钢材系数
钢 热膨胀系数
钢热膨胀系数
摘要：
1.钢的热膨胀系数的定义与意义
2.钢的热膨胀系数的范围和影响因素
3.钢的热膨胀系数在实际工程中的应用
4.钢的热膨胀系数的计算方法和举例
正文：
钢的热膨胀系数是指钢材在温度变化时的相对伸长量，是反映钢材受热冲击时性能变化的物理参数。
在一般情况下，钢材的热膨胀系数范围为（10-20）10-6/k。
系数越大的材料，在受热后的变形越大，反之则越小。
钢的热膨胀系数受材料的组成和温度的变化而异。
在20——300c 时，碳钢的线膨胀系数为12.1~13.510-8(c-1)。
线膨胀系数并非常数，而是随温度稍有变化，随温度升高而增大。
在实际工程中，钢的热膨胀系数的应用十分广泛。
例如，在设计钢材制品时，需要考虑到钢材在受热后的膨胀量，以确保制品的尺寸稳定性。
此外，钢的热膨胀系数也是计算钢材在温度变化时的应力的重要参数。
钢的热膨胀系数的计算方法较为复杂，需要考虑到材料的轧制方向、温度范围等因素。
在工程中，一般不会在理论上去计算零件因温度的变化而产生的膨胀量，因为计算结果受制于多种因素的制约，基本上没有多大的指导性意义。
举个例子，假设有一根10 米长的碳钢棒，在温度变化100 摄氏度时，
其线膨胀量为12 毫米。
这意味着在温度变化时，这根钢棒的长度会因热膨胀而增加12 毫米。
这样的记忆简单还不容易忘记。
各种材料的刚度系数
各种材料的刚度系数（原创实用版）目录1.引言2.什么是刚度系数3.不同材料的刚度系数比较4.刚度系数在实际应用中的重要性5.结论正文1.引言在工程领域，刚度是一个重要的结构性能指标。
为了更好地理解和评估各种材料的刚度性能，人们引入了刚度系数这一概念。
那么，什么是刚度系数？它如何反映材料的刚度性能？本文将对这些问题进行详细解答。
2.什么是刚度系数刚度系数（stiffness coefficient）是一种描述材料刚度特性的参数，通常用 k 表示。
它反映了材料在受力情况下的变形程度。
具体来说，刚度系数等于施加的力与产生的变形量之比。
刚度系数的单位通常为 N/m （牛顿每米）。
3.不同材料的刚度系数比较不同材料的刚度系数因其物理性质和化学成分的不同而有很大差异。
以下是一些常见材料的刚度系数比较：- 钢材：约为 200,000 N/m- 铝合金：约为 70,000 N/m- 塑料：约为 3,000-5,000 N/m- 橡胶：约为 100-1,000 N/m从上述数据可以看出，钢材的刚度系数远高于其他材料，说明钢材具有很高的刚度性能。
而橡胶的刚度系数最低，表明其在受力时容易发生较大变形。
4.刚度系数在实际应用中的重要性在实际工程应用中，刚度系数具有很高的实用价值。
设计者需要根据材料的刚度系数来确定其适用范围和使用方式。
例如，在建筑结构中，刚度系数大的材料如钢材常用于承受较大荷载的部件，以保证结构的稳定性和安全性。
而刚度系数较小的材料如塑料和橡胶，则常用于减震、降噪等部位，以提高结构的舒适性和使用寿命。
5.结论刚度系数是描述材料刚度性能的重要参数，它对工程结构的设计、选材和使用具有重要指导意义。
常用钢材的热膨胀系数和算法
线热膨胀系数αL
定义：温度升高1℃后，物体的相对伸长量
热膨胀系数并非常数，而是随温度稍有变化，随温度升高而增大。
L 1为原始长度，L 2为升温后的尺寸，ΔL 为变形量（L 2-L 1） T 1为原始温度，T 2为升温后的温度，ΔT 为温差（T 2-T 1）
()T
L L T T L L L Δ•Δ=
−•−=112112α
由上，则可以导出钢材升温后的理论变形量
11211112)(L T T L L T L L L L +−••=+Δ••=+Δ=αα体膨胀系数β
αβ3)
(12112≈−−=T T V V V
钢材的热膨胀系数范围为（10-20）×10-6/K ，系数越大的材料，它在受热后的变形则越大，反之则越小 Eg.几种常见钢材的热膨胀系数
20℃ 200℃ 300℃ 400℃ 600℃ 800℃ 铍铜 —— 17×10-6 17.8×10-6
