Теплопроводность стали так же, как и других металлов и их сплавов между собой, может меняться в очень широких пределах. При этом, как правило, теплопроводность чистых металлов всегда выше, чем теплопроводность их сплавов.
Теплопроводность – это перенос тепловой энергии молекулами и атомами в результате их теплового движения. Характеризуется коэффициентом теплопроводности, который измеряется в Вт/м*К.
Сталь имеет поликристаллическое строение. Она состоит из отдельных зерен размером от 0,01 до 0,2 мм, сросшихся между собой. Между зернами в виде тонких прослоек расположены вкрапления карбидов, оксидов и т.д.
На теплопроводность стали влияет то, какие примеси в нее добавлены. Например, добавки хрома и марганца снижают теплопроводность.
В зависимости от содержания углерода выделяют низкоуглеродистые стали – с содержанием углерода до 0,25%, среднеуглеродистые стали — с содержанием углерода от 0,25 до 0,6%, высокоуглеродистые стали — с содержанием углерода от 0,6 до 2%. При увеличении содержания в стали углерода она становится тверже, но при этом и ее ковкость, и ее теплопроводность падают.
Значения теплопроводности стали при нормальных условиях следующие:
- Коэффициент теплопроводности железа (железом называют обычно сталь с содержанием углерода менее 0,1%) – 60 Вт/м*К.
- Коэффициент теплопроводности стали 13Н2ХА – 32 Вт/м*К.
- Коэффициент теплопроводности стали 25Л – 45 Вт/м*К.
- Коэффициент теплопроводности стали 1Х13 (ЭЖ1, Ж1) – 31 Вт/м*К.
- Коэффициент теплопроводности стали Х18Н9Т (ЭЯ1Т) – 14 Вт/м*К.
- Коэффициент теплопроводности стали ЭИ690 (Ж572) – 15 Вт/м*К.
- Коэффициент теплопроводности стали ХН35ВТ (ЭИ612), ХН35ВМТ (ЭИ692), ХН35ВТР (ЭИ725) – 13 Вт/м*К.
- Коэффициент теплопроводности стали Х22Н26 (ВЖ100) – 12 Вт/м*К.
- Коэффициент теплопроводности серого чугуна средней прочности (чугун – это сталь, содержащая до 2% углерода) – 42 – 58 Вт/м*К.
При повышении температуры теплопроводность стали уменьшается, при понижении – увеличивается. В результате длительной работы стальных деталей в условиях высоких температур происходит процесс теплового старения стали, в результате которого, кроме прочего, происходит и уменьшение ее теплопроводности.