常用钢材的热膨胀系数和算法
空调用风机轴常用金属材料的热膨胀系数及膨胀量计算
轴材料的热膨胀系数及膨胀量计算数据摘自《中国航空材料手册》一、45号钢热膨胀系数二、40Cr热膨胀系数三、3Cr13热膨胀系数20-100℃20-200℃20-300℃20-400℃四、轴承钢GCr15热膨胀系数（HRC62-64）20-100℃20-200℃20-300℃20-400℃五、机壳材料08钢板热膨胀系数六、对三种材料轴受热后直径的变化计算（假设轴的温度为180℃）：1、45号钢轴直径φ8mm8+8×12.32×10-6×180=8+0.017712≈8.018mm2、40Cr钢轴直径φ8mm8+8×12.0×10-6×180=8+0.01728=8.01728mm≈8.017mm3、3Cr13钢轴直径φ8mm8+8×11.1×10-6×180=8.015984mm≈8.016mm结论：mm）的热膨胀系数大1、45号钢轴（如斯飞尔PZ02-009蒸发风机C-502-017轴φ8-0.005-0.011mm），在同样的轴于3Cr13轴（如杰信电装A16长寿命和系列蒸发风机C-502-01轴φ8-0.005-0.011公差前提下，45号钢轴受热后与轴承内圈的间隙会比3Cr13钢轴与轴承内圈的间隙会小0.002mm，所以45号钢轴与轴承内圈的相对滑动概率要比3Cr13钢轴低；2、当轴承与轴承内圈为间隙配合时：由于轴承的温度最高（热源），加上轴承材料的热膨胀系数大于轴材料，所以轴承内圈热膨胀后尺寸增幅大于轴尺寸的增幅，使轴与内圈间隙有加大的趋势；3、当轴承外圈与轴承室为过盈配合时：由于轴承外圈温度高于轴承室，轴承室的材料热膨胀系数小于轴承钢材料，所以轴承外圈受热后尺寸增幅大于轴承室材料的增幅，但轴承外圈尺寸增大的趋势受到轴承室尺寸的制约，所以会造成轴承外圈受热后变形后外圈滚道损伤。
何忠伟：2015.10.21于海宁。
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 ∆∙∆=-∙-=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 +-∙∙=+∆∙∙=+∆=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
——17×10-617.8×10-6S136
——11.2×10-611.6×10-6NAK80
——12.5×10-613.4×10-68407
——12.6×10-613.2×10-613.9×10-6P20——12.7×10-612.8×10-6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。
常用金属材料的热膨胀系数表
常用金属材料的热膨胀系数表YD100STFEGUIDE 的长度计算:线膨胀系数8.3X10(-5 )1.区分Ａ：瞬间热膨胀系数长度△L=(d+1)×π×8.3×10^(-5)×(200-20)所以L=(d+1)×π-1.832.区分Ｂ：平均热膨胀系数槽的内径公差=d×8.3×10^(-5)×(200-20)/1 0;为槽内的多余空1000 18.903.个材料的区分如下表示 1)碳素钢、合金钢(区分1) ・碳素钢 ・ 3/4Ni-1/2Mo-Cr-V ・3/4Ni-1Mo-3/4Cr ・碳・钼钢 ・3/4Ni-1/2Mo-1/3Cr-V ・1Ni-1/2Cr-1/2Mo・ 1/2Ni-1/2Mo-V ・3/4Ni-1/2Cr-Mo-V 2)碳素钢、合金钢(区分2)・碳・硅钢 ・ 1/2Cr-1/2Mo ・1Cr-1/5Mo-Si ・1/2Mo ・1Cr-1/5Mo-V ・1Cr-1/2Mo・1Cr-1Mn-1/4Mo ・1Cr-1/5Mo ・1・3/4Cr-1/2Mo-Cu0.15145.15 3)碳素钢、合金钢(区分3) 2.382712.4 ・碳・钼钢 ・ 1・1/4Ni-1/2Mo ・2Cr-1/2Mo ・1/2Cr-1/4Mo-Si ・1・1/4Cr-1/2Mo-Si ・3Cr-1Mo ・1Cr-1/2Mo-V 4)碳素钢、合金钢(区分4) ・Mn-1/2Mo ・Mn-1/2Mo-1/2Ni ・Mn-1/2Mo-1/4Ni ・Mn-1/2Mo-3/4Ni 水泥在1000度以上的热膨胀系数为5.8 5)碳素钢、合金钢(区分5)310S 在800度时热膨胀系数为18.5・1.1/4Ni-1Cr-1/2Mo ・2Ni-3/4Cr-1/4Mo ・3.1/2Ni ・1.3/4Ni-3/4Cr-1/4Mo ・2Ni-3/4Cr-1/2Mo 310S 在1000度时热膨胀系数为19.5・3.1/2Ni-1.3/4Cr-1/2Mo-V ・2Ni-1Cu ・2.1/2Ni ・1Cr-1/2Mo-V6)奥氏体不锈钢SS(区分1) 7)奥氏体不锈钢SS(区分2)8)奥氏体不锈钢SS(区分3)・18Cr-13Ni-3Mo ・18Cr-12Ni-2Mo ・17Cr-4Ni-Cu・18Cr-5Ni-3Mo9)奥氏体不锈钢SS(区分4) 10)奥氏体不锈钢SS(区分5)11)奥氏体不锈钢SS(区分6)・18Cr-8Ni ・18Cr-11Ni ・18Cr-10Ni-Ti・18Cr-10Ni-Cb0.45912)奥氏体不锈钢SS(区分7) 13)奥氏体不锈钢SS(区分8)14)奥氏体不锈钢SS(区分9)0.505・18Cr-9Ni-Mo-W ・22Cr-13Ni-5Mn・25Cr-12Ni・23Cr-12Ni・25Cr-20Ni15)奥氏体不锈钢SS(区分10) 16)奥氏体不锈钢SS(区分11)・(660)26Ni-15Cr-2Ti ・28Ni-19Cr-Cu-Mo17)马氏体不锈钢SS(区分 ・12Cr ・12Cr-1Al ・13Cr ・13Cr-4Ni18)马氏体不锈钢SS(区分2) 19)马氏体不锈钢SS(区分3)・17Cr ・27Cr20)高镍合金(区分1) 21)高镍合金(区分2)22)高镍合金(区分3)・Ni-Cr-Fe(NCF600) ・Ni-Fe-Cr(NCF800,NCF800H)・Ni-Fe-Cr-Mo-Cu(NCF825,GNCF2種及び３23)高镍合金(区分4) 24)高镍合金(区分5)25)高镍合金(区分6)・Ni-Cr-Mo-Cb(NCF625,GNCF1種) ・Ni-Fe-Cr-Mo-Cb(NCF718)・Ni-Cr(NCF750)。
钢板热膨胀计算公式(二)
钢板热膨胀计算公式(二)钢板热膨胀计算公式引言钢板热膨胀是指钢板在受热时由于温度升高而产生的体积膨胀现象，它是在设计和施工中必须考虑的因素之一。
本文将列举一些常用的钢板热膨胀计算公式，并通过具体示例进行解释说明。
线性热膨胀计算公式钢板的线性热膨胀计算公式可以用来计算钢板长度在温度变化时的变化量。
最常用的线性热膨胀计算公式为：△L = L0 * α * △T其中， - △L 表示钢板的长度变化量； - L0 表示钢板的原始长度； - α 表示钢板的线性热膨胀系数； - △T 表示钢板的温度变化量。
示例：钢板长度变化计算假设一块长度为10m的钢板，其线性热膨胀系数为12×10^-6/°C，当温度上升20°C时，计算钢板的长度变化量。
解：根据线性热膨胀计算公式：△L = L0 * α * △T代入已知数据进行计算：△L = 10 * 12×10^-6/°C * 20°C△L ≈所以，当温度上升20°C时，长度为10m的钢板的变化量为（或）。
表面积热膨胀计算公式表面积热膨胀计算公式可以用来计算钢板在温度变化时的表面积增加量。
常用的表面积热膨胀计算公式为：△A = A0 * β * △T其中， - △A 表示钢板的表面积增加量； - A0 表示钢板的原始表面积； - β 表示钢板的表面积热膨胀系数； - △T 表示钢板的温度变化量。
示例：钢板表面积增加计算假设一块长宽分别为2m和1m的钢板，其表面积热膨胀系数为20×10^-6/°C，当温度上升50°C时，计算钢板的表面积增加量。
解：根据表面积热膨胀计算公式：△A = A0 * β * △T代入已知数据进行计算：△A = 2 * 1 * 20×10^-6/°C * 50°C△A ≈ ^2所以，当温度上升50°C时，长宽分别为2m和1m的钢板的表面积增加量为^2。
普通钢材热膨胀系数
普通钢材热膨胀系数
一、普通钢材热膨胀系数是个很有趣的话题呢！
你知道吗？普通钢材的热膨胀系数其实是有一定范围的哦。
一般来说，普通碳钢的热膨胀系数大约在10 - 13×10⁻⁶/℃（这里是在常温附近的数值啦）。
这是什么意思呢？就是说当温度每升高1摄氏度的时候，钢材的长度就会按照这个系数的比例伸长呢。
比如说，有一根1米长的普通钢材，当温度升高100摄氏度的时候，按照10×10⁻⁶/℃的热膨胀系数来计算，它伸长的长度就是1×100×10×10⁻⁶ = 0.001米，也就是1毫米呢。
是不是很神奇呀？
不同种类的普通钢材，因为成分上会有一些小差异，热膨胀系数也会有一点小不同。
像含碳量高一点或者有一些其他微量元素的钢材，热膨胀系数可能就会稍微偏离这个范围。
热膨胀系数这个东西在很多地方都超级重要呢。
在建筑领域，如果我们要设计那种大跨度的钢结构桥梁或者高楼大厦的钢结构框架，就得考虑钢材的热膨胀系数。
要是不考虑的话，夏天温度高钢材膨胀，冬天温度低钢材收缩，可能就会让结构产生变形，那就危险啦。
在机械制造方面也一样，比如说发动机里面有些零件是钢材做的，工作的时候温度会变化，要是不考虑热膨胀系数，零件之间的配合就会出问题，发动机可能就没法好好工作了呢。
而且哦，在一些精密仪器制造上，对钢材热膨胀系数的把握更
是要精确到极致。
因为一点点的膨胀或者收缩都可能影响仪器的精度，那整个仪器可能就不能达到预期的效果啦。
反正就是说呢，普通钢材的热膨胀系数虽然看起来只是个小小的数值，但在很多实际的工程、制造等领域可是有着大大的影响呢！。
钢铁遇热会发涨
钢铁遇热会发涨
体的热胀冷缩显现了物质原子的内部物理变化，否然的话，物质的热胀冷缩原理就很难讲清楚的。
变化程度
一般来说，气体热胀冷缩最显著，液体其次，固体最不显著。
因为气体分子之间的引力比液体和固体分子之间的引力小，受温度的影响就更容易一些。
钢和铁的膨胀系数
名称＝材料的线膨胀系数
序号=2材料名称=
碳钢温度范围\20℃=
温度范围\20～100℃=(10.6～12.2)
