知識 金属は加熱や冷却で膨張する?熱膨張を理解するための5つのポイント
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技術チーム · Kintek Solution

更新しました 2 months ago

金属は加熱や冷却で膨張する?熱膨張を理解するための5つのポイント

金属を熱すると膨張する。冷やすと収縮する。これはすべて熱膨張と呼ばれる現象によるものです。

熱膨張を理解するための5つのポイント

金属は加熱や冷却で膨張する?熱膨張を理解するための5つのポイント

1.金属を加熱する:何が起こるか?

金属を加熱すると、内部の原子がエネルギーを得始めます。このエネルギーが原子をより激しく振動させる。その結果、金属は膨張する。

2.金属の冷却:何が起こるか?

逆に、金属が冷やされると、原子はエネルギーを失う。そのため、原子の振動が小さくなります。その結果、金属は収縮する。

3.熱膨張の実用的用途

熱膨張は多くの用途で利用されている。例えば、熱処理工程では、金属はその特性を変えるために極端な温度にさらされます。金属を加熱し、急冷する、焼き入れと呼ばれるプロセスでは、合金によって硬くなったり柔らかくなったりします。

4.望ましい結果を得るための温度制御

熱処理中の温度管理は非常に重要です。温度が高すぎると、金属が急速に変質し、結晶粒の成長などの問題を引き起こす可能性があります。その結果、金属が軟らかくなりすぎたり、弱くなったりします。逆に温度が低すぎると、金属がもろくなり、割れやすくなる。

5.溶接における熱膨張の管理

溶接では、局部的な加熱によって、膨張と収縮が制限され、応力が発生することがある。この応力を最小限に抑えるには、溶接前に金属を予熱することが有効である。また、低温溶接プロセスや融点の低い材料を使用することで、応力や割れのリスクを軽減することができます。

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