Fórmulas de expansión de metales: Expertos y Coeficientes

Fórmulas de dilatación de metales: Conocimientos de expertos y coeficientes

¿Cómo cambian los metales cuando se exponen al calor? Entender la dilatación térmica es crucial para ingenieros y constructores, ya que garantiza que las estructuras resistan las fluctuaciones de temperatura. Este artículo profundiza en las fórmulas y los coeficientes de dilatación térmica de varios metales, ofreciendo información y cálculos prácticos. Aprenda cómo se dilatan los distintos metales y cómo aplicar estos conocimientos en situaciones reales para evitar fallos estructurales.

Shane

5 de septiembre de 2023

Mecánica

1. Tabla de coeficientes de dilatación térmica en materiales metálicos

Material	Coeficiente de dilatación térmica	Longitud	Temperatura		Variación
Material	*10-6/℃	Longitud	Temperatura		Variación
Acero dulce	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
Aleación dura V40	6	100	500	0.000001	0.3
SUS440C	10.2	100	100	0.000001	0.102
Acero sin oxígeno C1020	17.6	100	500	0.000001	0.88
6/4 Latón C2801	20.8	100	600	0.000001	1.248
Cobre berilio C1720	17.1	100	700	0.000001	1.197
Aluminio A1100	23.6	100	475	0.000001	0.30267
Aluminio duro A7075	23.6	100	500	0.000001	1.18
Aleación de aluminio	23.8	100	350	0.000001	0.833
Aluminio puro	23	100	350	0.000001	0.805
Titanio	8.4	100	500	0.000001
Fundición gris	9	100	350	0.000001	0.315
Fundición general	10.5	100	50	0.000001	0.0525
Hierro fundido	10.5	100	50	0.000001	0.0525
Acero al carbono en general	11.5	100	200	0.000001	0.23
Acero inoxidable martensítico	1.01	100	200	0.000001	0.0202
Acero inoxidable austenítico	1.6	100	200	0.000001	0.032
Acero inoxidable	14.4-16	100	200	0.000001	#VALUE！
Acero al cromo	11.5	1000	20	0.000001	0.23
Acero al níquel	14	100	200	0.000001	0.28
Cobre	18.5	100	200	0.000001	0.37
Bronce	17.5	100	200	0.000001	0.35
Latón	18.4	100	200	0.000001	0.368
Bronce fosforado	15.2	100	200	0.000001	0.304
Cromo	6.2	100	200	0.000001	0.124
Plomo	29.3	100	200	0.000001	0.586
Estaño	26.7	100	200	0.000001	0.534
Zinc	36	100	200	0.000001	0.72
Magnesio	26	100	200	0.000001	0.52
Tungsteno	4.5	100	200	0.000001	0.09
Titanio	10.8	100	200	0.000001	0.216
Níquel	13	100	200	0.000001	0.26
Cadmio	41	100	200	0.000001
Manganeso	23	100	200	0.000001	0.46
Berilio	12.3	100	200	0.000001	0.246
Germanio	6	100	200	0.000001	0.12
Iridium	6.5	100	200	0.000001	0.13
Molibdeno	5.2	100	200	0.000001	0.104
Platino	9	100	200	0.000001	0.18
Plata	19.5	100	200	0.000001	0.39
Oro	14.2	100	200	0.000001	0.284
Cristal de ventana	7.6	100	200	0.000001	0.152
Vidrio industrial	4.5	100	200	0.000001	0.09
Vidrio ordinario	7.1	100	200	0.000001	0.112
Vidrio Pyrex	3.25	100	200	0.000001	0.065
Vidrio Cerámica	＜0.1	100	200	0.000001	#VALUE！
Porcelana	3	100	200	0.000001	0.06
Ladrillo	5	100	200	0.000001	0.1
Varilla	1.2	100	200	0.000001	0.024
Hormigón	1.0-1.5	100	200	0.000001	#VALUE！
Cemento	6.0-14	100	200	0.000001	#VALUE！
Granito	3	100	200	0.000001	0.06
Grafito	2	100	200	0.000001	0.04
Nylon	120	100	200	0.000001	2.4
Polimetacrilato de metilo (PMMA)	85	100	200	0.000001	1.7
Cloruro de polivinilo (PVC)	80	100	200	0.000001	1.6
Fibra de carbono (HM 35in Longitudinal)	-0.5	100	200	0.000001	-0.01
Madera	8	100	200	0.000001	0.16
Sal de mesa	40	100	200	0.000001	0.8
Hielo, 0℃	51	100	200	0.000001	1.02

2. Método de cálculo del cambio dimensional causado por la dilatación térmica

Ejemplo con material: SKD61

Dada:

Diámetro (d) = 2 mm

Longitud (L) = 100 mm

Aumento de temperatura = 100°C

El cambio dimensional δ puede calcularse del siguiente modo:

δ = Coeficiente de dilatación térmica * Longitud * Cambio de temperatura

Utilizando los valores dados:

δ = 10.8 × 10^-6 /°C * 100 mm * 100°C= 0,108 mm

Por lo tanto, el cambio dimensional (δ) causado por la dilatación térmica de la varilla SKD61, con un diámetro de 2 mm y una longitud de 100 mm, cuando la temperatura aumenta 100°C, es de 0,108 mm.

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Fórmulas de dilatación de metales: Conocimientos de expertos y coeficientes

Índice

1. Tabla de coeficientes de dilatación térmica en materiales metálicos

2. Método de cálculo del cambio dimensional causado por la dilatación térmica

3. Coeficiente de dilatación térmica lineal

Shane

Fundador de MachineMFG

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¿Qué son los rodamientos de baja temperatura?

Nombres metálicos	Símbolos de los elementos	Coeficiente de dilatación térmica lineal
Berilio	Sea	12.3
Antimonio	Sb	10.5
Cobre	Cu	17.5
Cromo	Cr	6.2
Germanio	Ge	6.0
Iridium	Ir	6.5
Manganeso	Mn	23.0
Níquel	Ni	13.0
Plata	Ag	19.5
Aluminio	Al	23.2
Plomo	Pb	29.3
Cadmio	Cd	41.0
Hierro	Fe	12.2
Oro	Au	14.2
Magnesio	Mg	26.0
Molibdeno	Mo	5.2
Platino	Pt	9.0
Estaño	Sn	2.0

Fórmulas de dilatación de metales: Conocimientos de expertos y coeficientes

1. Tabla de coeficientes de dilatación térmica en materiales metálicos

2. Método de cálculo del cambio dimensional causado por la dilatación térmica

3. Coeficiente de dilatación térmica lineal

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