Mở rộng tuyến tính

Trong đó α là hệ số giãn nở nhiệt (CTE) tính bằng 1/°C, L₀ là chiều dài ban đầu và ΔT là sự thay đổi nhiệt độ.

Sự mở rộng thể tích

Đối với vật liệu đẳng hướng, hệ số giãn nở thể tích xấp xỉ gấp 3 lần hệ số giãn nở tuyến tính.

Ứng suất nhiệt (Thành phần bị hạn chế)

Khi sự giãn nở bị ngăn chặn hoàn toàn (ví dụ: ống nằm giữa hai điểm neo cứng), ứng suất sinh ra có thể rất cao. Ứng suất này là ứng suất nén khi nóng lên và ứng suất kéo khi nguội đi.

Kích thước vòng lặp mở rộng (Nguyên tắc chung)

Trong đó D là đường kính ngoài của ống (mm) và Δ là độ giãn nở (mm). Công thức này cho biết chiều dài vòng lặp cần thiết đối với ống thép. Đối với các vật liệu khác, điều chỉnh bằng √(E_thép/E_vật liệu).

Ví dụ thực tế

Cơ sở dữ liệu CTE vật liệu

Vật liệu	α (×10⁻⁶ /°C)	E (GPa)	Notes
Thép cacbon	12.0	200	SA-516, P265GH
Thép hợp kim thấp	12.5	200	16Mo3, SA-387
Thép Cr-Mo (2,25Cr)	12.0	205	SA-335 P22
Thép không gỉ 304	17.3	193	1.4301, 18Cr-8Ni
Thép không gỉ 316	16.0	193	1.4401, 16Cr-10Ni-2Mo
Thép không gỉ 321	17.0	193	1,4541, ổn định bằng Ti
Duplex 2205	13.0	200	1.4462
Nhôm 6061	23.6	69	Tôi luyện T6
Đồng	17.0	117	Nguyên chất, đã được ủ
Đồng thau (CuZn30)	20.0	110	Vỏ đạn bằng đồng thau
Đồng (CuSn8)	18.0	110	Đồng phosphor
Titan Gr.2	8.6	103	Tinh khiết về mặt thương mại
Niken 200	13.3	207	Niken nguyên chất
Inconel 625	12.8	207	Ni-Cr-Mo
Inconel 718	13.0	211	Ni-Cr-Fe
Gang xám	10.5	110	GG25
Gang dẻo	11.0	170	GGG40
Bê tông	12.0	30	Tùy thuộc vào hỗn hợp
Thủy tinh (natri cacbonat-vôi)	9.0	72	Kính cửa sổ
PTFE (Teflon)	120.0	0.5	Hệ số giãn nở nhiệt rất cao
HDPE	150.0	1.0	Polyethylene
PVC	80.0	3.0	PVC cứng
Invar 36	1.2	145	Hợp kim có hệ số giãn nở nhiệt cực thấp