the Curie temperature of the magnetic material and the thermal effect of the phase transition. Keywords: thermal analysis technique; metallic materials; research; application 1、前言 热分析是在程序控制温度下测量物质的物理性质与温度之间对应关系的一项技术。主要包括如下三个方面的内容：一是物质要承受程序控温的作用，即以一定的速率等速升温或降温；二是要选择一观测的物理量P，该物理量可以是热学、磁学、力学、电学、声学和光学的等；三是测量物理量P随温度T的变化，往往不能直接给出两者之间的函数关系[1]。 热分析主要用于研究物理变化(晶型转变、熔融、升华和吸附等)和化学变化(脱水、分解、氧化和还原等)。热分析不仅提供热力学参数，而且还能给出有参考价值的动力学数据。因此，热分析在材料研究和选择上，在热力学和动力学的理论研究上都是很重要的分析手段[2]。 按照测量的物理性质，国际热分析协会(ICTA)将现有的热分析技术分类[3-4]，具体见表1。热分析技术种类繁多，应用甚广，本文将介绍主要的热分析技术及其在金属材料研究中的主要应用。 表1 ICTA关于热分析技术的分类 测试性质方法名称英文全称缩名称质量热重法Thermogravimetry Analysis TGA 等压质量变化测定Isobaric Mass-change Determination 逸出气检测Evolved Gas Detection EGD 逸出气分析Evolved Gas Analysis EGA 放射热分析Emanation Thermal Analysis TEA

Procast相关参数设置一览

相关参数设置一览 PRECAST中参数的设置 （USER PRE-DEFINED RUN PARAMETER） 一. GENERRAL 1.） STANDARD NSTEP 2000 定义模拟时间总步数，时间步数达到该步数时，模拟终止 TFINAL 1 +000 定义ProCAST模拟时间（如同时定义TFINAL 和NSTEP，哪个先达到，按哪个终止模拟） TSTOP 2 +000 定义模拟分析终止温度 INILEV 0 定义初始步数，第一次模拟INILEV＝0，如继续某一步数模拟，INILEV＝继续模拟步数，（该步长数必须为输出步长的整数倍）。 DT 1 定义时间初始时间步长

DTMAX 1 +000 定义最大时间步长 TUNITS 2 （K C F）温度输出单位 VUNITS 1 速度输出单位 PUNITS 5 压力输出单位 QUNITS 1 热流输出单位（这几项是设置单位的，数字对应着可选项的顺序数） 2）ADVANCED NRSTAR 5 定义允许重新计算次数 NPRFR 1 定义文件输出频率 PRNLEV 0 定义输出节点某项结果，默认值＝0 ＝0，不输出＝1，输出节点速度＝8，输出节点压力＝16，输出节点温度 ＝64，输出节点涡流强度＝128，输出节点涡流分散率＝1024，输出节点位移 ＝8192，输出面热流＝32768，输出节点磁热能

SDEBUG 1 定义调试信息，默认值＝1 ＝0，不记录调试信息＝1，在文件中记录求解情况、时间步长控制、自由面模型 AVEPROP 0 定义计算每个个单元属性方法 ＝0，计算每个高斯点属性＝1，计算单元中心属性，以其作为整修单元平均值 CGSQ 0 定义CGSQ求解，默认值＝0 ＝0，使用默认TDMA求解 ＝1，使用CGSQ求解U方程＝2，使用CGSQ求解V方程 ＝4，使用CGSQ求解W方程＝16，使用CGSQ求解能量方程 ＝64，使用CGSQ求解涡流强度方程＝128，使用CGSQ求解可压缩流动密度方程 LUFAC 1 定义CGSQ求解预处理参数 DIAG 16384 对于对称求解，定义DIAG求解项（diagonal preconditioning flag） ＝0，对所有采用Cholesky预处理＝8，对压力采用

