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（20C）
=7.3（1500C）
=7.0（1600C）
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（15C）
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（15C）
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（15C）
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（15C）
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（15C）
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（15C）
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（15C）
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（15C）
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（15C）
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（15C）
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（15C）
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（15C）
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
600C以下
0.385<<0.494
0.00580.03
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=0.032C/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=0.03C/s
Cu-8%Sn
0.43~0.44
（金属型，型温373C）
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/gC）
（g/cm3）
说明
石
英
砂
石英砂
0.055
0.139
0.126
0.310
1.658
1.700
5~15C
900C，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
0~1300C
0~1300C
0~1300C
干燥砂，16.5C
含水4.9%，18.9C
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
0~900C
铬铁矿砂
铬铁矿砂
0.125~0.293
0.151~0.230
2.600
0~900C
水
玻
璃
砂
石英砂+5%水玻璃
0.614
2.583
铁浇注法，界面平均1143C
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
28~450C
石英砂+3%~7%呋喃树脂
0.161~0.137
0.202~0.18
1.480
1.630
25~550C
25~550C
石英砂+2%呋喃树脂
0.122
0.23
1.480
铝浇注法，666C
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，1155C
钢浇注法，1155C
钢浇注法，1155C
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，1155C
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~1490C
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660C
铝浇注法，界面平均660C
铁浇注法，界面平均1155C
铁浇注法，界面平均1155C
钢浇注法，界面平均1490C
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（1400C）①
纯铝
（700C）①
纯铜
（1100C）①
纯镁
（700C）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0.65m的波长）
0.1
（相对0.66m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-1C-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50~200m）
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（20C）
（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
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