物質都會熱脹冷縮，金屬也不例外。金屬的熱脹冷縮程度很小，肉眼難以分辨。對材料人來說，如何判斷一種金屬的熱脹冷縮性能呢？
熱膨脹係數，英文簡稱CTE，是指物質在熱脹冷縮效應作用之下，幾何特性隨著溫度的變化而發生變化的規律性係數。
熱膨脹係數有三個指標，線膨脹係數（α），面膨脹係數（β），和體膨脹係數（γ）。實際應用中，α最常用，γ次之，β較少使用。
☆線膨脹係數
英文簡稱CLTE，表示材料膨脹或收縮的程度，指溫度每升高1℃，單位長度材料的伸長量，與其在0℃時原始長度的比值。原始單位長度為1，比值就等於伸長量數值本身。
嚴格來說，在較大的溫度區間內，線膨脹係數通常不是常量，其數值與溫度密切相關。所以在實際應用中，測定的是平均線膨脹係數。
平均線膨脹係數指在某一溫度區間內，溫度每升高1℃，單位長度材料的平均伸長量。在機械檢測中，實驗室標準溫度為20℃，以此溫度作為溫度區間的基準溫度，如20℃~100℃等。
☆面膨脹係數
指溫度每升高1℃，材料的面積增加量與0℃時原始面積的比值。
面膨脹係數與線膨脹係數的關係：β=2α。
☆體膨脹係數
指溫度每升高1℃，材料的體積增加量與0℃時原始體積的比值。
體膨脹係數與面膨脹係數、線膨脹係數的關係：γ=1.5β=3α。
熱膨脹係數大的金屬材料，受熱後尺寸增加較多，製成工件後，如是常溫下工作的普通機械零件（構件），可不考慮熱膨脹性，但在一些特殊場合，則必須充分考慮其影響。
例如，工作在溫差較大場合的長零（構）件，如火車鋼軌，要預留伸縮縫；精密儀器儀表的關鍵零件等，考慮到溫度變化導致的變形，熱膨脹係數要儘量小；工程中一些過盈量較大的機械零件，可利用材料的熱膨脹性來配合裝配或拆卸。
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