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

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

?

=7.88（20?

C）

=7.3（1500?

C）

=7.0（1600?

C）

镇静钢

（C0.08%）

0

200

400

800

1200

0.112

0.124

0.142

0.230

0.158

0.142

0.128

0.107

0.068

0.071

?

=7.86（15?

C）

软钢

（C0.23%）

0

200

400

800

1200

0.112

0.124

0.142

0.228

0.158

0.124

0.116

0.102

0.062

0.071

?

=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%）

0

200

400

800

1200

0.112

0.122

0.140

0.148

0.156

0.124

0.115

0.100

0.059

0.071

?

=7.85（15?

C）

共析钢

（C0.8%）

0

200

400

800

1200

0.108

0.128

0.144

0.146

0.160

0.119

0.108

0.091

0.058

0.072

?

=7.85（15?

C）

工具钢

（C1.2%）

0

200

400

800

1200

0.108

0.130

0.142

0.156

0.156

0.103

0.102

0.089

0.057

0.068

?

=7.83（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

0.120

0.126

0.144

0.326

0.160

0.060

0.072

0.074

0.060

0.070

?

=7.73（15?

C）

Ts=1488

TL=1497

Cr1%钢

20

200

400

800

1200

0.114

0.124

0.142

0.206

0.146

0.106

0.092

0.062

0.072

?

=7.84（15?

C）

TS=1420

TL=1520

不锈钢

（AISI420）

20

200

400

800

1200

0.114

0.119

0.146

0.214

0.136

0.053

0.055

0.058

0.064

0.069

?

=7.7（15?

C）

13.1Cr,0.5Ni

TS=1399

TL=1454

不锈钢

（AISI304）

0

200

400

800

1200

0.118

0.128

0.136

0.154

0.160

0.035

0.043

0.050

0.063

0.076

18~20Cr,8~12Ni

TS=1399

TL=1454

过共晶

灰口铸铁

20

200

400

800

900

（0.128）

（0.134）

（0.140）

（0.168）

（0.173）

0.154

0.124

0.094

0.071

0.053

?

=7.0（15?

C）

比热相对于

普通铸铁

共晶灰口铸铁

20

200

400

800

1200

0.186

0.141

0.104

0.070

0.036

球墨铸铁

20

200

400

800

1000

0.119

0.101

0.087

0.072

0.051

0.041

?

=7.1（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

0.045

0.051

0.053

0.047

0.048

?

=7.5~7.8（15?

C）

纯铜

20

200

600

1000

1200

0.092

0.093

0.106

0.115

0.956

0.931

0.874

0.803

?

=8.92

TS=TL=1083

Cu90%~Al10%

20

200

600

1000

0.105

0.111

0.124

0.136

0.122

0.156

0.233

0.310

TS=1030

TL=1042

Cu70%~Zn30%

20

200

600

900

0.094

0.100

0.113

0.123

0.267

0.349

0.359

0.367

TS=915

TL=955

Cu60%~Zn40%

20

200

600

900

0.092

0.097

0.108

0.116

0.302

0.346

0.361

0.334

TS=900

TL=905

Cu70%~Ni30%

20

200

600

1000

0.093

0.101

0.112

0.123

0.069

0.088

0.130

0.172

TS=1170

TL=1240

Cu60%~Ni40%

20

200

600

1000

1200

0.101

0.105

0.115

0.125

0.130

0.056

0.074

0.113

0.152

0.172

TS=1227

TL=1280

纯铝

20

200

500

660

0.215

0.235

0.268

0.286

0.565

0.570

0.529

0.508

?

s=2.70（15?

C）

TS=TM=660.2

Al-Cu4.5%

20

200

500

0.210

0.229

0.261

0.449

0.449

0.461

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

0.218

0.238

0.260

0.271

0.199

0.286

0.382

0.431

TS=540

TL=625

纯镁

20

200

400

650

0.246

0.263

0.288

0.325

0.373

0.362

0.353

0.346

?

s=1.74

TL=TS=651

Mg94.7~Zn4.6

~Zr0.7

（相当于MC6）

20

200

400

549

0.242

0.264

0.303

0.341

0.261

0.296

0.319

0.324

TS=549

TL=641

Mg90.2~Al9

~Zn0.6~Mn0.2

（相当于MC2）

20

200

400

468

0.235

0.261

0.291

0.300

0.051

0.056

0.062

0.063

TS=468

TL=616

InconelX（73Ni,15Cr,7Fe,2.5Ti,1Nb）

20

200

600

1000

0.103

0.115

0.133

0.197

0.028

0.035

0.052

0.069

?

