# Coefficienti di dilatazione termica dei materiali CNC (CTE)

> CTE di 22 materiali CNC in µm/m·°C con l'intervallo di temperatura coperto da ciascun valore, più esempi svolti di cosa le differenze fanno agli accoppiamenti e al controllo.

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## In questa pagina

- Coefficiente di dilatazione termica (CTE) per materiale e intervallo di temperatura
- Quando la differenza diventa una quota
- Come usare questi numeri
- Domande frequenti
- Norme e fonti
- Pagine correlate
- Scarica questa tabella

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# Coefficienti di dilatazione termica dei materiali CNC

CTE di 22 materiali CNC in µm/m·°C con l'intervallo di temperatura coperto da ciascun valore, più esempi svolti di cosa le differenze fanno agli accoppiamenti e al controllo.

## Coefficiente di dilatazione termica (CTE) per materiale e intervallo di temperatura

| Materiale (grado) | CTE (µm/m·°C) | Intervallo di temperatura | Rilevanza tecnica | Fonte |
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| Aluminum 1060 (commercially pure) | 23.6 | 20–100 °C | Il CTE più alto tra i metalli CNC comuni; i progetti di sbarre collettrici e dissipatori devono prevedere spazi di dilatazione | ASM Handbook Vol. 2 via matmake.com |
| Aluminum 6061-T6 | 23.6 | 20–100 °C | La lega di alluminio più lavorata; il CTE è indipendente dalla tempra (O, T4, T6 e T651 tutti 23.6) | ASM Handbook Vol. 2, 10th ed.; MIL-HDBK-5J |
| Aluminum 6061-T6 | 24.6 | 20–200 °C | La media a temperatura elevata sale di ~4%; usate un CTE specifico dell'intervallo sopra 150 °C | MIL-HDBK-5J; ASM Handbook Vol. 2 |
| Aluminum 7075-T6 | 23.6 | 20–100 °C | Grado aerospaziale; stesso CTE del 6061 nonostante il doppio della resistenza allo snervamento — semplifica il progetto di attrezzi con leghe miste | matmake.com; arcuscnc.com |
| Copper C11000 (ETP) | 17.0 | 20–100 °C | Materiale per sbarre collettrici e connettori; il disallineamento di CTE rispetto all'alluminio (23.6) genera fatica del giunto nelle boccole bimetalliche | fabdigit.com (C11000-O properties) |
| Copper C11000 (ETP) | 17.0 | 20–300 °C | CTE medio su un intervallo ampio; valore della scheda tecnica del produttore | jtcopper.com C11000 datasheet |
| Brass C36000 (free-cutting) | 20.5 | 20–100 °C (approx.) | La lega di rame più lavorabile; CTE tra rame e alluminio — rilevante per inserti in ottone in scatole in alluminio | mechcodex.com C36000 thermal table |
| Carbon steel AISI 1045 (annealed) | 11.6 | 0–100 °C | Acciaio di riferimento per alberi e ingranaggi; CTE circa metà dell'alluminio — i giunti bullonati alluminio-acciaio sviluppano 0.12 mm di differenziale ogni 100 mm a ΔT = 100 °C | theworldmaterial.com AISI 1045 physical properties |
| Carbon steel AISI 1045 (annealed) | 12.3 | 0–200 °C | Media a temperatura elevata; sale con l'intervallo di temperatura | theworldmaterial.com AISI 1045 |
| Alloy steel AISI 4140 (normalized) | 12.3 | 20–100 °C | Acciaio ad alta resistenza per alberi e assali; CTE simile al 1045 — intercambiabili nei calcoli di tensione termica | ASM Handbook Vol. 1; metalzenith.com |
| Stainless steel 304/304L | 17.3 | 0–100 °C | L'inox austenitico si espande ~44% in più dell'acciaio al carbonio; critico per i giunti tubo-plastrova degli scambiatori di calore | jnalloys.com CTE comparison table |
| Stainless steel 316/316L | 15.9 | 0–100 °C | CTE più basso del 304 nonostante la simile struttura austenitica (aggiunta di molibdeno); preferito per il progetto di dilatazione delle tubazioni marine | jnalloys.com CTE comparison table |
| Stainless steel 17-4PH (H900) | 10.8 | 0–100 °C | Acciaio PH martensitico; il CTE più vicino all'acciaio al carbonio tra i gradi inossidabili — ideale per raccordi aerospaziali di precisione che si accoppiano a strutture in acciaio | xometry.com; alloy-materials.com (20–100 °C) |
| Titanium Ti-6Al-4V (Grade 5) | 8.6 | 20–100 °C | Il CTE più basso tra i metalli strutturali comuni; buon abbinamento con il CFRP (0–2) nei giunti ibridi aerospaziali | arcuscnc.com CTE comparison |
| Titanium Ti-6Al-4V (Grade 5) | 8.8 | 20–100 °C (approx.) | Valore pubblicato alternativo; la differenza sta nell'incertezza di misura (±2%) | mechcodex.com Ti-6Al-4V properties |
| Tool steel P20 (pre-hardened, 28–32 HRC) | 11.7 | 20–100 °C | Acciaio per basi di stampo; il CTE deve corrispondere agli acciai degli inserti per evitare criccatura da tensione termica negli stampi a iniezione durante i cicli termici | ASM Handbook Vol. 1; firstmold.com (P20 context) |
| Tool steel H13 (hot-work, 44–52 HRC) | 12.0 | 20–200 °C | Acciaio per matrici di fusione sotto pressione e per forgia; lavora a 500–650 °C di temperatura superficiale, quindi il CTE ad intervallo elevato conta per gli accoppiamenti degli inserti di matrice | ASM Handbook Vol. 1; metalzenith.com |
| Delrin / POM (acetal homopolymer) | 110 | 23–60 °C | Circa 5× l'acciaio; gli accoppiamenti forzati plastica-metallo si allentano salendo di temperatura — progettate l'interferenza alla temperatura massima di esercizio | firstmold.com; DuPont Delrin 500P datasheet |
| Nylon 6/6 (unfilled, dry-as-molded) | 80 | 23–60 °C | L'assorbimento di umidità aggiunge dilatazione igroscopica al termine termico; 50% UR alza la variazione dimensionale effettiva di ~0.2% | DuPont Zytel 101L datasheet; ASM Handbook Vol. 21 |
| PEEK (unfilled, e.g. Victrex 450G) | 47 | 23–100 °C | Il CTE più basso tra le plastiche tecniche non rinforzate; si avvicina all'alluminio a temperatura elevata — valida per la sostituzione del metallo in ambienti con cicli termici | makerstage.com (citing Victrex); criterionprecision.com (45–55) |
| PEEK (30% glass-filled, GF30) | 27 | 23–100 °C | Il rinforzo in vetro taglia il CTE di ~43%; scelto quando la stabilità dimensionale sotto cicli termici è critica | makerstage.com PEEK grade comparison (Victrex) |
| ABS (general purpose, unfilled) | 90 | 23–60 °C | Il CTE alto limita l'uso nei gruppi di precisione; accettabile per involucri di elettronica di consumo con gioco generoso | firstmold.com; Cycolac/Terlux datasheets |

