热量传输原理和金属材料工程中的应用.
热导率物体如何传导热量

热导率物体如何传导热量热导率是描述物体导热性能的重要物理量,它决定了物体如何传导热量。
在我们日常生活和工程实践中,了解热导率的性质以及其在物体传热过程中的作用十分重要。
本文将探讨热导率物体如何传导热量的原理和机制,并讨论一些相关的应用和实例。
一、热导率的定义和概念热导率是一个材料的物理性质,用以描述该材料传导热量的能力。
它表示单位时间内单位面积上通过的热量,与温度梯度成正比。
热导率通常用符号λ表示,单位是瓦特/米·开尔文(W/m·K)。
二、热导率物体的传热原理热传导是指热量在物体内部通过分子或电子的碰撞传递的过程。
热导率物体传导热量的机制主要有以下几种:1. 分子传导:在晶格结构中,高温区域的分子会向低温区域的分子传递能量,以平衡温度差。
这种传导方式是固体中最常见的传热方式,分子之间的相互作用力决定了物体的热导率。
2. 电子传导:金属等导电材料中,传热不仅可以通过分子传导,还可以通过电子的自由传输实现。
这是由于导电材料中存在自由电子,它们可以在高温区域接收热能,并迅速传递到低温区域。
3. 辐射传导:辐射传导是通过电磁波传递热能的方式,不需要物质之间的接触。
这种传导机制在真空和气体中很常见,而在固体中的传导相对较小。
三、热导率物体传导热量的影响因素热导率的数值大小取决于多种因素,下面列举了几个重要的影响因素:1. 物质性质:不同的材料具有不同的热导率,例如金属通常具有较高的热导率,而绝缘体的热导率较低。
这是由于金属中的自由电子以及晶格结构的差异所引起的。
2. 温度:热导率通常随温度的升高而增加,这是因为随着温度的升高,分子和电子的热振动增强,导致更多的能量传递。
3. 结构特性:材料的微观结构和晶格缺陷也会对热导率产生影响。
晶态材料通常具有更好的热导率,而非晶态材料的热导率较低。
四、热导率物体传导热量的应用1. 热绝缘材料:高热导率的材料可用于作为散热材料,例如用于散热片或电脑散热器。
物理教案:探究热传导的实验与原理

物理教案:探究热传导的实验与原理一、实验目的与背景热传导是物质内部自发的热量传递过程,在日常生活中无处不在。
为了深入理解热传导的原理,本次实验旨在通过探究热传导的实验来验证其基本规律,并加深对热传导现象的理解。
二、实验器材与原料1. 长方形金属棒(如铜棒):用于传递和传导热量。
2. 温度计:测量金属棒的温度变化。
3. 夹子:固定金属棒。
4. 酒精灯或点火器:提供能量以使金属棒受热。
5. 计时器:记录实验过程中的时间。
三、实验步骤1. 将金属棒固定在架子上,使其水平放置。
2. 给金属棒两端施加恒定电流,在其中一端点火镁带进行点火,并立即启动计时器。
3. 同时开始记录金属棒不同位置处的温度,并随时间推移进行观察,并记录各个时间节点处该位置温度值。
4. 在观察到温度差变得稳定后停止计时和观察。
5. 将实验结果整理并分析。
四、实验原理与技术解释热传导是物质内部的自发热量传递过程,其基本规律可以通过实验来验证。
在这个实验中,我们利用金属棒作为传导介质,通过给其中一端施加恒定电流对金属棒进行加热。
接着,我们记录不同位置处的温度随时间的变化。
根据研究得知,在稳态条件下,热传导过程中的能量流速密度与温度梯度成正比。
也就是说,当温度梯度越大时,单位时间内通过物体某一点表面积的热量传递也越大。
此外,金属具有优良的导热性能,在实验中既可以作为材料进行测试,也可以作为媒介进行传播。
因此,通过观察和记录金属棒上不同位置处的温度变化情况,我们可以推断出其内部热量如何传导,并验证这种推断是否与现有理论相符。
五、实验结果及讨论在实验过程中,我们记录了金属棒上不同位置处的温度随时间的变化。
根据观察到的结果,在初始阶段,加热端温度升高很快,而导热性能好的金属棒趋于稳定的速度较快。