s=6.09

TS=1395

TL=1427

耐盐酸镍基合金C

600

1000

1200

0.126

0.153

0.167

0.046

0.070

0.074

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

0.385

<0.494

0.0058

0.03

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%

=1.52

12

硅砂

=1.73

13

橄榄石砂，

膨润土5.9%，水分3.3%

=1.83

14

铬砂

膨润土3.9%,水分2.1%

=2.78

15

锆砂，

膨润土3.8%,水分2.1

=2.78

表3流动临界固相率

合金

临界固相率

文献

备考

Al-Si2.4%

Si6.2%

Al-Si3%

0.66

0.7

80

84

考虑了浓化后决定固相率

Al-Cu5.5%

Al-Mg13.8%

85

根据浓度实测值和杠杆

定律算出固相率

Al-Cu4.5%

0.85~0.87

86

用谢依尔公式算出固相率

AC2B

Al-Si9%-Cu4%

0.5（金属型）

0.3（砂型）

87

89

用谢依尔公式算出固相率

Fe-C0.65%铜

0.69

80

球墨铸铁

0.75

88

没有说明数据的明确依据

Al-4.5%Cu

0.84（自由凝固）

根据实测，Vc=0.032?

C/s

Cu-8%Sn

Cu-8%Sn-0.5%Si

Cu-8%Sn-2%Fe

0.8

0.75（自由凝固）

0.8

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

0.43~0.44

（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

0.65

未说明依据

铸钢，不锈钢

0.70

未说明依据

表4部分砂型热物性数据表

型砂

组成

?

（cal/s.cm.?

C）×102

C（cal/g?

C）

?

（g/cm3）

说明

石

英

砂

石英砂

0.055

0.139

0.126

0.310

1.658

1.700

5~15?

C

900?

C，粒度50/100

“干砂”

0.078

0.191

1.500

未表明者为常温，下同

“湿砂”

0.271

0.503

1.650

石英砂

0.112~0.363

0.191~0.281

1.776

黄砂

0.067~0.082

1.580~1.700

石

英

砂

0.096~0.336

0.12~0.456

0.072~0.36

0.062

0.362

0.141~0.181

0.168~0.288

0.168~0.288

0.168~0.288

1.94

0.184

0.181~0.281

1.730

1.634

1.458

1.602

1.678

1.460

0~1300?

C

0~1300?

C

0~1300?

C

干燥砂，16.5?

C

含水4.9%，18.9?

C

0~1100，T?

?

?

?

锆

砂

锆

砂

0.191~0.251

0.223~0.391

0.120~0.210

0.130~0.202

2.830

2.800

0~1100，T?

?

?

?

0~900?

C

铬铁矿砂

铬铁矿砂

0.125~0.293

0.151~0.230

2.600

0~900?

C

水

玻

璃

砂

石英砂+5%水玻璃

0.614

2.583

铁浇注法，界面平均1143?

C

铬铁矿砂

+水玻璃

0.139

0.165

铬镁矿砂+水玻璃

0.203

0.243

0.139

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

0.142~0.202

28~450?

C

石英砂+3%~7%呋喃树脂

0.161~0.137

0.202~0.18

1.480

1.630

25~550?

C

25~550?

C

石英砂+2%呋喃树脂

0.122

0.23

1.480

铝浇注法，666?

C

石英砂+1.5%呋喃树脂

0.187

0.192

0.242

0.25

0.26

0.26

1.440

.440

1.550

铁浇注法，1155?

C

钢浇注法，1155?

C

钢浇注法，1155?

C

石英砂+1.5%树脂

0.2620

0.18~0.23

0.26

0.18~0.26

1.630

1.440

钢浇注法，1155?

C

钢浇注法

铬铁矿砂+1%树脂

0.161~0.21

2.900

钢浇注法

铬砂+树脂

铬砂+1%呋喃树脂

0.23~0.262

0.13~0.17

2.880

钢浇注法

常温~1490?