(推荐)氯化钙热力学物性参数

氯化钙热力学物性参数 1氯化钙理化性质及其应用 氯化钙的相对密度为2.15g/cm3，熔点782℃、沸点 1600℃以上。具有极强的吸湿性，暴露于空气中极易潮解。易溶于水，同时放出大量的热。文献[1]详细介绍了氯化钙的应用和生产工艺：氯化钙的应用按级别分为：工业级氯化钙[2]和食品级氯化钙[3]。 1.1工业级氯化钙 工业级氯化钙具有遇水发热且凝点低的特点，可用于融雪和除冰[4-6]。并有吸水性强的功能，还可用作干燥剂，如用于氮气、氧气、氢气等气体的干燥。还是港口消雾[7]和路面集尘[8]、织物防火的最佳材料[9]。氯化钙水溶液是冷冻机用和制冰用的重要制冷介质[10]。另外氯化钙还可当作脱水剂、防冻剂、絮凝剂及生产色淀颜料的沉淀剂等。 1.2食品级氯化钙应用 在食品生产中，氯化钙可用于食品加工的稳定剂、稠化剂、吸潮剂、口感改良剂等。在医药领域，氯化钙还可用于药物合成的原料。 1.3氯化钙用于热泵 氯化钙主要是用于化学热泵（Chemical Heat Pump 简称CHP），它是利用不同条件下的一对耦合的可逆化学反应所产生的吸收放热现象来实现热量的传递的，它是一种将热能转化为化学能，从而将

蓄热机和热泵机合二为一的新型节能技术[11]。文献[11]研究了化学热泵为CaCl 2/CH 3OH 体系，它利用了如下化学反应： 23232()2()CaCl CH OH g CaCl CH OH s ??→+?←?? 该反应是一个气固两相的可逆络合反应，反应的正方向是放热反应。 以CaCl 2/CH 3OH 体系设计的化学热泵的工作原理图如下： 下面是氯化钙的部分热力学性质图表：

常见物性参数表word版本

常见物性参数表

常用溶剂 一、乙醇（ethyl alcohol，ethanol）CAS No.：64-17-5 （1）分子式 C2H6O （2）相对分子质量 46.07 （3）结构式 CH3CH2OH， （4）外观与性状：无色液体，有酒香。 （5）熔点（℃）：-114.1 （6）沸点（℃）：78.3 溶解性:与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂; 密度：相对密度(水=1)0.79;相对密度(空气=1)1.59; 稳定性:稳定;危险标记 7(易燃液体); 主要用途:用于制酒工业、有机合成、消毒以用作溶剂 不同压力下乙醇物性参数变化 表压液态密 度比热容气体密 度 蒸发 热 分子 量 粘度沸 点 MPa Kg/m3KJ/Kg*K Kg/m3KJ/Kg g/mol MPa*s ℃ 0.06 750.49 2.811 2.4693 830.21 46.07 0.58 90.6 5 0.04 752.35 2.790 2.1825 837.84 46.07 0.59 87 0.02 754.38 2.767 1.8917 845.99 46.07 0.61 83 常压756.65 2.742 1.5966 854.89 46.07 0.63 78.3 5 -0.02 759.50 2.711 1.2984 865.7 6 46.0 7 0.66 72. 8 -0.04 762.93 2.674 0.9936 878.32 46.07 0.6 9 65.9 -0.06 767.38 2.627 0.6806 893.85 46.07 0.74 56.8 2 -0.08 774.37 2.556 0.3559 916.51 46.07 0.83 42.4

各种常用金属材料及铝合金导热系数

目前市面上散热风扇所使用的散热片材料几乎都是铝合金，只有极少数是使用其他材料。事实上，铝并不是导热系数最好的金属，效果最好的是银，其次是铜，再其次才是铝。但是银的价格昂贵，不太可能拿来做散热片；铜虽笨重，但散热效果和价格上有优势，现在也逐步用来做散热片了；而铝的重量非常轻，兼顾导热性和质量轻两方面，因此，才普遍被用作电子零件散热的最佳材料。铝质散热片并非是百分之百纯铝的，因为纯铝太达于柔软，所以都会加入少量的其他金属，铸造而成为铝合金，以获得适当的硬度，不过铝还是占了约百分之九十八左右。 导热系数的大小表明金属导热能力的大小，导热系数越大，导热热阻值相应降低，导热能力增强。在金属材料中，银的导热系数最高（表），但成本高；纯铜其次，但加工不容易。在风冷散热器中一般用6063T5 铝合金，这是因为铝合金的加工性好（纯铝由于硬度不足，很难进行切削加工）、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高，综合运用各种导热系数高的材料，已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如，有的散热片底部采用纯铜，是为了发挥铜的导热系数大，传热量相对大的优点，而鳍片部分仍采用铝合金片，是为了加工容易，将换热面积尽可能做大，以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接，如果连接不好，接触热阻会大量产生，反而影响散热效果。 各种常用金属材料及铝合金导热系数 材料名称导热系数材料名称导热系数 银99.9% 411 W/m.K 硬铝 4.5%Cu 177 W/m.K 纯铜398 W/m.K 铸铝 4.5%Cu 163 W/m.K 金315 W/m.K Mg,0.6%Mn 148 W/m.K 纯铝237 W/m.K 6061 型铝合金155 W/m.K 1070 型铝合金226 W/m.K 黄铜30%Zn 109 W/m.K 1050 型铝合金209 W/m.K 钢0.5%C 54 W/m.K 6063 型铝合金201 W/m.K 青铜25%Sn 26 W/m.K 金和银的导热性能比较好，但缺点就是价格太高，纯铜散热效果则次之，但已经算是非常优秀的了，不过铜片也有缺点：造价高、重量大、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的，其中铝合金的热传导能力最好，好的CPU 风冷散热器一般采用铝合金制作。 最好的散热材料并不是铝材。是银，接着是铜，金，再者就是铝。至于金和银，散热固然好，可是它的成本高，制作工艺复杂，最主要的还是成本问题，所以这两种材料是商家不大认同的。 至于铜，目前市场上也不断的出现了纯铜的散热器，采用纯铜的材料并不见得好，铜的导热性能比起铝要快的多，但铜的散热没有铝快，铜可以快速的把热量带走，但无法在短时间内把本身的热量散去，这就很有可能造成在PC关机时热量在短时间内散不去，在CPU上方形成一个无形的热源。另外铜的可氧化性这是铜本身最大的弊病。当铜一旦出现氧化状态，从导热和

