لماذا تتوسع لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ عند تسخينها؟

ألواح من الفولاذ المقاوم للصدأتتوسع عند تسخينها، ويرجع ذلك أساسًا إلى الظاهرة الفيزيائية للتمدد الحراري. الأسباب المحددة هي كما يلي:

1. الحركة الجزيئية المكثفة: عندمالوحة الفولاذ المقاوم للصدأعند تسخينه، تكتسب الذرات أو الجزيئات الموجودة داخل المعدن المزيد من الطاقة الحرارية، مما يؤدي إلى اشتداد حركتها. وفقًا لمبادئ الديناميكا الحرارية، مع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد متوسط ​​الطاقة الحركية بين الجزيئات، مما يؤدي إلى تغير قوة التفاعل بين الذرات، وزيادة المسافة بين الذرات، وتوسع الحجم الإجمالي للمعدن.

2. التمدد الحراري الخطي: التمدد الحراري للفولاذ المقاوم للصدأ هو عملية تمدد خطية، أي أن طول ومساحة وحجم المعدن سيزداد مع زيادة درجة الحرارة. عادةً ما يكون تمدد المعدن على طوله، وتعتمد درجة التمدد على معامل التمدد الحراري للمعدن.

3. معامل التمدد الحراري: معامل التمدد الحراري للفولاذ المقاوم للصدأ هو كمية فيزيائية تصف درجة تمدده الحراري. الفولاذ المقاوم للصدأ بتركيبات مختلفة من السبائك له معاملات تمدد حراري مختلفة قليلاً، ولكن بشكل عام، معامل التمدد الحراري للفولاذ المقاوم للصدأ صغير نسبيًا، لكنه سيظل يتوسع بشكل كبير في درجات الحرارة المرتفعة. عادةً، يبلغ معامل التمدد الحراري للفولاذ المقاوم للصدأ حوالي 10 × 10^-6 / درجة مئوية، مما يعني أنه مقابل كل زيادة بمقدار درجة مئوية واحدة، سيزداد طول لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ التي يبلغ طولها مترًا واحدًا بحوالي 10 ميكرون.

4. التغييرات في هيكل الشبكة: يتوسع الهيكل الشبكي للفولاذ المقاوم للصدأ عند تسخينه. عندما ترتفع درجة الحرارة، يصبح الهيكل البلوري داخل المعدن أكثر مرونة، مما يؤدي إلى تمدد الحجم الإجمالي للمعدن. ويتجلى هذا التمدد عندما يصبح المعدن أكبر حجما في المظهر، وخاصة عند درجات الحرارة المرتفعة، حيث تكون ظاهرة التمدد أكثر أهمية.

5. الإجهاد والتشوه: عند تسخين لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ، إذا كان هناك تدرج في درجة الحرارة، قد تختلف درجة تمدد السطح والجزء الداخلي من المعدن، مما قد يسبب إجهادًا داخل لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ وقد يسبب الانحناء أو التشوه. ومع ذلك، في ظل الظروف العادية، إذا كان التسخين منتظمًا، يكون التمدد منتظمًا.

ملخص: السبب الرئيسي للتوسعألواح من الفولاذ المقاوم للصدأعند تسخينها هي ظاهرة التمدد الحراري. عندما ترتفع درجة الحرارة، يزداد اهتزاز الذرات داخل المعدن، مما يؤدي إلى زيادة المسافة بين الذرات وتوسع الحجم الكلي. وتتأثر درجة التمدد هذه بمعامل التمدد الحراري للمادة وتغير درجة الحرارة.