【熱膨張係数一覧】線膨張係数との違いは?

元素や主な金属、樹脂について、熱膨張係数(線膨張係数)の一覧をまとめました。

熱膨張の原理と身近な例、設計上の注意事項については、こちら

熱膨張の計算式や計算フォームについてはこちらをご覧ください。

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熱膨張係数一覧

元素の線膨張係数

元素の線膨張係数の一覧は下記のとおりです。

元素名 線膨張係数
10-6/K
温度
K
亜鉛 39.7 293~523
アルミニウム 23.6 293~373
アンチモン 8.5~10.8 293~373
硫黄 64 293~313
イッテルビウム 25 293~313
イリジウム 6.8 293~313
インジウム 33 293~313
ウラン 6.8~14.1 293~313
エルビウム 9 293~313
オスミウム 4.6 323
カドミウム 29.8 293~313
ガドリニウム 4 313
カリウム 83 293~313
ガリウム 18 273~303
カルシウム 22.3 273~673
14.2 293~313
19.68 273~373
クロム 6.2 293~313
ケイ素 2.8~7.3 293~313
ゲルマニウム 5.75 293~313
コバルト 13.8 293~313
ジスプロシウム 9 293~313
ジルコニウム 5.85 293~313
スズ 23 273~373
セシウム 97 273~299
セリウム 8 293~313
セレン 37 293~313
ビスマス 13.3 293~313
タリウム 28 293~313
タングステン 4.6 293~313
炭素(石墨) 0.6~4.3 293~373
タンタル 6.5 293~313
チタン 8.41 293~313
11.76 298
テルビウム 7 293~313
テルル 16.75 293~313
16.5 293~313
トリウム 12.5 298~373
ナトリウム 71 293~313
29.3 290~373
ニオブ 7.31 293~313
ニッケル 13.3 273~373
ネオジウム 6 293~313
白金 8.9 293~313
バナジウム 8.3 296~373
ハフニウム 5.9 293~473
パラジウム 11.76 293~313
ヒ素 47 293~313
プラセオジウム 4 293~313
プルトニウム 55 294~377
ベリリウム 11.6 293~373
ホウ素 8.3 293~373
マグネシウム(a軸) 27.1 293~313
マンガン 22 293~313
モリブデン 4.9 293~373
ユーロピウム 26 293~313
ヨウ素 93 293~313
ランタン 5 293~313
リチウム 56 293~313
リン 125 293~313
ツテニウム 9.1 293~313
ルビジウム 90 293~313
レニウム 6.7 293~773
ロジウム 8.3 293~313

 