各种常用金属材料及铝合金导热系数

作品编号：DG13485201600078972981 创作者：玫霸* 目前市面上散热风扇所使用的散热片材料几乎都是铝合金，只有极少数是使用其他材料。事实上，铝并不是导热系数最好的金属，效果最好的是银，其次是铜，再其次才是铝。但是银的价格昂贵，不太可能拿来做散热片；铜虽笨重，但散热效果和价格上有优势，现在也逐步用来做散热片了；而铝的重量非常轻，兼顾导热性和质量轻两方面，因此，才普遍被用作电子零件散热的最佳材料。铝质散热片并非是百分之百纯铝的，因为纯铝太达于柔软，所以都会加入少量的其他金属，铸造而成为铝合金，以获得适当的硬度，不过铝还是占了约百分之九十八左右。 导热系数的大小表明金属导热能力的大小，导热系数越大，导热热阻值相应降低，导热能力增强。在金属材料中，银的导热系数最高(表)，但成本高；纯铜其次，但加工不容易。在风冷散热器中一般用6063T5铝合金，这是因为铝合金的加工性好(纯铝由于硬度不足，很难进行切削加工)、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高，综合运用各种导热系数高的材料，已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如，有的散热片底部采用纯铜，是为了发挥铜的导热系数大，传热量相对大的优点，而鳍片部分仍采用铝合金片，是为了加工容易，将换热面积尽可能做大，以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接，如果连接不好，接触热阻会大量产生，反而影响散热效果。 各种常用金属材料及铝合金导热系数 材料名称导热系数材料名称导热系数 银99.9% 411 W/m.K 硬铝4.5%Cu 177 W/m.K 纯铜398 W/m.K 铸铝4.5%Cu 163 W/m.K 金315 W/m.K Mg,0.6%Mn 148 W/m.K 纯铝237 W/m.K 6061型铝合金155 W/m.K 1070型铝合金226 W/m.K 黄铜30%Zn 109 W/m.K 1050型铝合金209 W/m.K 钢0.5%C 54 W/m.K 6063型铝合金201 W/m.K 青铜25%Sn 26 W/m.K 金和银的导热性能比较好，但缺点就是价格太高，纯铜散热效果则次之，但已经算是非常优秀的了，不过铜片也有缺点：造价高、重量大、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的，其中铝合金的热传导能力最好，好的CPU 风冷散热器一般采用铝合金制作。

材料热物性参数

Apache-Tables 5.9

Apache-Tables Table1Ground Reflectance (3) Table2Precipitable Water Vapour Depth(In Metres) (4) Table3Dry-Bulb Temperatures (5) Table4World Weather Data (6) Table5U-Values for Glazing (7) Table6Thermal Conductivity,Specific Heat Capacity and Density (9) Table8Shading Coefficient and Short-wave Radiant Fraction for Blinds and Curtains (19) Table9Transmission Factors for External Miniature Louvres (20) Table10Sensible and Latent Gains from People (21) Table11Radiant Fraction for Casual Gains (22) Table12Winter Design Temperatures and Air Changes (23) Table13Heat Emitter Radiant Fraction (26) Table14Solar Absorptivity (27) Table15Thermal Resistances of Air Gaps (28) Table16Diffusion Resistance Factors (30) Table17Permeances (31) Table18Vapour Resistivities (32) Table21Inside Surface Resistance(Table A3.5CIBSE Guide) (34) Table22Outside Surface Resistance(Table A3.6CIBSE Guide) (35) Table23Emissivities of Various Materials(Table C3.7CIBSE Guide) (36)