S136 —— 11.2×10-6 11.6×10-6 NAK80 —— 12.5×10-6 13.4×10-6
8407 ——
12.6×10-6 13.2×10-6 13.9×10-6
P20
—— 12.7×10-6
12.8×10-6
另：当两种不同的材料彼此焊接时，应选择具有相近α的材料。
如相差比较大的α，焊接时由于膨胀的速度不同，在焊接处产生应力，降低了材料的机械强度和气密性，严重时会导致焊接处脱落。
钢材的热膨胀系数
钢材的热膨胀系数钢材是一种常用的重要工程材料，其热膨胀性能是影响结构使用期间安全可靠的重要因素。
研究钢材热膨胀性能对于了解钢材在使用期间受热膨胀强度影响、结构物温度变化效应以及不同材料之间受热膨胀特性的区别等，是非常重要的。
钢材的热膨胀系数是表示材料在热膨胀时各个方向上热膨胀量，能够反映材料在受温度变化时扩张变形程度的指标。
一般情况下，钢材的热膨胀系数随温度的变化而变化，但大多数情况下，热膨胀系数的变化不随温差的增加而明显增加。
总的来说，钢材的热膨胀系数主要受其组织和合金成分影响；但是也受温度变化的影响。
钢材的热膨胀系数约在20’℃~1000’℃范围内变化，最大值为20’℃温度时的12.2×10⁻⁶℃，最小值为1000’℃温度时的14.6×10⁻⁶℃。
通常情况，带状钢材在20-100’℃时热膨胀系数是比较大的，而1000’℃时热膨胀系数则大幅度降低。
另外，钢材在指定温度下的热膨胀系数值不是固定不变，而是受组织和合金材料成分所影响，不同钢材其热膨胀系数可能有很大差别。
根据常规实验数据，钢的热膨胀系数有着明显的温度特性：随着温度的增加，热膨胀系数逐渐增大。
在常温下，各种钢材的热膨胀系数都是比较大的，比如可锻钢约为12.2×10⁻⁶℃，而在高温，诸如中碳钢等材料的热膨胀系数就比较小，大约在12.1×10⁻⁶℃左右，而高碳钢的热膨胀率则近似于11.1×10⁻⁶℃，超高速钢则为11.2×10⁻⁶℃。
综上所述，钢材的热膨胀系数是受温度变化和材料组织和成分所影响的，其变化的大小在20’℃与1000’℃处的值有很大的变化，而不同钢材的热膨胀系数也有很大的差异。
因此，在实际应用中，对不同类型的钢材来说，选择理想的热膨胀系数是非常重要的，从而使材料在热膨胀期间能正常使用。
钢材温度变形系数
钢材温度变形系数摘要：1.钢材温度变形系数的定义和意义2.钢材温度变形系数的影响因素3.钢材温度变形系数的应用4.如何在工程中合理使用和控制钢材温度变形系数5.结论正文：一、钢材温度变形系数的定义和意义钢材温度变形系数是描述钢材在温度变化作用下尺寸变化特性的重要参数。
它反映了钢材在不同温度条件下，长度、体积和形状的变化程度。
这个系数在材料科学和工程领域具有重要的理论和实践意义，有助于我们更好地了解和预测钢材在温度波动下的性能表现。
二、钢材温度变形系数的影响因素1.钢材的成分：钢材中各元素的含量和比例会影响其温度变形系数。
例如，碳、氮、氢等元素会提高钢材的温度膨胀系数，而硅、锰等元素则具有抑制作用。
2.钢材的加工状态：热轧、冷轧、退火等不同的加工工艺会对钢材的温度变形系数产生影响。
一般来说，热轧钢材的温度变形系数较大，而冷轧钢材的变形系数较小。
3.钢材的晶体结构：钢材的晶格类型、晶粒大小、晶界状态等晶体结构特征也会对温度变形系数产生影响。
体心立方晶格钢材的温度变形系数较大，而面心立方晶格钢材的变形系数较小。
三、钢材温度变形系数的应用1.设计高温环境下的钢结构：在高温环境下，钢材的温度变形系数需要纳入结构设计考虑因素。
合理选择钢材和设计方案，降低温度变形对结构稳定性的影响。
2.钢材的储存和运输：了解钢材的温度变形系数有助于制定合理的储存和运输措施，防止钢材在运输过程中因温度波动产生损伤。
3.温度控制工艺：在钢材加工过程中，通过控制温度变化，可以有效调节钢材的温度变形系数，提高加工质量。
四、如何在工程中合理使用和控制钢材温度变形系数1.选择合适的钢材：根据工程需求，选择具有合适温度变形系数的钢材。
对于高温环境下的结构，可以选择面心立方晶格钢材，以降低温度变形的影响。
