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鉄の線膨張係数は?1分でわかる値、ss400の値、単位、伸びの計算

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鉄の線膨張係数(せんぼうちょうけいすう)の値は約1.2×10-5(1/℃)です。厳密にいうと純鉄で1.17×10-5(1/℃)、鋼で1.22×10-5(1/℃)です。線膨張係数αは、1℃の温度変化を受けて生じた変形ΔLを、元の長さLで割った値です。α=(ΔL/L)×(1/ΔT)で計算します。よってΔL=αΔT Lで算定できます。つまり長さ1000mmの鋼材が1℃上昇すると、鉄の伸び=1.17×10-5×10^3=0.017mm伸びます。材料の温度変化が大きいほど、部材が長いほど温度変化により影響しやすいです。


今回は鉄の線膨張係数の値、ss400の値、単位、伸びの計算について説明します。線膨張係数、温度応力の詳細は下記が参考になります。

線膨張係数とは?1分でわかる意味、計算、単位、鉄とコンクリートの値

温度応力とは?1分でわかる意味、計算、例題、線膨張係数との関係

アルミの線膨張係数は?1分でわかる値、計算、鉄との違い

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鉄の線膨張係数は?伸びの計算

鉄の線膨張係数(せんぼうちょうけいすう)の値は約1.2×10-5(1/℃)です。厳密には純鉄が1.17×10-5(1/℃)、炭素鋼で1.22×10-5(1/℃)です。よって概ね1.2×10-5(1/℃)と考えて良いでしょう。


線膨張係数とは、1℃の温度変化を受けて生じた変形を元の長さLで割った値です。下式で計算します。


α=(ΔL/L)×(1/ΔT)


例えば、鉄の元の温度が10℃のときL=1000mmとします。温度変化により鉄の温度が11℃になったとします。このときΔT=11-10=1℃です。


上式を変換すると温度変化による変形量ΔLが算定できますね。ΔLの公式は下記の通りです。


ΔL=αLΔT


L=1000mm、α=1.2×10-5(1/℃)、ΔT=1℃の場合における伸びは、


ΔL=αLΔT=1.2×10^(-5)×1000×1=1.2×10^(-2)=0.012mm


です。なお、温度変化が生じると材料に応力が生じます。これを温度応力といいます。線膨張係数の詳細、温度応力の意味は下記が参考になります。

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温度応力とは?1分でわかる意味、計算、例題、線膨張係数との関係

SS400の線膨張係数

SS400の線膨張係数は1.2×10-5(1/℃)です。SS400も鋼の種類の1つなので、前述した鋼(炭素鋼)の線膨張係数と同じ値です。

鉄の線膨張係数の単位

線膨張係数の単位は


1/℃


です。線膨張係数の計算式をみると分かりやすいです。

まとめ

今回は鉄の線膨張係数について説明しました。鉄の線膨張係数の値は1.2×10-5(1/℃)です。厳密に言うと1.17×10-5(1/℃)ですが、簡単のため1.2×10-5(1/℃)で良いでしょう。また鋼の線膨張係数も1.2×10-5(1/℃)です。下記も勉強しましょうね。

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