物性参数表

常用溶剂 一、乙醇（ethyl alcohol，ethanol）CAS No.：64-17-5 （1）分子式 C2H6O （2）相对分子质量 46.07 （3）结构式 CH3CH2OH， （4）外观与性状：无色液体，有酒香。 （5）熔点（℃）：-114.1 （6）沸点（℃）：78.3 溶解性:与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂; 密度：相对密度(水=1)0.79;相对密度(空气=1)1.59; 稳定性:稳定;危险标记7(易燃液体); 主要用途:用于制酒工业、有机合成、消毒以用作溶剂 不同压力下乙醇物性参数变化 表压液态密 度比热容气体密 度 蒸发 热 分子 量 粘度沸 点 MPa Kg/m3KJ/Kg*K Kg/m3KJ/Kg g/mol MPa*s ℃0.06 750.49 2.811 2.4693 830.21 46.07 0.58 90.65 0.04 752.35 2.790 2.1825 837.84 46.07 0.59 87 0.02 754.38 2.767 1.8917 845.99 46.07 0.61 83 常压756.65 2.742 1.5966 854.89 46.07 0.63 78.35 -0.02 759.50 2.711 1.2984 865.76 46.07 0.66 72.8 -0.04 762.93 2.674 0.9936 878.32 46.07 0.69 65.9 -0.06 767.38 2.627 0.6806 893.85 46.07 0.74 56.82 -0.08 774.37 2.556 0.3559 916.51 46.07 0.83 42.4

常用材料的热物性参数

表1 各种金属的热物性值 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) =7.88(20C) =7.3(1500C) =7.0(1600C) =7.86(15C) =7.86(15C) =7.85(15C) =7.85(15C)

=7.83(15C)续表1 各种金属的热物性值 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) =7.73(15C) Ts=1488 T L=1497 =7.84(15C) T S=1420 T L=1520 =7.7(15C) 13.1Cr,0.5Ni T S=1399 T L=1454 =7.0(15C) 比热相对于 普通铸铁

=7.1(15C) 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) =7.5~7.8(15C) =8.92 T S=T L=1083

s=2.70(15C) T S=T M=660.2 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) s=1.74 T L=T S=651

s=6.09 T S=1395 T L=1427表2 铸型的热物性计算公式

硅砂，干型，呋喃铸型600C以下 0.385<<0.494 0.0058

常用材料的热物性参数

表1 各种金属的热物性值 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) =7.88(20C) =7.3(1500C) =7.0(1600C) =7.86(15C) =7.86(15C) =7.85(15C) =7.85(15C) =7.83(15C)

续表1 各种金属的热物性值 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) =7.73(15C) Ts=1488 T L=1497 =7.84(15C) T S=1420 T L=1520 =7.7(15C) 13.1Cr,0.5Ni T S=1399 T L=1454 =7.0(15C) 比热相对于 普通铸铁

=7.1(15C) 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) =7.5~7.8(15C) =8.92 T S=T L=1083

s=2.70(15C) T S=T M=660.2 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) s=1.74 T L=T S=651 s=6.09 T S=1395 T L=1427

表2 铸型的热物性计算公式

硅砂，干型，呋喃铸型600C以下 0.385<<0.494 0.0058

procast热物性参数

附注：红色字体为热应力耦合模拟必须输入的参数，蓝色字体为一般模拟需要的相应参数 一、材料参数（Material Database ） （一）成分（composition 重量百分含量%） 通过输入合金成分，软件可以自动计算（采用Scheil 或Lever 模型）Al 系，Fe 系，Ni 系，Ni16，Ti 系，Mg 系的热函曲线，固相分数和液固相温度。 （二）传热属性(thermal) 1. 热导率（Conductivity 常数或温度的函数,单位:W/m/K ） 2. 密度(Density 常数或温度的函数,单位:kg/m**3) 3. 比热容(Specific Heat 常数或温度的函数,单位:kJ/kg/K) 4. 热函(Enthalpy 常数或温度的函数,单位:kJ/kg)(等同于比热容和潜热) 5. 固相分数(Fraction Solid 常数或温度的函数) 6. 潜热(Latent Heat 常数,单位:kJ/kg) 7. 液固相线温度(Liquid-Solidus 常数,单位:℃) 8. 发热属性(Exothermic 轴套材料达到燃烧温度后放出的热量,燃烧分数为温度 的函数) （三） 流体属性(Fluid) 1. 粘度(Viscosity) a. Newtonian 流体 粘度(常数或温度的函数,单位:Pa.s) b. Carreau-Yasuda 流体(非牛顿流体模型，其粘度为切变速率的函数平衡方程:()()[]ααγληηηη1 1-∞?∞?+++=n ) 涉及到的参数有ηo ,η∞,λ,α c. Power-Cutoff 流体(用于触变铸造) 2. 表面张力(Surface Tension 常数或温度的函数,单位:N/m) 3. 渗透率(Permeability 高渗透率意味着自由流动,反之则意味着不流动.铸件材料仅适用于液固相线之间.常数或固相分数的函数,单位m**2) 4. 过滤网材料属性(Filter) a . 孔隙率(V oid fraction 常数) b. 表面积Surface area(常数,单位:1/m) 二、界面传热参数(Interface Database )