2.合理设计结构：在设计过程中，考虑钢材的温度变形系数，制定合理的结构形式和尺寸，降低温度变化对结构稳定性的影响。
3.温度控制加工：在钢材加工过程中，通过实时监测温度和调整加工参数，控制钢材的温度变形。
钢材热膨胀系数
1 / 1
线热膨胀系数α
L
定义：温度升高1℃后，物体的相对伸长量
热膨胀系数并非常数，而是随温度稍有变化，随温度升高而增大。
L 1为原始长度，L 2为升温后的尺寸，ΔL 为变形量（L 2-L 1） T 1为原始温度，T 2为升温后的温度，ΔT 为温差（T 2-T 1）
()T
L L T T L L L ∆∙∆=
-∙-=112112α
由上，则可以导出钢材升温后的理论变形量
1
1211112)(L T T L L T L L L L +-∙∙=+∆∙∙=+∆=αα体膨胀系数β
αβ3)
(12112≈--=T T V V V
钢材的热膨胀系数范围为（10-20）×10-6/K ，系数越大的材料，它在受热后的变形则越大，反之则越小 Eg.几种常见钢材的热膨胀系数
另：当两种不同的材料彼此焊接时，应选择具有相近α的材料。
如相差比较大的α，焊接时由于膨胀的速度不同，在焊接处产生应力，降低了材料的机械强度和气密性，严重时会导致焊接处脱落。
钢材简易系数表
钢材简易系数表一、线圆螺类线圆螺统一计算方法：直径×直径×0.00617=每米的重量（Kg）注：①计算公式所得的结果与表1的系数有冲突的一切以表1为准，所到钢材规格表内无系数的按计算公式计算。
②直径≤12的保留3位小数,直径≥14的保留2位小数。
③需要过磅计量的按码单为准。
④其他未尽事宜。
二、角钢2、不等边角钢（Kg/米）三、槽钢五、管材类⑴为了保证材料的质量，在材料名称和实物相符的情况下按壁厚来确定每米重量：（外径—壁厚）×壁厚×0.02466=重量/米镀锌：（外径—壁厚）×壁厚×0.02466=重量/米×1.06⑵方管：（横切面长+宽）×2—4厚度×米数×厚度×7.85例：200mm×200mm×4mm的方管，6米一根重量是多少？（0.2米+.0.2米）×2—0.016米×6米×4×7.85=每根的重量（Kg）⑶螺旋焊管：（外径—壁厚）×壁厚×0.02466+0.5=Kg/米（保留2位小数）〔4〕低压流体输送用焊管（GB/T3092—1993）和镀锌焊接钢管（GB/T3092—1993）注：公称口径大于150的按无缝管公式计算。
注：公称口径大于150的按无缝管公式计算。
六、板材类⑴普通钢板、锰板：长（米）×宽（米）×厚（毫米）×7.85=每张钢板的重量（Kg）⑵镀锌钢板：长（米）×宽（米）×厚（毫米）×7.85×1.06=每张钢板的重量（Kg）⑶不锈钢钢板：长（米）×宽（米）×厚（毫米）×7.98=每张钢板的重量（Kg）⑷容器板、锅炉板：长（米）×宽（米）×[厚（毫米）+附加厚度]×7.85=每张钢板的重量（Kg）七、扁钢、方钢、六角钢1、扁钢、方钢序号规格理论重量序号规格理论重量1 25×3 0.590 1 10 0.7852 25×4 0.780 2 12 1.1303 30×3 0.710 3 14 1.5404 40×3 0.940 4 16 2.0105 40×4 1.260 5 18 2.5406 40×5 1.570 6 20 3.1407 45×4 1.410 7 22 3.8008 45×5 1.770 8 25 4.9109 50×4 1.570 9 30 7.06010 50×5 1.960 10 35 9.62011 60×5 2.360 11 40 12.56012 60×6 2.830 12 45 15.90013 65×5 2.550 13 50 19.63014 65×6 3.040 14 55 23.75015 70×6 3.300 15 60 28.26016 70×7 3.850 16 65 33.17017 80×7 4.400 17 70 38.47018 80×8 5.020 18—表9—注：⑴扁铁规格超出表中所列的按钢板计算，镀锌加上镀锌层1.06。
