Formule di dilatazione dei metalli: Approfondimenti e coefficienti degli esperti

Formule di espansione dei metalli: Approfondimenti e coefficienti degli esperti

Come cambiano i metalli quando sono esposti al calore? La comprensione dell'espansione termica è fondamentale per ingegneri e costruttori, per garantire che le strutture resistano alle fluttuazioni di temperatura. Questo articolo approfondisce le formule e i coefficienti di espansione termica di vari metalli, offrendo approfondimenti e calcoli pratici. Imparerete come si espandono i diversi metalli e come applicare queste conoscenze in scenari reali per prevenire i cedimenti strutturali.

Shane

5 settembre 2023

Meccanico

1. Tabella dei coefficienti di dilatazione termica dei materiali metallici

Materiale	Coefficiente di espansione termica	Lunghezza	Temperatura		Variazione
Materiale	*10-6/℃	Lunghezza	Temperatura		Variazione
Acciaio dolce	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
Lega dura V40	6	100	500	0.000001	0.3
SUS440C	10.2	100	100	0.000001	0.102
Acciaio senza ossigeno C1020	17.6	100	500	0.000001	0.88
6/4 Ottone C2801	20.8	100	600	0.000001	1.248
Rame al berillio C1720	17.1	100	700	0.000001	1.197
Alluminio A1100	23.6	100	475	0.000001	0.30267
Alluminio duro A7075	23.6	100	500	0.000001	1.18
Lega di alluminio	23.8	100	350	0.000001	0.833
Alluminio puro	23	100	350	0.000001	0.805
Titanio	8.4	100	500	0.000001
Ghisa grigia	9	100	350	0.000001	0.315
Ghisa generale	10.5	100	50	0.000001	0.0525
Ghisa	10.5	100	50	0.000001	0.0525
Acciaio al carbonio generico	11.5	100	200	0.000001	0.23
Acciaio inossidabile martensitico	1.01	100	200	0.000001	0.0202
Acciaio inossidabile austenitico	1.6	100	200	0.000001	0.032
Acciaio inox	14.4-16	100	200	0.000001	#VALUE！
Acciaio al cromo	11.5	1000	20	0.000001	0.23
Acciaio al nichel	14	100	200	0.000001	0.28
Rame	18.5	100	200	0.000001	0.37
Bronzo	17.5	100	200	0.000001	0.35
Ottone	18.4	100	200	0.000001	0.368
Bronzo fosforoso	15.2	100	200	0.000001	0.304
Cromo	6.2	100	200	0.000001	0.124
Piombo	29.3	100	200	0.000001	0.586
Stagno	26.7	100	200	0.000001	0.534
Zinco	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
Nichel	13	100	200	0.000001	0.26
Cadmio	41	100	200	0.000001
Manganese	23	100	200	0.000001	0.46
Berillio	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
Argento	19.5	100	200	0.000001	0.39
Oro	14.2	100	200	0.000001	0.284
Vetro della finestra	7.6	100	200	0.000001	0.152
Vetro industriale	4.5	100	200	0.000001	0.09
Vetro ordinario	7.1	100	200	0.000001	0.112
Vetro Pirex	3.25	100	200	0.000001	0.065
Vetroceramica	＜0.1	100	200	0.000001	#VALUE！
Porcellana	3	100	200	0.000001	0.06
Mattone	5	100	200	0.000001	0.1
Tondo per cemento armato	1.2	100	200	0.000001	0.024
Calcestruzzo	1.0-1.5	100	200	0.000001	#VALUE！
Il cemento	6.0-14	100	200	0.000001	#VALUE！
Granito	3	100	200	0.000001	0.06
Grafite	2	100	200	0.000001	0.04
Nylon	120	100	200	0.000001	2.4
Polimetilmetacrilato (PMMA)	85	100	200	0.000001	1.7
Cloruro di polivinile (PVC)	80	100	200	0.000001	1.6
Fibra di carbonio (HM 35in longitudinale)	-0.5	100	200	0.000001	-0.01
Legno	8	100	200	0.000001	0.16
Sale da tavola	40	100	200	0.000001	0.8
Ghiaccio, 0℃	51	100	200	0.000001	1.02

2. Metodo di calcolo per la variazione dimensionale causata dall'espansione termica

Esempio di utilizzo del materiale: SKD61

Dato:

Diametro (d) = 2 mm

Lunghezza (L) = 100 mm

Aumento di temperatura = 100°C

La variazione dimensionale δ può essere calcolata come segue:

δ = Coefficiente di espansione termica * Lunghezza * Variazione di temperatura

Utilizzando i valori indicati:

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

Pertanto, la variazione dimensionale (δ) causata dall'espansione termica dell'asta SKD61, con diametro di 2 mm e lunghezza di 100 mm, quando la temperatura aumenta di 100°C, è di 0,108 mm.

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Formule di espansione dei metalli: Approfondimenti e coefficienti degli esperti

Indice dei contenuti

1. Tabella dei coefficienti di dilatazione termica dei materiali metallici

2. Metodo di calcolo per la variazione dimensionale causata dall'espansione termica

3. Coefficiente di espansione termica lineare

Shane

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Che cos'è il cuscinetto a bassa temperatura?

Nomi in metallo	Simboli degli elementi	Coefficiente di espansione termica lineare
Berillio	Essere	12.3
Antimonio	Sb	10.5
Rame	Cu	17.5
Cromo	Cr	6.2
Germanio	Ge	6.0
Iridium	Ir	6.5
Manganese	Mn	23.0
Nichel	Ni	13.0
Argento	Ag	19.5
Alluminio	Al	23.2
Piombo	Pb	29.3
Cadmio	Cd	41.0
Ferro	Fe	12.2
Oro	Au	14.2
Magnesio	Mg	26.0
Molibdeno	Mo	5.2
Platino	Pt	9.0
Stagno	Sn	2.0

Formule di espansione dei metalli: Approfondimenti e coefficienti degli esperti

1. Tabella dei coefficienti di dilatazione termica dei materiali metallici

2. Metodo di calcolo per la variazione dimensionale causata dall'espansione termica

3. Coefficiente di espansione termica lineare

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