常用材料的热物性参数

表1 各种金属的热物性值 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) =7.88(20C) =7.3(1500C) =7.0(1600C) =7.86(15C) =7.86(15C) =7.85(15C) =7.85(15C) =7.83(15C)

续表1 各种金属的热物性值 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) =7.73(15C) Ts=1488 T L=1497 =7.84(15C) T S=1420 T L=1520 =7.7(15C) 13.1Cr,0.5Ni T S=1399 T L=1454 =7.0(15C) 比热相对于 普通铸铁

=7.1(15C) 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) =7.5~7.8(15C) =8.92 T S=T L=1083

s=2.70(15C) T S=T M=660.2 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) s=1.74 T L=T S=651 s=6.09 T S=1395 T L=1427

表2 铸型的热物性计算公式

硅砂，干型，呋喃铸型600C以下 0.385<<0.494 0.0058

金属导热系数表

室温下铝导热系数:W/(m.K)=238 kcal/mh℃ 室温下不锈钢321：W/(m.K)=20 kcal/mh℃ 给你个导热系数表你查一下吧。 金属导热系数表（W/mK) 热传导系数的定义为：每单位长度、每K，可以传送多少W的能量，单位为W/mK。其中“W”指热功率单位，“m”代表长度单位米，而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表： 银429 铜401 金317 铝237 铁80 锡67 铅34.8 各种物质导热系数！ material conductivity K (W/m.K) diamond 钻石2300 silver 银429 cooper 铜401 gold 金317 aluminum 铝237 各物质的导热系数 物质温度导热系数物质温度导热系数 亚麻布50 0.09 落叶松木0 0.13 木屑50 0.05 普通松木45 0.08～0.11 海砂20 0.03 杨木100 0.1 研碎软木20 0.04 胶合板0 0.125 压缩软木20 0.07 纤维素0 0.46 聚苯乙烯100 0.08 丝20 0.04～0.05 硫化橡胶50 0.22～0.29 炉渣50 0.84 镍铝锰合金0 32.7 硬质胶25 0.18 青铜30 32～153 白桦木30 0.15 殷钢30 11 橡木20 0.17 康铜30 20.9 雪松0 0.095 黄铜20 70～183 柏木20 0.1 镍铬合金20 12.3～171 普通冕玻璃20 1 石棉0 0.16～0.37 石英玻璃4 1.46 纸12 0.06～0.13 燧石玻璃32 0.795 皮棉4.1 0.03 重燧石玻璃12.5 0.78 矿渣棉0 0.05～0.14 精制玻璃12 0.9 毡0.04 汽油12 0.11