随着实验时间的增加,温度梯度逐渐减小,整个金属棒达到热平衡。
根据实验结果和理论分析可得出结论:在稳态条件下,金属内部热传导的速率与距离加热源的位置成反比;同时,在单位时间内通过单位面积传递的热量与温度差成正比。
热学中的热传导和热辐射的应用

热学中的热传导和热辐射的应用热学是物理学的一个分支,研究热量的传递、转化和性质。
在热学中,热传导和热辐射是两种常见的热量传递方式,它们在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
本文将重点探讨热传导和热辐射在不同领域的应用,并介绍相关的实例。
一、热传导的应用1. 热传导在材料工程中的应用在材料工程中,热传导的理论和应用被广泛应用于热处理、焊接、导热材料的选取等领域。
比如,在金属焊接过程中,需要控制焊接区域的温度分布,研究热传导的规律可以帮助工程师预测和优化焊接结果,从而改善焊接质量。
2. 热传导在地球科学中的应用地壳中的热传导现象对地球科学研究起着重要作用。
地壳内部的热传导可以帮助研究人员了解地球内部的温度分布、物质运动等信息,有助于对地球内部结构和地质过程进行推测和研究。
例如,通过观测地壳中的温度分布和热传导速率,科学家可以预测地震的发生和地震活动带的演化规律。
3. 热传导在建筑工程中的应用在建筑工程中,热传导的理论和应用对于建筑物的保温和节能起着重要作用。
通过研究建筑材料的热传导特性,工程师可以选择合适的材料和结构设计,以提高建筑物的隔热性能,减少能量损失。
例如,在北方地区,合理利用建筑材料的热传导特性可以大大提高建筑物的保温效果,减少冬季供暖所需能量,节约资源。
二、热辐射的应用1. 热辐射在照明工程中的应用热辐射的应用广泛存在于各种照明设备中,如白炽灯、荧光灯、LED灯等。
这些光源通过加热物体产生可见光的方式,利用物体的热辐射特性,将热能转化为可见光能量。
研究热辐射的特性可以帮助工程师设计和制造高效、节能的照明设备。
2. 热辐射在遥感技术中的应用遥感技术是一种利用卫星或飞机等遥感平台对地球表面进行观测和监测的技术。
在红外遥感中,热辐射被广泛应用于目标探测和温度测量。
通过测量地表的热辐射强度和分布情况,科学家可以获取地表温度等信息,对气候变化、自然灾害等进行监测和分析。
3. 热辐射在医学中的应用热辐射在医学中的应用主要体现在红外成像和激光治疗等方面。
热传导在工程领域的应用案例分析

热传导在工程领域的应用案例分析热传导是热量从高温物体传递到低温物体的过程,它在工程领域中有着广泛的应用。
本文将通过几个实际案例,探讨热传导在工程中的应用。
一、热传导在建筑工程中的应用建筑工程中,热传导的应用主要体现在保温材料的选择和建筑材料的热传导性能分析上。
例如,在冬季保温方面,我们通常会使用保温材料来减少热量的传递,提高建筑的能效。
保温材料的选择需要考虑其热传导系数,即热量在单位时间内通过单位面积的材料厚度传递的能力。
常见的保温材料如聚苯板、岩棉等,其低热传导系数能够有效减少热量的传递,提高建筑的保温性能。
二、热传导在电子工程中的应用在电子工程中,热传导的应用尤为重要。
电子设备的正常运行需要保持适宜的温度,而过高的温度会导致设备故障或损坏。
因此,热传导的控制和散热设计成为电子工程师的重要任务。
例如,在计算机CPU散热设计中,通常会使用散热片和散热器来提高热量的传导和散热效果。
散热片通过与CPU接触,将CPU产生的热量迅速传导到散热器上,再通过散热器的散热片和风扇将热量散发到空气中,从而保持CPU的正常运行温度。
三、热传导在汽车工程中的应用汽车工程中,热传导的应用主要体现在发动机散热系统的设计和制冷系统的运行中。
发动机在工作过程中会产生大量的热量,如果不能及时散热,会导致发动机过热,进而影响汽车的性能和寿命。
因此,发动机散热系统的设计至关重要。
