Wie verändern sich Metalle bei Hitzeeinwirkung? Das Verständnis der Wärmeausdehnung ist für Ingenieure und Bauherren von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass Bauwerke Temperaturschwankungen standhalten. Dieser Artikel befasst sich mit den Formeln und Wärmeausdehnungskoeffizienten für verschiedene Metalle und bietet Einblicke und praktische Berechnungen. Sie erfahren, wie sich verschiedene Metalle ausdehnen und wie Sie dieses Wissen in der Praxis anwenden können, um Konstruktionsfehler zu vermeiden.
| Material | Wärmeausdehnungskoeffizient | Länge | Temperatur | Variation | |
| *10-6/℃ | |||||
| Baustahl | 11.7 | 100 | 100 | 0.000001 | 0.117 |
| NAK80 | 12.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.25 |
| SKD61 | 10.8 | 100 | 300 | 0.000001 | 0.324 |
| SKH51 | 10.1 | 100 | 400 | 0.000001 | 0.404 |
| Harte Legierung V40 | 6 | 100 | 500 | 0.000001 | 0.3 |
| SUS440C | 10.2 | 100 | 100 | 0.000001 | 0.102 |
| Sauerstofffreier Stahl C1020 | 17.6 | 100 | 500 | 0.000001 | 0.88 |
| 6/4 Messing C2801 | 20.8 | 100 | 600 | 0.000001 | 1.248 |
| Beryllium-Kupfer C1720 | 17.1 | 100 | 700 | 0.000001 | 1.197 |
| Aluminium A1100 | 23.6 | 100 | 475 | 0.000001 | 0.30267 |
| Hart-Aluminium A7075 | 23.6 | 100 | 500 | 0.000001 | 1.18 |
| Aluminium-Legierung | 23.8 | 100 | 350 | 0.000001 | 0.833 |
| Reines Aluminium | 23 | 100 | 350 | 0.000001 | 0.805 |
| Titan | 8.4 | 100 | 500 | 0.000001 | |
| Graues Gusseisen | 9 | 100 | 350 | 0.000001 | 0.315 |
| Allgemeines Gusseisen | 10.5 | 100 | 50 | 0.000001 | 0.0525 |
| Gusseisen | 10.5 | 100 | 50 | 0.000001 | 0.0525 |
| Allgemeiner Kohlenstoffstahl | 11.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.23 |
| Martensitischer rostfreier Stahl | 1.01 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.0202 |
| Austenitischer rostfreier Stahl | 1.6 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.032 |
| Rostfreier Stahl | 14.4-16 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE！ |
| Chromstahl | 11.5 | 1000 | 20 | 0.000001 | 0.23 |
| Nickel-Stahl | 14 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.28 |
| Kupfer | 18.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.37 |
| Bronze | 17.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.35 |
| Messing | 18.4 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.368 |
| Phosphor-Bronze | 15.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.304 |
| Chrom | 6.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.124 |
| Blei | 29.3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.586 |
| Zinn | 26.7 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.534 |
| Zink | 36 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.72 |
| Magnesium | 26 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.52 |
| Wolfram | 4.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.09 |
| Titan | 10.8 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.216 |
| Nickel | 13 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.26 |
| Kadmium | 41 | 100 | 200 | 0.000001 | |
| Mangan | 23 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.46 |
| Beryllium | 12.3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.246 |
| Germanium | 6 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.12 |
| Iridium | 6.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.13 |
| Molybdän | 5.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.104 |
| Platin | 9 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.18 |
| Silber | 19.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.39 |
| Gold | 14.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.284 |
| Fensterglas | 7.6 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.152 |
| Industrielles Glas | 4.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.09 |
| Gewöhnliches Glas | 7.1 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.112 |
| Pyrexglas | 3.25 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.065 |
| Glas-Keramik | ＜0.1 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE！ |
| Porzellan | 3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.06 |
| Ziegelstein | 5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.1 |
| Bewehrungsstahl | 1.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.024 |
| Beton | 1.0-1.5 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE！ |
| Zement | 6.0-14 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE！ |
| Granit | 3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.06 |
| Graphit | 2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.04 |
| Nylon | 120 | 100 | 200 | 0.000001 | 2.4 |
| Polymethylmethacrylat (PMMA) | 85 | 100 | 200 | 0.000001 | 1.7 |
| Polyvinylchlorid (PVC) | 80 | 100 | 200 | 0.000001 | 1.6 |
| Kohlefaser (HM 35in längs) | -0.5 | 100 | 200 | 0.000001 | -0.01 |
| Holz | 8 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.16 |
| Kochsalz | 40 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.8 |
| Eis, 0℃ | 51 | 100 | 200 | 0.000001 | 1.02 |
Beispiel mit Material: SKD61
Gegeben:
Die Abmessungsänderung δ kann wie folgt berechnet werden:
δ = Wärmeausdehnungskoeffizient * Länge * Temperaturänderung
Verwenden Sie die angegebenen Werte:
δ = 10.8 × 10-6 /°C * 100 mm * 100°C= 0,108 mm
Die Maßänderung (δ), die durch die thermische Ausdehnung des SKD61-Stabs mit einem Durchmesser von 2 mm und einer Länge von 100 mm verursacht wird, wenn die Temperatur um 100 °C steigt, beträgt also 0,108 mm.
| Metall-Namen | Element-Symbole | Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient |
| Beryllium | Sei | 12.3 |
| Antimon | Sb | 10.5 |
| Kupfer | Cu | 17.5 |
| Chrom | Cr | 6.2 |
| Germanium | Ge | 6.0 |
| Iridium | Ir | 6.5 |
| Mangan | Mn | 23.0 |
| Nickel | Ni | 13.0 |
| Silber | Ag | 19.5 |
| Aluminium | Al | 23.2 |
| Blei | Pb | 29.3 |
| Kadmium | Cd | 41.0 |
| Eisen | Fe | 12.2 |
| Gold | Au | 14.2 |
| Magnesium | Mg | 26.0 |
| Molybdän | Mo | 5.2 |
| Platin | Punkt | 9.0 |
| Zinn | Sn | 2.0 |
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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