今天給各位分享模具鋼的導(dǎo)熱率的知識(shí)，其中也會(huì)對(duì)塑料模具鋼p20導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行解釋，現(xiàn)在開(kāi)始吧！

H13（4Cr5MoSiV1）熱作模具鋼的材料屬性：泊松比、密度、楊氏模量等等

4Cr5MoSiV1是合金鋼材料

4Cr5MoSiV1特性及用途:

系引進(jìn)美國(guó)的H13空淬硬化熱作模具鋼。其性能、用途和4Cr5MoSiV鋼基本相同，但因其釩含量高一些，故中溫（600度）性能比4Cr5MoSiV鋼要好，是熱作模具鋼中用途很廣泛的一種代表性鋼號(hào)。

合金工具鋼簡(jiǎn)稱合工鋼，是在碳工鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素而形成的鋼種。其中合工鋼包括：量具刃具用鋼、耐沖擊工具用鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼、無(wú)磁模具鋼、塑料模具鋼。

4Cr5MoSiV1是熱作模具鋼。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T1299—2000。

統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)A20502

4Cr5MoSiV1化學(xué)成分:

碳 C ：0.32～0.45

硅 Si：0.80～1.20

錳 Mn：0.20～0.50

硫 S ：≤0.030

磷 P ：≤0.030

鉻 Cr：4.75～5.50

鎳 Ni：允許殘余含量≤0.25

銅 Cu：允許殘余含量≤0.30

釩 V ：0.80～1.20

鉬 Mo：1.10～1.75

4Cr5MoSiV1物理性能:

密度為7.8t/m3；

彈性模量E為210000MPa。

4Cr5MoSiV1鋼的臨界溫度：

臨界點(diǎn) 溫度（近似值）/℃

Ac1 860

Ac3 915

Ar1 775

Ar3 815

Ms 340

Mf 215

4Cr5MoSiV1鋼的線（膨）脹系數(shù)：

溫度/℃ 線（膨）脹系數(shù)/℃-1

20～100 9.110-6

20～200 10.310-6

20～300 11.510-6

20～400 12.210-6

20～500 12.810-6

20～600 13.210-6

20～700 13.510-6

4Cr5MoSiV1鋼的熱導(dǎo)率：

溫度/℃ 熱導(dǎo)率/W(mK)-1

25 32.2

650 28.8

4Cr5MoSiV1力學(xué)性能：

硬度：退火≤235HB，壓痕直徑≥3.95mm

4Cr5MoSiV1熱處理工藝:

熱處理：（交貨狀態(tài)：布氏硬度HBW10/3000（小于等于235）），淬火：790度+-15度預(yù)熱，1000度（鹽浴）或1010度（爐控氣氛）+-6度加熱，保溫5~15min空冷，550度+-6度回火；退火、熱加工；

4Cr5MoSiV1交貨狀態(tài)：

鋼材以退火狀態(tài)交貨。

鋼材導(dǎo)熱最好是那種鋼

這要看鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)，一般600℃以下，各種不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)基本在10~30W/（m℃）范圍內(nèi)。

導(dǎo)熱系數(shù)越大證明導(dǎo)熱性越好。

加熱板的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)該

導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K，℃），在一定時(shí)間內(nèi)，通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量，單位為瓦/米度 （W/(mK)，此處為K可用℃代替）。[1]

導(dǎo)熱系數(shù)是建筑材料最重要的熱濕物性參數(shù)之一，與建筑能耗、室內(nèi)環(huán)境及很多其他熱濕過(guò)程息息相關(guān)。[2]

導(dǎo)熱系數(shù)僅針對(duì)存在導(dǎo)熱的傳熱形式，當(dāng)存在其他形式的熱傳遞形式時(shí)，如輻射、對(duì)流和傳質(zhì)等多種傳熱形式時(shí)的復(fù)合傳熱關(guān)系，復(fù)合傳熱關(guān)系通常被稱為表觀導(dǎo)熱系數(shù)、顯性導(dǎo)熱系數(shù)或有效導(dǎo)熱系數(shù)（thermal transmissivity of material）。此外，導(dǎo)熱系數(shù)是針對(duì)均質(zhì)材料而言的，實(shí)際情況下，還存在有多孔、多層、多結(jié)構(gòu)、各向異性材料，此種材料獲得的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)際上是一種綜合導(dǎo)熱性能的表現(xiàn)，也稱之為平均導(dǎo)熱系數(shù)。

中文名

導(dǎo)熱系數(shù)

外文名

thermal conductivity

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傅立葉定律

應(yīng)用領(lǐng)域

物理學(xué)

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凝聚態(tài)物理

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傅立葉定律影響因素研究方法材料熱導(dǎo)率保溫材料TA說(shuō)