散热系统通常包括散热器、水泵和风扇等组件,通过循环冷却剂来传导和散发热量。
同时,制冷系统也需要热传导来实现冷却效果。
制冷系统通过制冷剂的蒸发和冷凝来吸收和释放热量,从而实现车内空调的制冷效果。
四、热传导在机械工程中的应用机械工程中,热传导的应用主要体现在材料的热处理和焊接工艺中。
例如,在金属材料的热处理过程中,通过控制材料的加热和冷却过程,改变材料的组织结构和性能。
热处理过程中,热量会从加热源传导到材料中,使其达到所需的温度。
另外,焊接工艺中也需要热传导来实现金属的熔化和连接。
热学在工业中的应用

热学在工业中的应用热学是物理学中研究热量和热能转换的分支学科,它在工业领域中有着广泛的应用。
通过研究热学的基本原理和热传导、热传递的规律,工程师们可以更好地设计和改进工业过程,提高能源效率,实现可持续发展。
本文将探讨热学在工业中的几个主要应用领域。
第一,热传导和热交换。
热学研究了热量在物体之间的传导和交换方式。
在工业中,热传导和热交换是非常常见的现象,例如热导管的设计以及热交换器的优化使用。
热导管通过将高温区域与低温区域连接起来,以实现热量传递。
而热交换器通过与流体接触的表面来实现热量的传递,将热能从一个流体传递给另一个流体。
这些应用不仅可以提高能源效率,还可以改善产品质量。
第二,热力工程。
热力工程是利用热能进行能量转换的学科,在工业中有着广泛的应用。
蒸汽发电厂就是一个典型的例子,它通过热能转换为机械能,再将机械能转化为电能。
此外,燃烧引擎也是热力工程的一个重要应用领域,通过燃烧燃料产生高温高压气体,从而产生有用的动力。
热力工程的应用不仅可以提供可靠的能源来源,还可以减少对环境的污染。
第三,热处理。
热处理是通过对材料进行控制的加热和冷却过程,以改变材料的物理性质和力学性能。
在工业中,热处理常常被用于改善金属材料的硬度、强度和耐腐蚀性。
例如,淬火是一种常用的热处理方法,通过快速冷却来提高金属的硬度。
而回火则是通过对已淬火材料进行缓慢加热,然后冷却,以降低材料的脆性。
热处理的应用可以使工业产品更加耐用和可靠。
第四,节能与热回收。
在工业生产中,能源成本是一个重要的考虑因素。
热学的应用可以帮助工程师们设计出更加节能的工艺和设备。
例如,通过热回收技术,可以将排放的废热重新利用,从而提高能源利用效率。
此外,热学的研究也可以帮助工程师们更好地理解热能的流动方式,从而进行合理的能量优化设计,实现能量的最大化利用。
总之,热学在工业中有着重要的应用价值。
通过研究热传导、热交换、热力工程、热处理以及节能与热回收等领域,工程师们可以更好地设计和改进工业过程,提高能源效率,减少能源浪费,实现可持续发展的目标。
热传导热量如何传输

热传导热量如何传输热传导是热量通过物体内部传递的过程,是热量从高温区向低温区扩散的方式之一。
在自然界和工业过程中,热传导是一种普遍存在的现象,掌握热传导的原理和机制对于热力学学科的研究以及相关工程领域具有重要意义。
本文将从分子层面和宏观层面介绍热传导的传输方式和相关知识。
1. 热传导的分子机制热传导的分子机制是指微观颗粒(通常是分子或原子)的热量传递方式。
根据分子间的相互作用,可以将热传导的分子机制分为三类:固体的晶格热传导、液体的粒子传导和气体的分子碰撞传导。
1.1 固体的晶格热传导固体是热传导最有效的媒介之一,其传导机制主要依赖于固体内部的晶格结构。
当固体处于高温状态时,晶格中的原子或分子会发生振动,此振动将能量从高温区传递到低温区。
晶格热传导的强弱取决于晶体的结构、晶格参数等因素。
1.2 液体的粒子传导相对于固体,液体的粒子自由度更高,粒子之间没有固定的排列规律。
液体的热传导主要通过流动方式进行,即使液体处于静止状态,也会有粒子的扩散和迁移。
液体的热传导与其物理和化学性质有关。
