金属膨張の公式：専門家の洞察と係数

金属の膨張公式：専門家の見解と係数

金属は熱にさらされるとどのように変化するのか？熱膨張を理解することは、構造物が温度変化に耐えられるようにするために、エンジニアや建築業者にとって極めて重要です。この記事では、様々な金属の熱膨張の公式と係数について掘り下げ、洞察と実践的な計算を提供します。さまざまな金属がどのように膨張するのか、また、構造物の不具合を防ぐためにこの知識を実際の場面でどのように応用すればよいのか、ご期待ください。

シェーン

2023年9月5日

メカニカル

1.金属材料の熱膨張係数表

素材	熱膨張係数	長さ	温度		バリエーション
素材	*10-6/℃	長さ	温度		バリエーション
マイルド・スチール	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
硬質合金 V40	6	100	500	0.000001	0.3
SUS440C	10.2	100	100	0.000001	0.102
無酸素鋼 C1020	17.6	100	500	0.000001	0.88
6/4ブラス C2801	20.8	100	600	0.000001	1.248
ベリリウム銅 C1720	17.1	100	700	0.000001	1.197
アルミニウム A1100	23.6	100	475	0.000001	0.30267
硬質アルミニウム A7075	23.6	100	500	0.000001	1.18
アルミニウム合金	23.8	100	350	0.000001	0.833
純アルミニウム	23	100	350	0.000001	0.805
チタン	8.4	100	500	0.000001
灰色の鋳鉄	9	100	350	0.000001	0.315
一般鋳鉄	10.5	100	50	0.000001	0.0525
鋳鉄	10.5	100	50	0.000001	0.0525
一般炭素鋼	11.5	100	200	0.000001	0.23
マルテンサイト系ステンレス鋼	1.01	100	200	0.000001	0.0202
オーステナイト系ステンレス鋼	1.6	100	200	0.000001	0.032
ステンレス鋼	14.4-16	100	200	0.000001	#VALUE!
クロム鋼	11.5	1000	20	0.000001	0.23
ニッケル鋼	14	100	200	0.000001	0.28
銅	18.5	100	200	0.000001	0.37
ブロンズ	17.5	100	200	0.000001	0.35
真鍮	18.4	100	200	0.000001	0.368
リン青銅	15.2	100	200	0.000001	0.304
クロム	6.2	100	200	0.000001	0.124
リード	29.3	100	200	0.000001	0.586
錫	26.7	100	200	0.000001	0.534
亜鉛	36	100	200	0.000001	0.72
マグネシウム	26	100	200	0.000001	0.52
タングステン	4.5	100	200	0.000001	0.09
チタン	10.8	100	200	0.000001	0.216
ニッケル	13	100	200	0.000001	0.26
カドミウム	41	100	200	0.000001
マンガン	23	100	200	0.000001	0.46
ベリリウム	12.3	100	200	0.000001	0.246
ゲルマニウム	6	100	200	0.000001	0.12
イリジウム	6.5	100	200	0.000001	0.13
モリブデン	5.2	100	200	0.000001	0.104
プラチナ	9	100	200	0.000001	0.18
シルバー	19.5	100	200	0.000001	0.39
ゴールド	14.2	100	200	0.000001	0.284
窓ガラス	7.6	100	200	0.000001	0.152
工業用ガラス	4.5	100	200	0.000001	0.09
普通のガラス	7.1	100	200	0.000001	0.112
パイレックスガラス	3.25	100	200	0.000001	0.065
ガラス・セラミック	＜0.1	100	200	0.000001	#VALUE!
磁器	3	100	200	0.000001	0.06
レンガ	5	100	200	0.000001	0.1
鉄筋	1.2	100	200	0.000001	0.024
コンクリート	1.0-1.5	100	200	0.000001	#VALUE!
セメント	6.0-14	100	200	0.000001	#VALUE!
御影石	3	100	200	0.000001	0.06
グラファイト	2	100	200	0.000001	0.04
ナイロン	120	100	200	0.000001	2.4
ポリメチルメタクリレート（PMMA）	85	100	200	0.000001	1.7
ポリ塩化ビニル（PVC）	80	100	200	0.000001	1.6
カーボンファイバー（HM 35インチ縦型）	-0.5	100	200	0.000001	-0.01
木材	8	100	200	0.000001	0.16
食卓塩	40	100	200	0.000001	0.8
氷、0	51	100	200	0.000001	1.02

2. 熱膨張による寸法変化の計算方法

素材を使用した例SKD61

与えられた：

直径 (d) = 2 mm

長さ (L) = 100 mm

温度上昇＝100

寸法変化δは以下のように計算できる：

δ = 熱膨張係数 * 長さ * 温度変化

与えられた値を使って

δ = 10.8 × 10^-6 /°C * 100 mm * 100°C= 0.108 mm

したがって、直径2mm、長さ100mmのSKD61ロッドの温度が100℃上昇したときの熱膨張による寸法変化（δ）は0.108mmとなります。

3.線熱膨張係数

金属の名前	元素記号	線熱膨張係数
ベリリウム	である。	12.3
アンチモン	Sb	10.5
銅	銅	17.5
クロム	Cr	6.2
ゲルマニウム	ゲー	6.0
イリジウム	Ir	6.5
マンガン	ムン	23.0
ニッケル	ニー	13.0
シルバー	アグ	19.5
アルミニウム	アル	23.2
リード	鉛	29.3
カドミウム	CD	41.0
鉄	フェ	12.2
ゴールド	オー	14.2
マグネシウム	Mg	26.0
モリブデン	モ	5.2
プラチナ	白金	9.0
錫	スナップ	2.0

金属の膨張公式：専門家の見解と係数

目次

1.金属材料の熱膨張係数表

2. 熱膨張による寸法変化の計算方法

3.線熱膨張係数

シェーン

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金属の膨張公式：専門家の見解と係数

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2. 熱膨張による寸法変化の計算方法

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