温度范围\20～200℃=(11.3～13)
温度范围\20～300℃=(12.1～13.5)
温度范围\20～400℃=(12.9～13.9)
温度范围\20～600℃=(13.5～14.3)
温度范围\20～700℃=(14.7～15)
材料名称=铸铁
温度范围\20℃=
温度范围\20～100℃=(8.7～11.1)
温度范围\20～200℃=(8.5～11.6)
温度范围\20～300℃=(10.1～12.2)
温度范围\20～400℃=(11.5～12.7)
温度范围\20～600℃=(12.9～13.2)。
金属的热膨胀系数及计算公式
热膨胀系数*10-6/℃软钢11.71001000.0000010.117NAK8012.51001000.0000010.125SKD6110.81001000.0000010.108SKH5110.11001000.0000010.101硬质合金 V4061001000.0000010.06SUS440C10.21001000.0000010.102无氧钢 C102017.61001000.0000010.1766/4黄铜 C280120.81001000.0000010.208铍铜 C172017.11001000.0000010.171铝 A110023.61001000.0000010.236硬铝 A707523.61001000.0000010.236铝合金23.8551000.0000010.1309纯铝231001000.0000010.23钛8.41001000.0000010.084灰铸铁91001000.0000010.09一般铸铁10.51001000.0000010.105铸铁10.51001000.0000010.105一般碳钢11.51001000.0000010.115马氏体不锈钢 1.011001000.0000010.0101奥氏体不锈钢 1.61001000.0000010.016不锈钢14.4-161001000.000001#VALUE!铬钢11.51001000.0000010.115镍钢141001000.0000010.14铜18.51001000.0000010.185青铜17.51001000.0000010.175黄铜18.41001000.0000010.184康铜15.21001000.0000010.152铬 6.21001000.0000010.062铅29.31001000.0000010.293锡26.71001000.0000010.267锌361001000.0000010.36镁261001000.0000010.26钨 4.51001000.0000010.045钛10.81001000.0000010.108镍131001000.0000010.13镉411001000.0000010.41锰231001000.0000010.23铍12.31001000.0000010.123锗61001000.0000010.06铱 6.51001000.0000010.065钼 5.21001000.0000010.052铂91001000.0000010.09银19.51001000.0000010.195金14.21001000.0000010.142窗玻璃7.61001000.0000010.076工业玻璃 4.51001000.0000010.045普通玻璃7.11001000.0000010.071拍热克斯玻璃 3.251001000.0000010.0325玻璃陶瓷0.11001000.0000010.001瓷器31001000.0000010.03砖51001000.0000010.05钢筋1.21001000.0000010.012金属的热膨胀系数及计算公式材质长度/直径mm温度 ℃10-6变化量混凝土 1.0-1.51001000.000001#VALUE!水泥 6.0-141001000.000001#VALUE!花岗岩31001000.0000010.03石墨21001000.0000010.02尼龙1201001000.000001 1.2聚甲基丙烯酸甲（PMMA）（PMMA）（）851001000.0000010.85聚氯乙烯（PVC）801001000.0000010.8碳纤维（HM 35 inLangsrichtung）-0.51001000.000001-0.005木头81001000.0000010.08食盐401001000.0000010.4冰 0℃1001000.0000010 1、热膨胀引起的尺寸变化计算方法例：材质为SKD61D=2、L=100mm的杆温度上升100摄氏度时的尺寸变化量为：δδ=热膨胀系数*全长*温度变化=10.8*10-6*100mm*100℃=0.108mm。
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。
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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。