実用金属材料の線膨張係数

実用的な金属材料の線膨張係数係数の一覧を下記に示します。

元素名 線膨張係数
10-6/K
温度
K
アームコ鉄 11.7
低炭素鋼(C0.08~0.12) 11.3~11.6
中炭素鋼(C0.4~0.5) 10.7
高炭素鋼(C0.8~1.6) 9.6~10.9
高張力鋼(HT80) 12.7
機械構造用マンガン鋼 14.6
クロム鋼(SCr430) 12.6 300~470
クロムモリブデン鋼(SCM440) 12.3
ニッケル・クロム鋼 13.3 300~670
肌焼鋼 11.2
低温用鋼(3Ni) 10.9
マルエージング鋼(250) 10.1 300~560
マルテンサイト系ステンレス鋼(SUS410) 9.9
フェライト系ステンレス鋼(SUS405) 10.8
オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304) 17.3
析出硬化型ステンレス鋼(SUS631) 11.0
高マンガン鋼(ハドフィールド鋼) 13.9
インコネル600 13.3
インコネルX750 12.6
インコロイ800 14.2
ハステロイX 13.9
ステライト6B 13.9
ニモニック80A 11.1
工具鋼(SKD6) 10.8
ねずみ鋳鉄 9.2~11.8
球状黒鉛鋳鉄 10
黒心可鍛鋳鉄 11.6
ケイ素鋼 12~15
パーマロイ 12
超硬合金(WC94、Co6) 5.0
超硬合金(WC88、TiC5、Co7) 5.0
超硬合金(WC78、TiC16、Co6) 6.0
超硬合金(WC34、TiC60、Co6) 7.5
無酸素銅(C1020) 17.6
タフピッチ銅(C1100) 17.6
9/1丹銅(C2200) 18.7
7/3黄銅(C2600) 19.9
65/35黄銅(C2680) 20.3
6/4黄銅(C2801) 20.8
快削黄銅(C3710) 20.6
ネパール黄銅(C4621) 21.2
リン青銅(C5212) 18.2
白銅(C7060) 17.1
洋白(C7521) 17.1
ベリリウム銅(C1720) 17.1
黄銅鋳物(CAC202(旧YbsC2)) 20.2
青銅鋳物(CAC402(旧BC2)) 19.0
リン青銅鋳物(CAC502(旧PBC2)) 18.0
ニッケル(NNC) 13
モネルメタル400 14.0
ニクロム 17.3
マンガニン 17
工業用純アルミニウム(A1100-H18) 23.6
ジュラルミン(A2017-T4) 23.4
超ジュラルミン(A2024-T4) 23.2
超々ジュラルミン(A7075-T6) 23.6
耐食アルミニウム(A5083-H32) 23.4
耐食アルミニウム(A6063-T6) 23.6
ラウタル(AC2A-T6) 24.0
シルミン(AC3A-F) 20.4
アルミニウム鋳物用合金(AC4CH-T6) 21.5
アルミニウムダイカスト用合金(ADC12) 21.0
エレクトロン 26
工業用純チタン(C.P.Ti) 8.4
6AL-4V合金 8.4
亜鉛ダイカスト用合金(ZDC-2) 27.4
型鋳物用亜鉛合金(ザマック2) 27.7
ILZRO-12 27.9
バビットメタル 24
スズ基ホワイトメタル 22.8

 

樹脂材料の線膨張係数

樹脂材料の線膨張係数の一覧を下記に示します。

金属と樹脂を比較するとだいたい1桁、樹脂の方が膨張しやすいことになります。

元素名 線膨張係数
10-5/K
ポリエチレン(高密度) 5.9~11
ポリプロピレン 5.8~10.2
塩化ビニル樹脂(硬質) 5.0~10.0
三フッ化エチレン 4.5~7.0
四フッ化エチレン 10
メタクリル樹脂 5.0~9.0
ポリスチレン 6.0~8.0
ABS樹脂(HI) 9.5~13.0
ポリカーボネート 6.6
ポリアセタール 8.1~8.5
ポリアミド 8.3
変性PPO 5.2
ポリイミド(ガラス入り) 1.5
フェノール樹脂成形品 2.5~6.0
エポキシ樹脂注型品 4.5~6.5
不飽和ポリエステル樹脂注型品 5.5~10.0
ポリウレタン樹脂注型品 10.0~20.0

 

セラミックスの線膨張係数

元素名 線膨張係数
10-6/K
アルミナ(Al2O3 6.6~7.3
ジルコニア(ZrO2 10.0~10.8
炭化ケイ素(SiC) 3.6~3.7
窒化ケイ素(Si3N4 2.4~2.9

 

熱膨張係数とは?線膨張係数の違い

熱膨張係数(熱膨張率)は、温度変化による長さや体積の変化の関係を示す係数です。

長さの変化は、線膨張係数(線膨張率)、体積の変化は、体積膨張係数(体積膨張率)とも呼ばれます。

熱膨張係数と線膨張係数の違い

固体の場合は形状があるので、寸法の変化が重要視される場合が多く、特定の2点間の距離の変化に着目した線膨張係数が重要となります。

そのため、熱膨張係数と言った場合でも、線膨張係数のことを示すことが多いです。

ちなみに、体積膨張係数は、線膨張係数の約3倍となります。

 

熱膨張係数の単位

熱膨張係数の単位は、1/K となります。

これだと値が小さすぎるので、一般的に金属の場合は、

10-6/K

樹脂の場合は、

10-5/K

とすることが多いです。

1K=- 273.15℃

であり、1K(ケルビン)と、1℃(摂氏)は、1目盛りの大きさが同じ(差をとると同じ)なので、熱膨張係数の値は、℃でも同じです。

この記事を書いた人
DD
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機械設計の仕事をしているエンジニアのDDと申します。
技術士(機械)の資格をもっています。
このブログでは、機械技術から日常の中の科学まで、私が興味を持ったことをできるだけ解りやすく紹介しています!

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