熱膨張係数の異なる金属材料

質問

こんにちは。
熱膨張係数の大きな金属材料
（例えば線膨張係数が、２０や３０×１０-6/Ｋ）
と低熱膨張（上記より1桁以上小さい）組み合わせて
使うことを考えているのですが、良い材料の組み合わせがあるのでしょうか？900℃位で使用し、
この熱膨張係数の違いでワークに圧縮力を加えて
締め付けて炉内での動きを拘束したいと
考えています。
又、熱膨張係数に異方性があると尚良いと考えています。
（縦方向に特に延びる或いは延びにくい）

回答No.4

noname#230359

熱膨張係数の小さい物としてコンクリート或いはモルタルが使えないでしょうか。大きな引張力が作用するとなると難しいかもしれませんが、900℃であれば金属であっても大きな力を保持できる可能性は大分低いと考えられますので、ある程度は候補になり得るかと思った次第です。

ただ、手持ちの資料では熱膨張係数を見出すことが出来ませんでした。

熱膨張係数の大きな物としては、オーステナイト系ステンレス鋼あるいはニッケル基合金が候補になると思います。

回答No.3

noname#230359

900℃まで、膨張係数が３以下の物質は通常材では皆無とおもいます。
インバー材は、100℃を超えると急激に膨張係数が大きくなります。
低膨張係数材は、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｉ、等ですが、それらも５以上です。（セラミックも同レベルです）

900℃でも強度を保てるのは、Ｗ，Ｍｏです。

高温強度も必要ですが、ワーク寸法の常温時と高温時の変化量を確認することも必要です。
900℃なら、膨張係数比は95%以上でも可となります。

回答No.2

noname#230359

やはり低膨張係数のインバーとオーステナイト系ステンレスSUS304当たりの組み合わせが良いのではないでしょうか。
SUS304は18×10-6くらいです。また銅系の材料もステンレスと同じくらいです。もっと大きな物では、アルミは28×10-6くらいだったと思います。但し900℃には絶えられませんが…。
あとどれも、900℃での膨張係数とその時にどのくらいの強度(ワークを拘束するほどの)があるかは?です。

回答No.1

noname#230359

ほとんど熱膨張しない材料で、インバーという材料がありますが、900度で使えるかは分かりません。
セラミックのような物の組み合わせでも可能かもしれません。

ちなみに、大きさの制限と締め付け力はどれくらい必要なのでしょうか？

補足

ご回答ありがとうございます。
以下補足致します。
低熱膨張側は４隅ボルト締めみたいな構造の
ボルト（締め付け機構）に使用したく、
サイズはφ１２×Ｌ２５０ｍｍ位。
膨張率大の方は板で□２５０×２０ｔ位で
挟み込むようなイメージです。（大雑把ですが。）
適正締め付け力が未だ決まらないので、
これも正確には言えないのですが、
数トンレベルで考えています。
（間に挟まれる材料は中間の膨張率で厚み200mm位
　を想定）
ちなみに、セラミックスは価格面でどうなのでしょうか？