钢材理论重量计算中各种系数,及算法-本人集总
钢材理论重量计算中各种系数是怎么算出的名称单位计算公式计算举例圆钢盘条kg／m w=0.006165×d²式中，d为直径(mm) 直径80mm的圆钢，求每米质量每米质量=0.006165×80²kg=39.46kg螺纹钢kg／m W=0.00617×d²式中，d为断面直径(mm) 断面直径为12mm的螺纹钢，求每米质量每米质量=0.00617x12²kg=0.89kgM＝0.00617*Φ *Φ *m（即质量＝0.00617*直径*直径*长度）方钢kg／m W=0.00785×d²式中，d为边宽(MM) 边宽30mm的方钢，求每米质量每米质量=O．00785×30²kg=7.07kg扁钢kg／m W=0.00785×d×b式中，d为边宽(mm)b为厚(mm) 边宽40mm、厚5mm的扁钢，求每米质量每米质量=O．00785×40×5kg=1.57kg六角钢kg／m W =0.006798×d²式中，d为对边距离(mm) 对边距离50mm的六角钢，求每米质量每米质量=0.006798×50²kg=17kg八角钢kg／m W=0.006798×d²式中，d为对边距离(mm) 对边距离80mm的八角钢，求每米质量每米质量：0.0065 x 80²kg=41.60kg等边角钢kg／m W=0.00785×[d(2b-d)+0.215(R²一2r²)]式中，b为边宽，d为边厚，R 为内弧_半径，r为端弧半径求4mmx20mm等边角钢的每米质量GB9787中查出4mm×20mm等边角钢的R为3.5，r为1.2每米质量=0.00785×[4(2×20—4)+0.215(3.5²一2×1.2²)]kg=1.15kg不等边角钢kg／m w=0.00785×[d(B+6一d)+0.215(R²一2 r²)]式中，B为长边宽，b为短边, 宽，d为边厚，R为内弧半径,r为端弧半径求30rnm×20mm x 4mm不等边角钢每米质量。
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圆钢重量（公斤）=0.00617×直径×直径×长度
方钢重量（公斤）=0.00785×边宽×边宽×长度
六角钢重量（公斤）=0.0068 ×对边宽×对边宽×长度
八角钢重量（公斤）=0.0065 ×对边宽×对边宽×长度螺纹钢重量（公斤）=0.00617×计算直径×计算直径×长度角钢重量（公斤）=0.00785×（边宽+边宽-边厚）×边厚× 长度
扁钢重量（公斤）=0.00785×厚度×边宽×长度钢管重量（公斤）=0.02466×壁厚×（外径- 壁厚）×长度六方体体积的计算
公式① s20.866 ×H/m/k 即对边×对边×0.866 ×高或厚度各种钢管（材）重量换算公式
钢管的重量=0.25× π×（外径平方-内径平方）×L×钢铁比重其中：π= 3.14 L=钢管长度钢铁比重取7.8 所以，钢
管的重量=0.25 ×3.14 ×（外径平方-内径平方）×L×7.8 * 如果尺寸单位取米（M）, 则计算的重量结果为公斤（Kg）
钢的密度为：7.85g/cm3 （注意：单位换算）
钢材理论重量计算
钢材理论重量计算的计量单位为公斤（kg ）。
其基本公式
为：
W（重量，kg ）=F（断面积mm2×） L（长度，m）× ρ（密度，g/cm3）×1/1000 各种钢材理论重量计算公式如下：名称（单位）
计算公式
符号意义
计算举例
圆钢盘条（kg/m ）
W= 0.006165 ×d×d d = 直径mm
直径100 mm 的圆钢，求每m 重量。
每m 重量= 0.006165 ×1002=61.65kg 螺纹钢（kg/m ）W= 0.006 17 ×d×d d= 断面直径mm
断面直径为12 mm 的螺纹钢，求每m 重量。
每m 重量
=0.00617 ×12 2=0.89kg
方钢（kg/m ）
W= 0.00785 × a × a
a= 边宽mm
边宽20 mm 的方钢，求每m 重量。