C

树

脂

砂

石英砂+6%

水

玻

璃

0.23

0.23

0.252

0.252

1.450

1.570

1.390

1.610

1.610

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

7.80

7.90

8.20~8.80

灰口铸铁

（中碳，铁素体基体）

可锻铸铁

7.25

7.27

铝合金

铝硅合金

硬铝

ADC10

2.60

2.80

2.71

铸铁

灰口铸铁

（高碳，铁素体基体）

球墨铸铁

8.80

7.10

铜合金

7-3黄铜

6-4黄铜

高强度黄铜

8.50

8.40

8.30

锌合金

ZDC2

6.60

镁合金

1.80

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）

6.80~7.00

6.50~6.90

2.35

1.90

1.58

比热

0.15

0.22

0.26

0.12

0.29

导热系数

40（纯铁）

--

100

170

80

凝固潜热（J.g-1）

251~268

209~268

394

204

230

凝固收缩率（%）

3~4

-0.8~0.5

6.5

4.2

4.2

表面张力（）

1700

920

900

1300

560

粘度（mPa.s）

6

5~8

1.1~2

4

1.2

热辐射系数

0.3~0.45

（全辐射系数）

0.3~0.45

（全辐射系数）

0.12

（相对0.65?

m的波长）

0.1

（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?

（Pa.s）,其它

cal.g-1.?

C-1

cal.cm-1s-1?

C-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

0.24

0.25

3.39

1.0

0.45

0.15~0.2

0.195

0.21

0.16

0.17

0.072

0.23

0.14

0.3

0.263

0.41

6.2×10-5

7.6×10-5

4.2×10-4

1.4×10-3

3.6×10-4

1.45×10-3

4.5×10-4

（2~3）×10-3

9.6×10-5

4.1×10-3

2.6×10-4

3×10-3

6×10-3

（1.4~8.8）×10-3

1.7×10-3

1.2×10-3

?

=1.0,

?

=0.89,?

=0.8

?

=0.8~1.5

?

=0.58

?

=1.9~2.3

?

=0.2

?

=2.2

?

=0.42

?

=1.7

?

=3.7

?

=2.53

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/（cm2.s）

cal/（cm2.s.?

C）

1

0

5

10

20

30

36.1

46.0

46.0

29.0

27.0

0.014

0.034

0.031

0.019

0.017

C0.035%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

0.035

0.031

0.024

0.019

0.014

0.014

0.018

C0.12~0.16%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

22.8

33.7

31.6

24.7

18.6

15.3

0.016

0.022

0.021

0.016

0.012

0.010

同上

铸造速度=2.03m/min

4

0.021

0.085

0.011

0.091

铸铁卧式连铸机

石墨铸型?

203mm

同上，?

305mm

5

0.04~0.06

0.006~0.01

铝连续铸造

6

240

300

600

1300

1800

0.0075

0.0067

0.0050

0.0035

0.0026

Fe-V2.85%

铜铸型（仅单面）

真空中

7

0

60

120

240

360

600

0.023

0.020

0.018

0.016

0.014

0.012

碳素钢

表面氧化铸铁铸型

8

1.9~2.2

Al合金，压铸

9

0.03

铝硅合金液体金属

流动时（金属型）

10

0.01~0.02

Al合金，金属型，

低压铸造

11

0.3~0.4

0.04~0.07

Al,金属型铸造

（涂料50~200?

m）

12

0.11~0.17

0.004~0.007

铜连续铸造

13

0.2~0.4

0.06

铜合金

（金属型）

14

?

0.08

0.056

0.024

0.014

0.014

铸钢/砂型

（难以产生空隙时）

15

300

420

600

1200

1800

0.022

0.014

0.011

0.0084

0.0055

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

1.5%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

0.08%C钢

7800

7030

0.23%C钢

7860

7030

0.80%C钢

7850

6990

1.20%C钢

7830

6900

白口铸铁

7650

（7000）

灰口铸铁

7100

（6650）

Al-4.5%Cu

2980

（2630）

--

AlSi7Mg

2680

（2360）

--

Cu-30Zn

8390

（7520）

--

Mg-3Al-1Zn-5Mn

1850

（1690）

370

Ni-15Cr-7Fe-2.5Ti-Hb

-0.9Al-0.7Mn-0.4Si-0.040

6087

（5400）

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

9.80665

105

9.80665×105

1/9.80665

1

压力

Pa

dyn/cm2

kgf/cm2

1

0.0980665×106

10

0.980665×106

1.01972×10-6

1

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