Kalkulator Ekspansi Suhu Baja
Lihat seberapa jauh baja dan logam lainnya memuai pada rentang suhu — tampilan referensi, bukan perhitungan tunggal. Pilih material dan panjang, lalu baca pemuaian pada setiap suhu operasi dari suhu lingkungan ke atas, sehingga Anda dapat menentukan ukuran celah muai, lubang slot, dan loop pipa sekilas.
Pemuaian pada rentang suhu
| Suhu operasi | ΔT | Pemuaian | Per meter | Panjang akhir |
|---|
Pemuaian linier ΔL = α L ΔT menggunakan koefisien mendekati suhu lingkungan. Di atas sekitar 300 °C koefisiennya naik, jadi perlakukan baris suhu tinggi sebagai indikatif.
Butuh angka tunggal untuk perubahan suhu spesifik, dalam satuan apa pun? Gunakan kalkulator pemuaian termal.
Mengapa pemuaian penting
Sebuah anggota baja karbon sepanjang 10 m yang dipanaskan dari 20 °C menjadi 60 °C bertambah sekitar 4,8 mm. Jika gerakan ini ditahan, akan timbul tegangan termal besar — kira-kira 2,4 MPa per °C untuk baja yang ditahan penuh. Itulah sebabnya jembatan memiliki sambungan muai, jalur pipa memiliki loop atau bellow, dan rel cladding panjang menggunakan lubang slot.
Pertanyaan yang sering diajukan
Berapa besar pemuaian baja per meter per derajat?
Sekitar 0,012 mm per meter per °C untuk baja karbon. Pada kenaikan 100 °C, itu berarti 1,2 mm per meter.
Tegangan apa yang dihasilkan oleh pemuaian yang ditahan?
Untuk baja karbon yang ditahan penuh, kira-kira 2,4 MPa per °C (E x alpha = 200.000 x 12e-6). Kenaikan 50 °C dapat menghasilkan sekitar 120 MPa.
Baja mana yang paling sedikit memuai?
Di antara paduan umum, stainless feritik 430 (10,4) lebih rendah daripada austenitik 304 (17,3). Untuk stabilitas dimensi sejati, Invar 36 pada 1,2 berada di kelasnya sendiri.
Alat terkait: Berat Logam Universal · Bagan Ukuran · Pelat · Batang · Pipa · Siku · Semua kalkulator
Steel Temperature Expansion Calculator
Calculate the thermal expansion or contraction of steel elements due to temperature changes, essential for engineering design and construction applications.
Thermal Expansion Results
Thermal Expansion Visualization
Thermal Expansion Reference
Thermal Expansion Formulas
Linear expansion: ΔL = α × L₀ × ΔT
Area expansion: ΔA = 2α × A₀ × ΔT
Volume expansion: ΔV = 3α × V₀ × ΔT
Thermal stress: σ = E × α × ΔT
Where:
α = Coefficient of linear thermal expansion
ΔT = Temperature change
E = Young's modulus (≈ 200 GPa for steel)
Thermal Expansion Coefficients for Steel
| Steel Type | Coefficient (α) in 10⁻⁶/°C | Typical Applications |
|---|---|---|
| Carbon Steel | 11.7 | General construction, bridges, buildings |
| Mild Steel | 13.0 | Common structural steel, general fabrication |
| Stainless Steel 304 | 10.8 | Food equipment, kitchen fixtures, chemical tanks |
| Stainless Steel 316 | 16.0 | Marine applications, chemical processing |
| Structural Steel | 14.0 | Building frames, columns, beams |
| Tool Steel | 12.0 | Cutting tools, dies, industrial machinery |
| Low Expansion Steel | 10.0 | Precision instruments, measuring tools |
Engineering Considerations
- Expansion Joints: In long steel structures, expansion joints should be provided approximately every 30m (100ft) to accommodate thermal movement.
- Clearance Requirements: For steel elements that will experience temperature changes, provide approximately 1.5mm of clearance per meter of length for every 100°C temperature change.
- Thermal Bridging: When different materials connect, their different expansion rates can cause stresses at connection points.
- Pre-heating: For precision fits, components may need to be heated or cooled before installation to achieve the correct dimensions after reaching operating temperature.