每m 重量= 0.00785
×202=3.14kg
扁钢
（kg/m ）
W= 0.00785 ×b ×d
b= 边宽mm
d= 厚mm
边宽40 mm ，厚5mm 的扁钢，求每m 重量。
每m 重量= 0.00785 ×40 ×5= 1.57 kg
六角钢
（kg/m ）
W= 0.006798 ×s×s
s= 对边距离mm
对边距离50 mm的六角钢，求每m 重量。
每m 重量= 0.006798
×502=17kg 八角钢
( kg/m )
W= 0.0065 ×s ×s
s= 对边距离mm
对边距离80 mm 的八角钢，求每m 重量。
每m 重量= 0.0065 ×802=41.62kg
等边角钢
( kg/m )
= 0.00785 ×[d ( 2b – d )+0.215 (R2 –2r 2 )] b= 边宽d= 边厚
R= 内弧半径
r= 端弧半径
求20 mm × 4mm等边角钢的每m 重量。
从冶金产品目录中查出4mm× 20 mm 等边角钢的R 为 3.5 ，r 为 1.2 ，则每m 重量= 0.00785 ×[4 ×(2 ×20 – 4 )+0.215 ×( 3.52 – 2 × 1.2
2 ) ]=1.15kg
不等边角钢
( kg/m )
W= 0.00785 ×[d ( B+b – d )+0.215 (R2 – 2 r 2 )] B= 长边宽b= 短边宽d= 边厚
R= 内弧半径
r= 端弧半径
求30 mm × 20mm× 4mm不等边角钢的每m 重量。
从冶金产品目录中查出30 ×20 ×4 不等边角钢的R 为 3.5 ，r 为1.2 ，则每m 重量= 0.00785 ×[4 ×( 30+20 – 4 )+0.215
×( 3.52 – 2 ×1.2 2 ) ]=1.46kg
常用数据
1 米(m) ＝ 3.281 英尺
1 英寸＝25.4 毫米
1 磅＝0.4536 公斤
1 盎司＝28.3 克
1 公斤力＝9.81 牛顿
1 磅力＝ 4.45 牛顿
1 兆帕=145.161 磅/ 英寸钢的比重（密度）：7.8g/cm
不锈钢比重（密度）：7.78g/cm 铝的比重（密度）：
2.7g/cm 锌比重（密度）：7.05g/cm 几种金属型材理论重量简易计算公式：
1、角钢：每米重量=0.00785×（边宽+边宽—边厚）×边厚
2、管材：每米重量=0.02466×壁厚×（外径—壁厚）
3、圆钢：每m重量=0.00617×直径×直径（螺纹钢和圆
钢相同）
4、方钢：每m重量=0.00786×边宽×边宽
5、六角钢：每m重量=0.0068×对边直径×对边直径
6、八角钢：每m重量=0.0065×直径×直径
7、等边角钢：每m重量=边宽×边厚× 0.015
8、扁钢：每m重量=0.00785×厚度×宽度
9、无缝钢管：每m重量=0.02466×壁厚× （外径- 壁厚）
10、电焊钢：每m重量=无缝钢管
11、钢板：每㎡重量=7.85 ×厚度
12、黄铜管：每米重量=0.02670×壁厚×（外径- 壁厚）
13、紫铜管：每米重量=0.02796×壁厚×（外径- 壁厚）
14、铝花纹板：每平方米重量=2.96 ×厚度
15、有色金属密度：紫铜板8.9 黄铜板8.5 锌板7.2 铅板11.37
16、有色金属板材的计算公式为：每平方米重量=密度×厚
度
17、方管: 每米重量=（边长+边长）×2×厚× 0.00785
18、不等边角钢：每米重量=0.00785×边厚（长边宽+短边宽-- 边厚）
19、工字钢：每米重量=0.00785×腰厚［高+f （腿宽-腰厚）］
20、槽钢：每米重量=0.00785×腰厚［高+e（腿宽-腰
厚）］备注：
1、角钢、工字钢和槽钢的准确计算公式很繁，表列简式用
于计算近似值。
2、f 值：一般型号及带 a 的为 3.34 ，带 b 的为 2.65 ，带 c 的为 2.26 。
3、e值：一般型号及带 a 的为 3.26 ，带 b 的为 2.44 ，带 c 的为 2.24 。
4、各长度单位均为毫米（mm）。