傅立葉定律

根據(jù)傅立葉定律，熱導(dǎo)率的定義式為

其中，x為熱流方向。

為該方向上的熱通量，W/m2。

為該方向上的溫度梯度，單位是 K/m。

對(duì)于各向同性的材料來(lái)說(shuō)，各個(gè)方向上的熱導(dǎo)率是相同的。[3]

影響因素

不同物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)各不相同；相同物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)與其的結(jié)構(gòu)、密度、濕度、溫度、壓力等因素有關(guān)。同一物質(zhì)的含水率低、溫度較低時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較小。一般來(lái)說(shuō)，固體的熱導(dǎo)率比液體的大，而液體的又要比氣體的大。這種差異很大程度上是由于這兩種狀態(tài)分子間距不同所導(dǎo)致。工程計(jì)算上用的系數(shù)值都是由專門(mén)試驗(yàn)測(cè)定出來(lái)的。

隨著溫度的升高或含濕量的增大，所測(cè)5種典型建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)都呈增大的趨勢(shì)。下面從微觀機(jī)理上對(duì)此加以分析。對(duì)多孔材料而言，當(dāng)其受潮后，液態(tài)水會(huì)替代微孔中原有的空氣；而在常溫常壓下，液態(tài)水的導(dǎo)熱系數(shù)（約為0.59W/（mK））遠(yuǎn)大于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)（約為0.026W/（mK）），因此，含濕材料的導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)大于干燥材料的導(dǎo)熱系數(shù)，且含濕量越高，導(dǎo)熱系數(shù)也越大。若在低溫下水分凝結(jié)成冰，由于冰的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)2.2W/（mK）），因此材料整體的導(dǎo)熱系數(shù)也將增大。

與受潮帶來(lái)的影響不同，溫度升高會(huì)引起分子熱運(yùn)動(dòng)的加快，促進(jìn)固體骨架的導(dǎo)熱及孔隙內(nèi)流體的對(duì)流傳熱。此外，孔壁之間的輻射換熱也會(huì)因?yàn)闇囟鹊纳叨訌?qiáng)。若材料含濕，則溫度梯度還可能造成重要影響：溫度梯度將形成蒸汽壓梯度，使水蒸氣從高溫側(cè)向低溫側(cè)遷移；在特定條件下，水蒸氣可能在低溫側(cè)發(fā)生冷凝，形成的液態(tài)水又將在毛細(xì)壓力的驅(qū)動(dòng)下從低溫側(cè)向高溫側(cè)遷移。如此循環(huán)往復(fù)，類似于熱管的強(qiáng)化換熱作用，使材料表現(xiàn)出來(lái)的導(dǎo)熱系數(shù)明顯增大。[2]

研究方法

通常，物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)可以通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)兩種方式來(lái)獲得。

理論上，從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，以量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)研究物質(zhì)的導(dǎo)熱機(jī)理，建立導(dǎo)熱的物理模型，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析和計(jì)算可以獲得導(dǎo)熱系數(shù)。但由于理論的適用性受到限制，而且隨著新材料的快速增多，人們迄今仍尚未找到足夠精確且適用于范圍廣泛的理論方程，因此對(duì)于導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法和技術(shù)的探索，仍是物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)據(jù)的主要來(lái)源。[3]

導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試分為動(dòng)態(tài)法和穩(wěn)態(tài)法，穩(wěn)態(tài)法又分為熱流計(jì)法和防護(hù)熱板法?？紤]到儀器精度以及控溫范圍，參照GB/T10294-2008標(biāo)準(zhǔn)，采用防護(hù)熱板法進(jìn)行測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)儀器如圖1所示，包括主體、冷熱源控制系統(tǒng)和智能測(cè)量?jī)x3部分。

圖1

主體由熱板、冷板和試件夾緊系統(tǒng)組成。熱板包括主加熱板、護(hù)加熱板以及背護(hù)加熱板3個(gè)主要部分。主加熱板和護(hù)加熱板由電阻加熱器及智能測(cè)量?jī)x控溫，背護(hù)加熱板由精密恒溫水槽控溫，使3塊加熱板的溫度保持一致。冷板由鋁板、半導(dǎo)體制冷體和冷卻水套組成，可精確控制冷板溫度在設(shè)定值。智能測(cè)量?jī)x用于整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的溫度測(cè)量及控制，以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的測(cè)試。

每種材料各制備3~6個(gè)尺寸為30cm30cm3~5cm的試件，在不同溫度和含濕量下對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行12~35次測(cè)試。測(cè)試前先將試件培養(yǎng)至不同的含濕量，然后將試件的各面用4層塑料薄膜包裹起來(lái)。薄膜的水蒸氣滲透阻Sd 1.5m，可視為不透氣。其厚度和熱阻分別為0.0225mm和0.000537m2K/W，均可以忽略。[2]