1.3 气体的分子碰撞传导气体的热传导主要由气体分子之间的碰撞传递能量而实现。
气体分子的高速运动导致其具有较大的动能,在碰撞过程中,能量会从动能较高的分子传递到动能较低的分子,从而形成热传导。
气体的热导率与气体的密度、温度和分子间的碰撞频率相关。
2. 热传导的宏观机制除了分子层面的传输机制,热传导在宏观层面上也有其特定的机制和规律。
2.1 导热介质的选择在工程实践中,为了提高热传导的效率,常常选用导热性能较好的材料作为导热介质。
金属、陶瓷等固体材料由于其较高的热导率常被作为导热介质使用。
2.2 温度梯度对热传导的影响热传导的速率与温度梯度有直接关系,温度梯度越大,热传导的速率越快。
热量会沿着温度梯度方向从高温区传递到低温区。
2.3 导热性能的影响因素导热材料的导热性能不仅与材料本身的物理性质有关,还与材料的结构、温度、压力等因素密切相关。
材料加工冶金传输原理自然对流传热的计算

材料加工冶金传输原理自然对流传热的计算摘要:一、引言二、材料加工冶金传输原理概述1.热传导2.热对流3.热辐射三、自然对流传热的计算方法1.基本公式2.影响因素3.计算实例四、应用与实践1.材料加工冶金行业中的传热问题2.节能减排与优化工艺五、结论正文:一、引言随着现代工业的快速发展,材料加工冶金行业对于传热技术的要求越来越高。
自然对流传热作为一种常见的传热方式,在材料加工冶金传输过程中具有广泛的应用。
本文将从传输原理、计算方法等方面对自然对流传热进行详细阐述,以期为相关领域提供理论指导。
二、材料加工冶金传输原理概述材料加工冶金传输过程中的热量传递主要包括三种方式:热传导、热对流和热辐射。
1.热传导:热量通过固体、液体和气体等导热介质传递的现象。
在材料加工冶金过程中,热传导主要发生在金属材料内部。
2.热对流:由于流体的宏观运动而引起的热量传递。
在自然对流传热中,流体可以是气体或液体。
3.热辐射:物体在高温下发射出的电磁波能量传递。
在材料加工冶金过程中,热辐射主要发生在高温火焰、炉体表面等部位。
三、自然对流传热的计算方法1.基本公式自然对流传热的计算公式为:Q = h * A * (T1 - T2)其中,Q表示热量,h表示对流传热系数,A表示传热面积,T1和T2分别表示高温和低温表面的温度。
2.影响因素自然对流传热的影响因素包括:流体性质、流速、传热表面形状、温度差等。
在计算时,需要根据实际情况综合考虑这些因素。
3.计算实例以某钢铁厂炼钢炉为例,已知炉内气体流速为2m/s,传热面积为10m,高温表面温度为1500℃,低温表面温度为100℃。
根据公式,计算得到对流传热系数h约为600W/(m·K)。
四、应用与实践1.材料加工冶金行业中的传热问题自然对流传热在材料加工冶金行业中的应用广泛,如炼钢、铸造、锻造等过程中,通过合理控制传热条件,可有效提高生产效率、降低能耗。
2.节能减排与优化工艺通过计算和分析自然对流传热,可以为节能减排和优化工艺提供依据。
什么材料传热快

什么材料传热快
首先,我们来看一下金属材料。
金属是良好的导热材料,其内部电子的自由运动能够快速传递热量。
因此,金属材料的传热速度相对较快。
例如铜、铝等金属材料,它们的热导率很高,因此在传热过程中能够迅速将热量传递到材料的另一端。
其次,还有一类材料也具有较快的传热速度,那就是石墨材料。
石墨是一种具有层状结构的材料,其层间结合力较弱,因此热量能够很快地在层间传递。
这也是为什么石墨材料在一些高温设备中被广泛应用的原因之一。
除了金属和石墨材料,还有一些其他材料也具有较快的传热速度,比如水和空气。
水是一种优良的导热介质,热量能够通过对流和传导的方式快速传递。
而空气虽然热导率较低,但在对流的作用下也能够迅速传递热量。
当然,并不是所有材料的传热速度都很快,比如绝缘材料就是一种传热速度较慢的材料。