恒热流准稳态平板法测定非金属材料热物性参数

实验 恒热流准稳态平板法测定非金属材料热物性参数 （导热系数、比热容、导温系数） 根据Fourier 定律，导热系数的测量可以沿循稳态导热和非稳态导热两种思路。稳态导热法认为导热系数的变化是随温度而线性变化的，实验要求持续的时间长，需要的设备比较多，如测量热流密度时需要引入泵、水循环系统，且必须计及散热误差。非稳态法着眼于“瞬态”特性，持续时间较短，可以测量不同温度条件下的导热系数，因而愈来愈受到重视。 一、实验目的 1.通过实验测出温度变化曲线，进一步加深了解不稳定导热过程的特征。 2.对导热系数、导温系数及比热容有比较直观的认识，并掌握快速测试材料热物性的实验方法和技术。 二、实验原理 根据导热理论，对厚度为2δ（图1），初始温度为t i 、导热系数为λ、导温系数为α的无限大平板，当其两表面用恒热流密度q ω加热时，平板内任意点的温度可表示为： ??? ???--+ -+=-∑∞ =+1 2212 2)exp()cos()()(2 61)(21n o n o w i F n x n n n x F q t t πδπ πδλδ （1） 当加热经过一段时间后，即F o ＞0.5（教材取为0.2）时，（1）式中的级数项便可略去不计了。这时 可得简单关系式 ??? ?? ?-+= -61)(212δλδx F q t t o w i （2） 由（2）式可见，板内各点温度随时间线性变化，而与板面垂直的坐标X 呈抛物线关系。如图1所示。这就是不稳态导热达到准稳态时的温度场特征（“准稳态”）。对于X =±δ的加热面和X =0的中心面，上式分别写成： )3 1 (++ =o w i w F q t t λδ )6 1(-+ =o w i c F q t t λδ 由上面两式可得导热系数实验原理 t q t t q w c w w ?=-= 2)(2δ δλ W/m·K （3） 式中：Δt =t w -t c ——同一瞬时加热面与中心面间的温差，℃； 图1板内各点温度变化 q w —单位面积平板表面所获得热流量，W/m 2； δ—平板的半宽，m 。 因为从不稳态导热达到准稳态时，板内各点的温度随时间线性变化。也就是说，此时板内各点温度对时间的变化率相同，故只要测出中心面（或加热面）的温度变化率，就可按定义写出比热容计算式：

ProCAST介绍及菜单详解

第一章ProCAST简介 1.1 序 ProCAST软件是由美国USE公司开发的铸造过程的模拟软件，采用基于有限元（FEM）的数值计算和综合求解的方法，对铸件充型、凝固和冷却过程中的流场、温度场、应力场、电磁场进行模拟分析。 1.2 ProCAST适用范围 ProCAST适用于砂型铸造、消失模铸造; 高压、低压铸造; 重力铸造、倾斜浇铸、熔模铸造、壳型铸造、挤压铸造; 触变铸造、触变成型、流变铸造。 由于采用了标准化的、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCAST TM进行分析和优化。它可以用来研究设计结果，例如浇注系统、通气孔和溢流孔的位置，冒口的位置和大小等。实践证明ProCAST TM可以准确地模拟型腔的浇注过程，精确地描述凝固过程。可以精确地计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的使用。 1.3 ProCAST 材料数据库 ProCAST TM可以用来模拟任何合金，从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金，以及非传统合金和聚合体。 ESI旗下的热物理仿真研究开发队伍汇集了全球顶尖的五十多位冶金、铸造、物理、数学、计算力学、流体力学和计算机等多学科的专家，专业从事ProCAST 和相关热物理模拟产品的开发。得益于长期的联合研究和工业验证，使得通过工业验证的材料数据库不断地扩充和更新，同时，用户本身也可以自行更新和扩展材料数据。 除了基本的材料数据库外，ProCAST还拥有基本合金系统的热力学数据库。这个独特的数据库使得用户可以直接输入化学成分，从而自动产生诸如液相线温度、固相线温度、潜热、比热和固相率的变化等热力学参数。 1.4 ProCAST 模拟分析能力 可以分析缩孔、裂纹、裹气、冲砂、冷隔、浇不足、应力、变形、模具寿命、工艺开发及可重复性。 ProCAST几乎可以模拟分析任何铸造生产过程中可能出现的问题,为铸造工程师提供新的途径来研究铸造过程,使他们有机会看到型腔内所发生的一切,从而产生新的设计方案。其结果也可以在网络浏览器中显示,这样对比较复杂的铸造过程能够通过网际网络进行讨论和研究。 1.4.1缩孔 缩孔是由于凝固收缩过程中液体不能有效地从浇注系统和冒口得到补缩造成的。由于冒口补缩不足而导致了很大的内部收缩缺陷。ProCAST可以确认封闭液体的位置。使用特殊的判据，例如宏观缩孔或Niyama判据来确定缩孔缩松是否会在这些敏感区域内发生。同时ProCAST可以计算与缩孔缩松有关的补缩长度。在砂型铸造中，可以优化冒口的位置、大小和绝热保温套的使用。在压铸中，ProCAST可以详细准确计算模型中的热节、冷却加热通道的位置和大小，以及溢流口的位置。 1.4.2裂纹 铸造在凝固过程中容易产生热裂以至在随后的冷却过程中产生裂纹。利用热应力分析，ProCAST TM可以模拟凝固和随后冷却过程中产生的裂纹。在真正的生产之前，这些模拟结果可以用来确定和检验为防止缺陷产生而尝试进行的各种

