Как изменяются металлы под воздействием тепла? Понимание теплового расширения имеет решающее значение для инженеров и строителей, обеспечивая устойчивость конструкций к перепадам температур. Эта статья посвящена формулам и коэффициентам теплового расширения для различных металлов, предлагая понимание и практические расчеты. Вы узнаете, как расширяются различные металлы и как применить эти знания в реальных условиях для предотвращения разрушения конструкций.
Материал | Коэффициент теплового расширения | Длина | Температура | Вариант | |
*10-6/℃ | |||||
Мягкая сталь | 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 |
Твердый сплав V40 | 6 | 100 | 500 | 0.000001 | 0.3 |
SUS440C | 10.2 | 100 | 100 | 0.000001 | 0.102 |
Бескислородная сталь C1020 | 17.6 | 100 | 500 | 0.000001 | 0.88 |
6/4 Латунь C2801 | 20.8 | 100 | 600 | 0.000001 | 1.248 |
Бериллиевая медь C1720 | 17.1 | 100 | 700 | 0.000001 | 1.197 |
Алюминий A1100 | 23.6 | 100 | 475 | 0.000001 | 0.30267 |
Твердый алюминий A7075 | 23.6 | 100 | 500 | 0.000001 | 1.18 |
Алюминиевый сплав | 23.8 | 100 | 350 | 0.000001 | 0.833 |
Чистый алюминий | 23 | 100 | 350 | 0.000001 | 0.805 |
Титан | 8.4 | 100 | 500 | 0.000001 | |
Серый чугун | 9 | 100 | 350 | 0.000001 | 0.315 |
Чугун общего назначения | 10.5 | 100 | 50 | 0.000001 | 0.0525 |
Чугун | 10.5 | 100 | 50 | 0.000001 | 0.0525 |
Углеродистая сталь общего назначения | 11.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.23 |
Мартенситная нержавеющая сталь | 1.01 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.0202 |
Аустенитная нержавеющая сталь | 1.6 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.032 |
Нержавеющая сталь | 14.4-16 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE! |
Хромистая сталь | 11.5 | 1000 | 20 | 0.000001 | 0.23 |
Никелевая сталь | 14 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.28 |
Медь | 18.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.37 |
Бронза | 17.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.35 |
Латунь | 18.4 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.368 |
Фосфористая бронза | 15.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.304 |
Хром | 6.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.124 |
Вести | 29.3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.586 |
Олово | 26.7 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.534 |
Цинк | 36 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.72 |
Магний | 26 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.52 |
Вольфрам | 4.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.09 |
Титан | 10.8 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.216 |
Никель | 13 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.26 |
Кадмий | 41 | 100 | 200 | 0.000001 | |
Марганцовка | 23 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.46 |
Бериллий | 12.3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.246 |
Германий | 6 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.12 |
Иридиум | 6.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.13 |
Молибден | 5.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.104 |
Платина | 9 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.18 |
Серебро | 19.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.39 |
Золото | 14.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.284 |
Оконное стекло | 7.6 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.152 |
Промышленное стекло | 4.5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.09 |
Обычное стекло | 7.1 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.112 |
Стекло Pyrex | 3.25 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.065 |
Стеклокерамика | <0.1 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE! |
Фарфор | 3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.06 |
Кирпич | 5 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.1 |
Арматура | 1.2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.024 |
Бетон | 1.0-1.5 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE! |
Цемент | 6.0-14 | 100 | 200 | 0.000001 | #VALUE! |
Гранит | 3 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.06 |
Графит | 2 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.04 |
Нейлон | 120 | 100 | 200 | 0.000001 | 2.4 |
Полиметилметакрилат (ПММА) | 85 | 100 | 200 | 0.000001 | 1.7 |
Поливинилхлорид (ПВХ) | 80 | 100 | 200 | 0.000001 | 1.6 |
Углеродное волокно (HM 35in Longitudinal) | -0.5 | 100 | 200 | 0.000001 | -0.01 |
Дерево | 8 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.16 |
Столовая соль | 40 | 100 | 200 | 0.000001 | 0.8 |
Лед, 0℃ | 51 | 100 | 200 | 0.000001 | 1.02 |
Пример использования материала: SKD61
Дано:
Изменение размеров δ может быть рассчитано следующим образом:
δ = Коэффициент теплового расширения * Длина * Изменение температуры
Используя заданные значения:
δ = 10.8 × 10-6 /°C * 100 мм * 100°C = 0,108 мм
Таким образом, изменение размеров (δ), вызванное тепловым расширением стержня SKD61 диаметром 2 мм и длиной 100 мм при повышении температуры на 100°C, составляет 0,108 мм.
Металлические имена | Символы элементов | Коэффициент линейного теплового расширения |
Бериллий | Будьте | 12.3 |
Сурьма | Сб | 10.5 |
Медь | Cu | 17.5 |
Хром | Cr | 6.2 |
Германий | Ge | 6.0 |
Иридиум | Ир | 6.5 |
Марганцовка | Mn | 23.0 |
Никель | Ni | 13.0 |
Серебро | Ag | 19.5 |
Алюминий | Эл | 23.2 |
Вести | Pb | 29.3 |
Кадмий | Cd | 41.0 |
Железо | Fe | 12.2 |
Золото | Au | 14.2 |
Магний | Mg | 26.0 |
Молибден | Мо | 5.2 |
Платина | Pt | 9.0 |
Олово | Sn | 2.0 |