绝缘材料通常具有较低的热导率,热量在其内部传递相对较慢。
因此,在一些需要保温的场合,绝缘材料往往被用来减缓热量的传递速度。
总的来说,不同材料的传热速度是由其热导率和热容量决定的。
金属、石墨、水等具有较高热导率的材料传热速度较快,而绝缘材料等传热速度较慢。
因此,在选择材料时,需要根据具体的传热需求来进行选择,以确保传热效果的最大化。
综上所述,不同材料的传热速度是由其热导率和热容量决定的,金属、石墨、水等具有较高热导率的材料传热速度较快,而绝缘材料等传热速度较慢。
在实际应用中,需要根据具体的传热需求来选择合适的材料,以达到最佳的传热效果。
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热量传输原理在金属材料工程中的应用赵彬(佳木斯大学材料科学与工程学院黑龙江省佳木斯市154000)摘要:随着现代科学技术的发展,金属材料发挥的作用越来越越重要,对金属材料的研究也越来越深入,在对金属材料的研究中不得不说热量传输原理在金属材料工程中的应用,其中热分析技术是一种重要的研究方法,而且这种方法也得到了人们的日益关注,在研究中也得到了人们广泛的使用。
关键词:热量传输;金属材料;对流换热;辐射换热transfer principle is applied in metal materials engineeringZHAO Bin(Jiamusi University,Department of materials science and engineering,J iamusi,Heilongjiang,pro vince154000)Abstract:with the development of modern science and technology,the effect of metal materials play a more and more important,also more and more in-depth research on metal materials,in the study of met al materials have to say that the application of the principle of heat transfer in metal material engineerin g,including thermal analysis technology is an important research method,and this method also got peo ple's attention increasingly,also has been widely used in the study.Keywords:heat transfer;metal materials;convective heat transfer;radiation heat transfer0引言材料的发展与社会的进步有着密切的关系,它是衡量人类社会文明程度的标志之一,金属材料是现代文明的基础。
从人类的起源开始,古人就发现金属材料的优良性能,并把它们制成各种工具使用,金属材料在人类社会发展的过程中越来越重要,而且需求量越来越大,金属资源已经出现了短缺现象。
目前,人类还处在金属器时期,虽然无机非金属材料、高分子材料的使用量与日俱增,但在可以预见的未来,这种情况不会改变。
1对流换热众所周知热板金属冷却时,放置在风扇的前面比暴露在静止的空气中更容易冷却。
我们说的热对流路程,我们称之为热传递过程。
关于热传输过程术语为读者提供了一个直观的概念,但是这种直观的概念必须扩大一个类似适当的分析处理问题。
例如我们知道,当空气吹在热板块上,会明显影响热传输速度,但是否是线性影响散热的方式,还无法确定。