热物性系数的研究

热物性系数的研究 热物性是指钢的比热容、导热系数和导温系数。导热系数、热扩散率、比热、热膨胀系数、热辐射率等与热关系十分密切的物理性能。热物理性能作为材料的基本性能。它与材料结构、成分和使用温度具有密切而敏感的关系、由此可解决研究中遇到的许多难题。通过测量热物性可预测其它性能，这是基于热物性与其它某性能基于同一微观机制。对于钢铁材料，热物性主要的影响因素是温度、成分和显微组织。热物性主要包括以下参数参数： 比热容：是单位质量物质的热容量，即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的热量。比热容是表示物质比热容表示物体吸热（或散热）能力的物理量。通常用符号C 表示。 导热系数：表征物体导热能力的，影响导热系数的因素很大，包括物质的种类、含水率、温度、压力等。数值上导热系数等于单位温度下热流的密度矢量的模。q gradt λ= - 导温系数：导温系数反应物体导热能力和单位体积热容量的大小，a c λ ρ=热扩散率也是热物性参数，其只与物质的种类有关。 热常数、导热系数、热扩散率与比热、之间具有确定关系，即导热系数与比热、表观密度和热扩散率三者的乘积存在一定关系。热常数的测量方法分为两大类，一为稳态法，另一为非稳态法，稳态法主要特点为：在测试过程中，被测样品的温度场不随时间变化，直接测得导热系数；非稳态法为测量过程中样品温度场随时间变化，直接测得热扩散率。 1 热物性的影响因素 （1）温度 高碳钢的比热容在温度<750℃时，随着温度升高比热容逐渐增大；在750℃左右会出现一个居里点，到达最大值，然后随温度的上升而开始下降，当温度>750℃，比容的下将有所缓慢。 除淬火组织外，常温到1000℃之间，高碳钢的导热和导温系数明显下降，降幅达50%

Procast相关参数设置一览

Procast相关参数设置一览

https://www.sodocs.net/doc/244497815.html,/ Procast相关参数设置一览 PRECAST中参数的设置 （USER PRE-DEFINED RUN PARAMETER） 一. GENERRAL 1.）STANDARD NSTEP 2000 定义模拟时间总步数，时间步数达到该步数时，模拟终止 TFINAL 1 0.00000e+000 定义ProCAST模拟时间（如同时定义TFINAL和NSTEP，哪个先达到，按哪个终止模拟） TSTOP 2 0.00000e+000 定义模拟分析终止温度 INILEV 0 定义初始步数，第一次模拟INILEV＝0，如继续某一步数模拟，INILEV ＝继续模拟步数，（该步长数必须为输出步长的整数倍）。 DT 1 1.00000e-002 定义时间初始时间步长 DTMAX 1 1.00000e+000 定义最大时间步长 TUNITS 2 （K C F）温度输出单位 VUNITS 1 速度输出单位 PUNITS 5 压力输出单位 QUNITS 1 热流输出单位（这几项是设置单位的，数字对应着可选项的顺序数）2）ADVANCED NRSTAR 5 定义允许重新计算次数 NPRFR 1 定义xxp.out文件输出频率 PRNLEV 0 定义输出节点某项结果，默认值＝0 ＝0，不输出＝1，输出节点速度＝8，输出节点压力＝16，输出节点温度 ＝64，输出节点涡流强度＝128，输出节点涡流分散率＝1024，输出节点位移 ＝8192，输出面热流＝32768，输出节点磁热能 SDEBUG 1 定义调试信息，默认值＝1 ＝0，不记录调试信息＝1，在xxp.out文件中记录求解情况、时间步长控制、自由面模型 AVEPROP 0 定义计算每个个单元属性方法 ＝0，计算每个高斯点属性＝1，计算单元中心属性，以其作为整修单元平均值 CGSQ 0 定义CGSQ求解，默认值＝0 ＝0，使用默认TDMA求解＝1，使用CGSQ求解U方程＝2，使用CGSQ求解V方程 ＝4，使用CGSQ求解W方程＝16，使用CGSQ求解能量方程 ＝64，使用CGSQ求解涡流强度方程＝128，使用CGSQ求解可压缩流动密度方程 LUFAC 1 定义CGSQ求解预处理参数 DIAG 16384 对于对称求解，定义DIAG求解项（diagonal preconditioning flag） ＝0，对所有采用Cholesky预处理＝8，对压力采用DIAG预处理

