金属の熱膨張係数 ものづくり、ひとづくり
金属の熱膨張係数 （Thermal expansion coefficient of metal）
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1. 概要
金属の熱膨張係数についてまとめます。
2. 線膨張係数
金属の線膨張係数αは、単位長さあたりの、温度による長さの変化率として定義されるます。
物体の長さを l、セルシウス温度をt（℃）とすると、次式であらわされます。
金属の線膨張係数はごく小さく、通常の計算では温度によらずほぼ一定とみなしてもよいので、t ℃における物体の長さ l は次のようにあらわせます。
ここで
は基準温度（通常機械系の材料の場合は20℃が多い）における物体の長さを示します。
3. 体膨張係数
金属の体積膨張率 β は、物体の体積 V を用いて次のように定義することができます。
ここで V は l を用いて
と表されるので、
となります。
従って、t ℃における固体の体積 V は次のようにあらわせます。
ここで は基準温度（通常機械系の材料の場合は20℃が多い）における物体の体積を示します。
4. 色々な材料の線膨張係数
付録に金属材料の線膨張係数の値を示します。基準温度は何れも20℃です。
5. 計算例
常温（20℃）で長さ1mのSCM435製の軸材があります。100℃のときの軸の長さはいくらか見積もります。
［解］
線膨張の式
を使用します。 付録の表より低Cr鋼の100℃での線膨張係数は、11.53×10-6 mm/mm℃。また温度上昇は80℃（=100－20）なので、
L＝1000×（１＋11.53×10-6×80）
＝1000.9224 mm
約1mm伸びます。
以上//
参考文献
JIS規格