如果速度增加一倍,热传输速率也将翻倍。
我们应该怀疑速率可能是不同的,如我们用水或空气给热板块降温,两种方式的热传递速率有多少差别我们无法知晓。
这些问题可以用一种辅助办法来回答。
现在我们绘制图表来反映物理对流热传递的机制并显示热板块的温度与流体的温度的关系。
作为粘性作用的结果,水流的速度将减小到零。
板由于流体层的速度在外壁将是零,热量必须在该点传导和转移。
从而我们可能计算出热传递的量,用热导率来表示热板块外壁和流体的温度梯度。
那么,为什么热由水流传导到这一层,我们讲的对流换热是需要考虑流体的速度的。
答案是温度梯度依赖于其中流体携带的带走热量的速率,高流速产生较大的温度梯度。
因此在外壁上的温度梯度取决于流场,我们必须在我们以后的分析制定中明确两个表达式。
然而必须记住的是热传递在外壁上的物理机制成为传导过程。
为了表达对流的整体效果,我们用牛顿冷却定律:温度高于周围环境的物体向周围媒质传递热量逐渐冷却时所遵循的规律。
当物体表面与周围存在温度差时,单位时间从单位面积散失的热量与温度差成正比,比例系数称为热传递系数。
牛顿冷却定律是牛顿在1701年用实验确定的,在强制对流时与实际符合较好,在自然对流时只在温度差不太大时才成立。
这里的热传输速率是相同的,以二者之间的整体温度差和流体的表面面积的量为所谓的对流热传递系数,可对于一些系统进行定义分析计算。
对于复杂的情况,它必须通过实验确定。
该传热系数有时也被称为是因为它的膜电导关系在流体壁面上薄的静止层的传导过程。
我们注意到单位为每摄氏度平方米。
鉴于上述讨论,人们可以预计,对流换热具有依赖于流体的粘度(热导率,比热,密度)的热性能。
这是显而易见的因为粘度影响速度分布,相应地能量传输率在近壁区域也较大。
如果加热板暴露于周围的空气没有外部来源的运动的空气作用,将尽可能接近密度梯度的结果。
我们称这种对流为自然对流而不是强制对流。
该对流热传递系数具有近似的范围。
2辐射换热两个温度不同且互不接触的物体之间通过电磁波进行的换热过程,是传热学的重要研究内容之一。
太阳能集热器是用来吸收太阳辐射能的,因而其表面应能最大限度地吸收投射来的太阳辐射能,同时又保证得到的热量尽少地散失,即表面尽可能少的向外辐射能。
但太阳辐射是高温辐射,辐射能量主要集中于短波光谱(如可见光),集热器本身是低温辐射,辐射能量主要集中于长波光谱范围(如红外线)。
所以集热器表面应选择具备对短波吸收率很高,而对长波发射(吸收)率极低这样性质的材料。
太阳辐射穿过大气层时,大气层对太阳辐射有吸收、散射、反射作用,因而太阳辐射受到了减弱,故到达地表时辐射能小了,大气减弱作用分为:⑴大气层的吸收作用:大气层中含有的H2O、CO2、O2、O3对太阳辐射能选择性地吸收,大气层中含有的尘埃和污染物也有吸收作用;⑵大气层的散射作用:太阳辐射遇到大气层中含有的空气分子和微小尘埃会产生散射;⑶大气层的反射作用:太阳辐射遇到大气层中的云层和较大的尘埃就会反射,把部分反射回宇宙空间出了。
气体的辐射和吸收具有明显的选择性,且其辐射和吸收是在整个气体容积中进行。
若气体能辐射和吸收某一定波长范围光带时,当该光带中的热射线穿过气体层时,射线能量沿途被吸收而不断减弱。
3建筑金属材料与热处理工艺关系的探讨因为充分合理利用金属资源可以提高金属材料的利用效率,所以在建筑金属材料的使用过程中,需要在加强热处理工艺在金属材料中的应用倍加重视,规范好金属材料的加工处理工艺,尽量让材料得到充分的应用。
如果不能够对建筑金属材料进行正确的热处理工艺进行处理的话,不但会对材料的机械性能造成不良影响,而且严重时还会破坏材料的原有性能,因此金属材料的处理至关重要,我们必须要重视。
3.1建筑金属材料的切削性能与热处理预热的关系为了利用好建筑金属材料的固有价值,一般情况下都需要对金属材料进行热处理工艺加工,科学有效的热处理在提高金属材料的基本性能的同时还可以提高产品的质量。