材料熱導(dǎo)率

固體

固體是由自由電子和原子組成的，原子又被約束在規(guī)律排列的晶格中。相應(yīng)的，熱能的傳輸是由兩種作用實(shí)現(xiàn)的：自由電子的遷移和晶格的振動(dòng)波。當(dāng)視為準(zhǔn)粒子現(xiàn)象時(shí)，晶格振動(dòng)子稱為聲子。純金屬中，電子對(duì)導(dǎo)熱貢獻(xiàn)最大，而在非導(dǎo)體中，聲子的貢獻(xiàn)起主要作用。[3]

常用的固體導(dǎo)熱系數(shù)見(jiàn)表1。純金屬的導(dǎo)熱系數(shù)一般隨溫度升高而降低。而金屬的純度對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)影響很大，如含碳為1%的普通碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/m K ，不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)僅為16 W/m K 。

表1 常用固體材料的導(dǎo)熱系數(shù)

固體

溫度，℃

導(dǎo)熱系數(shù)，W/mK

鋁

300

230

鎘

18

94

銅

100

377

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液體

液體分成金屬液體和非金屬液體兩類，前者導(dǎo)熱系數(shù)較高，后者較低。在非金屬液體中，水的導(dǎo)熱系數(shù)最大，除去水和甘油外，絕大多數(shù)液體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而略有減小。一般來(lái)說(shuō)，溶液的導(dǎo)熱系數(shù)低于純液體的導(dǎo)熱系數(shù)。表2列出了幾種液體的導(dǎo)熱系數(shù)值。

表 2 液體的導(dǎo)熱系數(shù)

液體

溫度，℃

導(dǎo)熱系數(shù)，W/mK

醋酸

50%

20

0.35

丙酮

30

0.17

苯胺

0~20

0.17

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氣體

氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增大。在通常的壓力范圍內(nèi)，其導(dǎo)熱系數(shù)隨壓力變化很小，只有在壓力大于196200kN/m2 ，或壓力小于2.67 kN/m2（20mmHg）時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)才隨壓力的增加而加大。故工程計(jì)算中?？珊雎詨毫?duì)氣體導(dǎo)熱系數(shù)的影響。

氣體的導(dǎo)熱系數(shù)很小，故對(duì)導(dǎo)熱不利，但對(duì)保溫有利。常見(jiàn)的幾種氣體的導(dǎo)熱系數(shù)值見(jiàn)表3 。

表 3 氣體的導(dǎo)熱系數(shù)

氣體

溫度，℃

導(dǎo)熱系數(shù)，W/mK

氫

0.17

二氧化碳

0.015

空氣

0.024

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保溫材料

通常把導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料稱為保溫材料（我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，凡平均溫度不高于350℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.12W/(mK)的材料稱為保溫材料），而把導(dǎo)熱系數(shù)在0.05 W/(mK)以下的材料稱為高效保溫材料。

導(dǎo)熱系數(shù)高的物質(zhì)有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能。在熱流密度和厚度相同時(shí)，物質(zhì)高溫側(cè)壁面與低溫側(cè)壁面間的溫度差，隨導(dǎo)熱系數(shù)增大而減小。比如：鍋爐爐管在未結(jié)水垢時(shí)，由于鋼的導(dǎo)熱系數(shù)高，鋼管的內(nèi)外壁溫差不大。而鋼管內(nèi)壁溫度又與管中水溫接近，因此，管壁溫差（內(nèi)外壁溫度平均值）不會(huì)很高。但當(dāng)爐管內(nèi)壁結(jié)水垢時(shí)，由于水垢的導(dǎo)熱系數(shù)很小，水垢內(nèi)外側(cè)溫差隨水垢厚度增大而增大，從而把管壁金屬溫度迅速抬高。當(dāng)水垢厚度達(dá)到相當(dāng)大（一般為1~3毫米）后，會(huì)使?fàn)t管管壁溫度超過(guò)允許值，造成爐管過(guò)熱損壞。對(duì)鍋爐爐墻及管道的保溫材料來(lái)講，則要求導(dǎo)熱系數(shù)越低越好。

一般常把導(dǎo)熱系數(shù)小于0.2W/(mK)的材料稱為保溫材料。例如石棉、珍珠巖等。[3]

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我要說(shuō)

25人次討論??9帖子

這些導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源是哪里？

free沙沙

4

TA們說(shuō)完了，我也要說(shuō)

糾錯(cuò)

參考資料

[1]??中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)建筑節(jié)能專業(yè)委員會(huì)．建筑節(jié)能：怎么辦？．中國(guó)計(jì)劃出版社．1997.10：第207頁(yè)

[2]?? 溫度和含濕量對(duì)建筑材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響 孫立新; 馮馳; 崔雨萌 土木建筑與環(huán)境工程 2017-12-15

[3]??葛新石 葉宏．傳熱和傳質(zhì)基本原理．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2007：36-37

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