Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Коэффициент линейного расширения стали

Коэффициентом линейного расширения называется величина, характеризующая увеличение тела при тепловом воздействии. Люди, далекие от физики, априори принимают размер тела за константу. На самом деле это не так. Твердые тела под воздействием тепла меняют свою форму, а после остывания опять возвращаются к первоначальным размерам. Мерой такого увеличения и является коэффициент линейного расширения.

С расширением все понятно. Теперь посмотрим, почему учитывается именно линейный показатель. Дело в том, что в промышленности в основном применяются изделия вытянутой формы (трубы, рельсы, профили), для которых важна длина. Конечно, ширина меняется тоже, но так незначительно, что на это в большинстве случаев не обращают внимания. Явление можно рассмотреть на примере рельсовой дороги. Все знают, что рельсы уложены с небольшим зазором на стыке, но мало кто задумывался, для чего он нужен. Зазор предусмотрен для компенсации увеличения рельс при нагреве.

Как меняются разные марки стали при изменении температуры

Коэффициент показывает, насколько изменяется тело при нагревании на 1°C. Эта величина у каждого материала своя. Коэффициент линейного расширения стали составляет 0,000011 на 1°C. Сталь – это сплав железа с углеродом и другими элементами. Соответственно, у каждой марки стали свой коэффициент. В зависимости от добавок стадии делятся на конструкционные и инструментальные. Так как конструкционные стали используются для создания станков и инженерных конструкций, коэффициент расширения для них особенно важен.

Величины линейного расширения разных (a·10–6)марок стали при температуре 20-100°C:

  • Ст08кл, 08 – 12,5.
  • Ст20кл – 12,3.
  • Ст20 – 11,1.
  • Ст30 – 12,1.
  • Ст40 – 12,4.
  • Ст50 – 11,2.
  • Ст60 – 11,1.
  • А12 – 11,9.
  • 10Х – 11,3.
  • 40Х – 11,8.

таблица расширений

В различных инженерных конструкциях значение изменения твердых тел при нагревании жизненно важно. Например, при разработке проекта моста для континентального климата, нужно учитывать предположительные годовые изменения температур от -35 до +40°C. Они способны вызвать расширение моста сразу на несколько метров. Чтобы конструкция не подвергалась сильнейшим нагрузкам, мост составляется из отдельных секций. Для соединения частей используются буферные сочленения, стойкие к термическому воздействию. Они разжимаются при морозе и сжимаются во время жары, тем самым компенсируя тепловые колебания стали.

Тепловое расширение в быту

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с этим явлением. Например, коэффициент линейного расширения необходимо учитывать при монтаже системы горячего водоснабжения. В этом случае для компенсации используются различные конструктивные решения, чаще всего угловые соединения. Если необходима строго линейная прокладка, то применяется метод скользящей трубы. Между двух фиксирующих креплений располагается подвижное соединение, которое и обеспечивает при нагревании необходимое удлинение.


Положительное значение шлаков состоит в способности поглощать фосфор (дефосфорация) и серу (десульфурация) из металла. Такими свойствами обладают только основные шлаки, в которых преобладает содержание основных оксидов, прежде всего СаО...

сера удаление металл

Сера является самой вредной примесью, снижающей механическую прочность и свариваемость стали...

Шлакообразование и требования к шлаку

Параметры шлакового режима — состав, вязкость, количество шлака и скорость его формирования оказывают сильное влияние на результаты плавки...