在金属材料进行切削的过程中,由于各种金属材料的基本性能、金属的硬度、金属材料的切削环境和条件等具有很大的差异性,因此各种材料的切削效果也不尽相同。
热处理的预热处理对象主要是各类铸、锻、焊工件的毛坯或半成品消除冶金及热加工过程产生的缺陷,并为以后切削加工及热处理准备良好的组织状态。
因此可以对于部分金属材料进行预热的热处理,在很大的程度上保证材料的切削性能和提高加工的精度,避免材料质量问题。
齿坯材料切削处理之后的齿坯材料,一般由于齿坯的硬度不够而会出现粘刀现象,粘刀现象会形成一定的积屑会降低加工零件光的滑度,不利于加工零件正常加工[3]。
如果选择正火和不完全淬火的热处理工艺综合使用,可以使切屑从带状向挤裂多渡,在保证了加工材料的光滑程度,还可以使粘刀现象减少,使金属材料的切削性能提高。
3.2建筑金属材料的切变模量与热处理温度的关系金属材料的热处理是一种在特定条件下对于金属材料进行加热、保温、冷却处理的工艺,它主要是通过改变材料表面或内部的金相组织结构来达到控制材料基本性能的目的。
热处理的温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,也是保证材料基本性能的关键,因此对于保证材料的相关强度、韧性等发挥着重要的作用[3]。
衡量金属材料性能的主要指标之一是切变模量,受到剪切应力之后的金属材料会发生一定的形变,在弹性形变范围之内的切应力与切应变之间的比值就是金属材料的切变模量[3]。
切变模量可以很好地体现材料的切应变的抵抗力,一般情况下对于金属材料,切变模量越大金属材料的刚性就越强。
热处理后的金属材料一些性能发生改变的同时切变模量也会改变。
原子间作用力的大小决定了材料弹性模量,而原子间的作用力又和材料的结构、温度、性质等有关,在材料经过热处理之后,材料的基本结构、性质产生就会受到影响,所以就会使原子作用力发生变化,材料弹性模量也会发生变动。
3.3建筑金属材料的断裂韧性与热处理温度的关系断裂力学的出发点是,任何材料实际都含有不同数量、不同尺寸的裂纹。
断裂韧性实际可以理解为含有裂纹的材料在外力作用下抵抗裂纹扩展的性能[3]。
提高金属断裂韧性的关键是要减少金属晶体中位错,使金属材料中的位错密度下降,从而提高金属强度。
细晶强化是减少金属晶体中位错的一种重要方法,其原理是通过细化晶粒使晶界所占比例增高而阻碍位错滑移从而提高材料强韧性。
3.4建筑金属材料抗应力腐蚀开裂与热处理应力的关系金属材料的应力腐蚀开裂是指材料在特殊的环境下受到了一定的拉伸作用力的影响,同时又受到了周围恶劣环境的腐蚀,材料所发生的断裂和损坏[3]。
而金属材料的受热之后,材料内部的结构和相关性质就会发生一定的变化,因此也会增强金属材料的热处理应力。
金属材料在拉伸应力和特定腐蚀环境共同作用下发生的脆性断裂破坏称为应力腐蚀开裂。
大部分引起应力腐蚀开裂的应力是由残余拉应力引起的。
残余应力是金属在焊接过程中产生的。
金属在加热时,以及加热后冷却处理时,改变了材料内部的组织和性能,同时伴随产生了金属热应力和相变应力。
4电磁技术在金属材料工程中的应用电磁技术是一门覆盖面广的综合性技术,并且应用广泛。
20世纪后,电磁技术和其它学科一样得到了进一步的发展,在许多领域得到了应用,例如节能、环保、机械、医学、农业、生物、国防等领域。
在以传统的电磁学为基础,后人在不断地探索中进一步发现了许多新的研究方向。
材料组织的和性能的分析中,电磁技术已经得到应用,虽然在新型材料的制备方面起步比较晚,但是发展的速度比较快,应用范围也在不断扩大,相信不久的将来电磁技术的应用范围应用的会越来越广泛。
6.1电磁感应加热电磁感应加热是指应用电磁场来加热金属的技术,其原理是根据法拉第电磁感应定律和焦耳-楞茨定律。