金属材料的物理性质

金属材料的物理性质教案 马国良 教学目标： 一、知识与技能 1.通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的关系。 2.了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格、资源以及废料回收等其他因素。 二、过程与方法 1.引导学生自主探究总结金属的物理性质 2.通过讨论探索物质的性质与用途的关系，培养学生综合分析问题的能力。 三、情感、态度与价值观 1.通过观察、总结让学生体验成功的喜悦，逐步养成在学习过程中取于质疑敢于总结的良好吕质。 2.通过调查考察我国古代金属的发展历史，培养学生的民族自豪感。 教学重点、难点： 1.引导自主探究金属的物理性质 2.在交流学习中认识常见的金属并了解广泛的用途。 器材准备： 铁钉、铜片、铜丝、锌片、锡片、焊锡、硬币、图片 课时安排：2课时 教师活动学生活动 引入：1.在上册书中我们学了物质由元素组成，而元素又分为金属元素与非金属元素（提示：根据中文名称怎样区分？） 2.展示元素周期表 学生回顾部分元素的名称，并回忆起可根据中文名称的偏旁来区分。 观察得知，100多种元素中大部分是金属元素。

由金属元素可组成金属单质——这就是今天我们要学习讨论的金属材料（板书课题）。 生活中的金属材质有很多，请你列举 你身边的金属材料，并说明它们的用途！ 教师展示一些金属材料的图片 联系生活实际，列举身边各种用途的金属 聆听并板书： 一、常见的金属材料及用途铜——导线铝——铅球 铝——高压锅 水银——体温计 铁——建筑材料 锌片——干电池 金、银——首饰钨——灯丝 自由举手发言，尽可能多的列举。 金属的用途非常广泛，金属的发展历 程又怎样？ 展示图片（司母戊鼎、四羊方尊、铁 狮子） 二、金属材料的发展历程 讲解：根据人类社会发展的三个时代 （石器——青铜器——铁器） 观察图片，聆听老师讲解 板书：1.人类使用最早的金属是铜、 其次是铁。 2.目前使用最多的金属是铁、其次 是铝。 从国防、交通运输、农业工具、生活餐具列举说明铁的广泛用途。 根据老师讲解来联系实际，知道现阶段铁的用途广泛，使用最多的金属材

Procast相关参数设置一览

Procast相关参数设置一览 PRECAST中参数的设置 （USER PRE-DEFINED RUN PARAMETER） 一. GENERRAL 1.）STANDARD NSTEP 2000 定义模拟时间总步数，时间步数达到该步数时，模拟终止 TFINAL 1 0.00000e+000 定义ProCAST模拟时间（如同时定义TFINAL和NSTEP，哪个先达到，按哪个终止模拟） TSTOP 2 0.00000e+000 定义模拟分析终止温度 INILEV 0 定义初始步数，第一次模拟INILEV＝0，如继续某一步数模拟，INILEV＝继续模拟步数，（该步长数必须为输出步长的整数倍）。 DT 1 1.00000e-002 定义时间初始时间步长 DTMAX 1 1.00000e+000 定义最大时间步长 TUNITS 2 （K C F）温度输出单位 VUNITS 1 速度输出单位 PUNITS 5 压力输出单位 QUNITS 1 热流输出单位（这几项是设置单位的，数字对应着可选项的顺序数）2）ADVANCED NRSTAR 5 定义允许重新计算次数 NPRFR 1 定义xxp.out文件输出频率 PRNLEV 0 定义输出节点某项结果，默认值＝0 ＝0，不输出＝1，输出节点速度＝8，输出节点压力＝16，输出节点温度 ＝64，输出节点涡流强度＝128，输出节点涡流分散率＝1024，输出节点位移 ＝8192，输出面热流＝32768，输出节点磁热能 SDEBUG 1 定义调试信息，默认值＝1 ＝0，不记录调试信息＝1，在xxp.out文件中记录求解情况、时间步长控制、自由面模型 AVEPROP 0 定义计算每个个单元属性方法 ＝0，计算每个高斯点属性＝1，计算单元中心属性，以其作为整修单元平均值 CGSQ 0 定义CGSQ求解，默认值＝0 ＝0，使用默认TDMA求解＝1，使用CGSQ求解U方程＝2，使用CGSQ求解V方程 ＝4，使用CGSQ求解W方程＝16，使用CGSQ求解能量方程 ＝64，使用CGSQ求解涡流强度方程＝128，使用CGSQ求解可压缩流动密度方程 LUFAC 1 定义CGSQ求解预处理参数 DIAG 16384 对于对称求解，定义DIAG求解项（diagonal preconditioning flag）＝0，对所有采用Cholesky预处理＝8，对压力采用DIAG预处理 ＝16，对能力采用DIAG预处理＝16384，对辐射采用DIAG预处理