Varför expanderar plåten av rostfritt stål när den värms upp?

Rostfria stålplåtarexpandera vid upphettning, främst på grund av det fysiska fenomenet termisk expansion. De specifika skälen är följande:

1. Intensifierad molekylär rörelse: Närrostfri plåtvärms upp kommer atomerna eller molekylerna inuti metallen att få mer termisk energi, vilket gör att deras rörelse intensifieras. Enligt termodynamikens principer ökar den genomsnittliga kinetiska energin mellan molekyler när temperaturen stiger, vilket gör att växelverkanskraften mellan atomerna förändras, avståndet mellan atomerna ökar och metallens totala volym expanderar.

2. Linjär termisk expansion: Den termiska expansionen av rostfritt stål är en linjär expansionsprocess, det vill säga metallens längd, area och volym kommer att öka med temperaturökningen. Vanligtvis är expansionen av metallen längs dess längd, och expansionsgraden beror på metallens termiska expansionskoefficient.

3. Termisk expansionskoefficient: Termisk expansionskoefficient för rostfritt stål är en fysisk storhet som beskriver dess grad av termisk expansion. Rostfria stål med olika legeringssammansättningar har något olika värmeutvidgningskoefficienter, men generellt sett är värmeutvidgningskoefficienten för rostfritt stål relativt liten, men den kommer fortfarande att expandera avsevärt vid höga temperaturer. Typiskt är värmeutvidgningskoefficienten för rostfritt stål runt 10 × 10^-6 /°C, vilket betyder att för varje 1°C ökning kommer en 1 meter lång rostfri stålplåt att öka i längd med cirka 10 mikron.

4. Förändringar i gallerstruktur: Gitterstrukturen i rostfritt stål expanderar vid uppvärmning. När temperaturen stiger blir kristallstrukturen inuti metallen lösare, vilket gör att metallens totala volym expanderar. Denna expansion visar sig som att metallen blir större till utseendet, speciellt vid högre temperaturer, där expansionsfenomenet är mer betydande.

5. Spänning och deformation: När en rostfri stålplåt värms upp, om det finns en temperaturgradient, kan expansionsgraden för ytan och metallens insida vara olika, vilket kan orsaka påkänningar inuti den rostfria stålplåten och till och med orsaka böjning eller deformation. Men under normala omständigheter, om uppvärmningen är enhetlig, är expansionen enhetlig.

Sammanfattning: Den främsta anledningen till utbyggnaden avrostfria stålplåtarvid uppvärmning är fenomenet termisk expansion. När temperaturen stiger ökar vibrationerna hos atomerna inuti metallen, vilket resulterar i en ökning av avståndet mellan atomerna och en total volymexpansion. Denna expansionsgrad påverkas av materialets termiska expansionskoefficient och temperaturförändringen.