Hoe veranderen metalen wanneer ze worden blootgesteld aan hitte? Inzicht in thermische uitzetting is cruciaal voor ingenieurs en bouwers, omdat het ervoor zorgt dat constructies bestand zijn tegen temperatuurschommelingen. Dit artikel duikt in de formules en thermische uitzettingscoëfficiënten voor verschillende metalen en biedt inzichten en praktische berekeningen. Verwacht te leren hoe verschillende metalen uitzetten en hoe je deze kennis in de praktijk kunt toepassen om constructiefouten te voorkomen.
Materiaal | Thermische uitzettingscoëfficiënt | Lengte | Temperatuur | Variatie | |
*10-6/℃ | |||||
Zacht staal | 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 |
Harde legering V40 | 6 | 100 | 500 | 0.000001 | 0.3 |
SUS440C | 10.2 | 100 | 100 | 0.000001 | 0.102 |
Zuurstofvrij staal C1020 | 17.6 | 100 | 500 | 0.000001 | 0.88 |
6/4 messing C2801 | 20.8 | 100 | 600 | 0.000001 | 1.248 |
Berylliumkoper C1720 | 17.1 | 100 | 700 | 0.000001 | 1.197 |
Aluminium A1100 | 23.6 | 100 | 475 | 0.000001 | 0.30267 |
Hard aluminium A7075 | 23.6 | 100 | 500 | 0.000001 | 1.18 |
Aluminiumlegering | 23.8 | 100 | 350 | 0.000001 | 0.833 |
Zuiver aluminium | 23 | 100 | 350 | 0.000001 | 0.805 |
Titanium | 8.4 | 100 | 500 | 0.000001 | |
Grijs gietijzer | 9 | 100 | 350 | 0.000001 | 0.315 |
Gietijzer algemeen | 10.5 | 100 | 50 | 0.000001 | 0.0525 |
Gietijzer | 10.5 | 100 | 50 | 0.000001 | 0.0525 |
Algemeen Koolstofstaal | 11.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.23 |
Martensitisch roestvast staal | 1.01 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.0202 |
Austenitisch roestvast staal | 1.6 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.032 |
Roestvrij staal | 14.4-16 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE! |
Chroomstaal | 11.5 | 1000 | 20 | 0.000001 | 0.23 |
Nikkel staal | 14 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.28 |
Koper | 18.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.37 |
Brons | 17.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.35 |
Messing | 18.4 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.368 |
Fosfor Brons | 15.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.304 |
Chroom | 6.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.124 |
Lood | 29.3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.586 |
Tin | 26.7 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.534 |
Zink | 36 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.72 |
Magnesium | 26 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.52 |
Wolfraam | 4.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.09 |
Titanium | 10.8 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.216 |
Nikkel | 13 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.26 |
Cadmium | 41 | 100 | 200 | 0.000001 | |
Mangaan | 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 |
Molybdeen | 5.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.104 |
Platina | 9 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.18 |
Zilver | 19.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.39 |
Goud | 14.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.284 |
Vensterglas | 7.6 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.152 |
Industrieel glas | 4.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.09 |
Gewoon glas | 7.1 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.112 |
Pyrex glas | 3.25 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.065 |
Glas Keramiek | <0.1 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE! |
Porselein | 3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.06 |
Baksteen | 5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.1 |
Wapeningsstaal | 1.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.024 |
Beton | 1.0-1.5 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE! |
Cement | 6.0-14 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE! |
Graniet | 3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.06 |
Grafiet | 2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.04 |
Nylon | 120 | 100 | 200 | 0.000001 | 2.4 |
Polymethylmethacrylaat (PMMA) | 85 | 100 | 200 | 0.000001 | 1.7 |
Polyvinylchloride (PVC) | 80 | 100 | 200 | 0.000001 | 1.6 |
Koolstofvezel (HM 35in in lengterichting) | -0.5 | 100 | 200 | 0.000001 | -0.01 |
Hout | 8 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.16 |
Tafelzout | 40 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.8 |
IJs, 0 ℃ | 51 | 100 | 200 | 0.000001 | 1.02 |
Voorbeeld met materiaal: SKD61
Gegeven:
De dimensionale verandering δ kan als volgt worden berekend:
δ = Thermische uitzettingscoëfficiënt * Lengte * Temperatuurverandering
Gebruik de gegeven waarden:
δ = 10.8 × 10-6 /°C * 100 mm * 100°C= 0,108 mm
Daarom is de dimensionale verandering (δ) veroorzaakt door de thermische uitzetting van de SKD61 staaf, met een diameter van 2 mm en een lengte van 100 mm, wanneer de temperatuur met 100°C toeneemt, 0,108 mm.
Namen van metalen | Element Symbolen | Lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt |
Beryllium | Wees | 12.3 |
Antimoon | Sb | 10.5 |
Koper | Cu | 17.5 |
Chroom | Cr | 6.2 |
Germanium | Ge | 6.0 |
Iridium | Ir | 6.5 |
Mangaan | Mn | 23.0 |
Nikkel | Ni | 13.0 |
Zilver | Ag | 19.5 |
Aluminium | Al | 23.2 |
Lood | Pb | 29.3 |
Cadmium | Cd | 41.0 |
IJzer | Fe | 12.2 |
Goud | Au | 14.2 |
Magnesium | Mg | 26.0 |
Molybdeen | Mo | 5.2 |
Platina | Pt | 9.0 |
Tin | Sn | 2.0 |