> **Come leggere questa tabella.** Dove due fonti divergono, sono elencate entrambe le righe (il Ti-6Al-4V appare con 8.6 e 8.8). Gli intervalli di temperatura sono citati come pubblicati e non sono normalizzati su un'unica fascia — usate sempre la riga di CTE il cui intervallo copre il vostro intervallo di temperatura reale.

## Quando la differenza diventa una quota

Cinque calcoli dalla pratica, ciascuno con ΔL = α × L × ΔT e valori presi dalla tabella sopra. Sono il motivo per cui due materiali con CTE diverso non possono essere trattati come intercambiabili in un gruppo di precisione.

| Caso | Calcolo | Risultato | Risposta di progettazione |
| --- | --- | --- | --- |
| Scatola in 6061-T6 (CTE 23.6) bullonata a una base in acciaio 1045 (CTE 11.6), interasse bulloni 200 mm, ΔT = 50 °C | ΔL(Al) = 23.6 × 10⁻⁶ × 200 × 50; ΔL(steel) = 11.6 × 10⁻⁶ × 200 × 50 | 0.236 mm vs 0.116 mm — 0.120 mm differential | Con solo 0.1 mm di gioco bullone il giunto s'inceppa a ΔT = 50 °C. Usate fori oblungi, gioco ≥ 0.3 mm o rondelle elastiche; per attrezzi di precisione, realizzate alluminio-su-alluminio o acciaio-su-acciaio. |
| Struttura in acciaio (CTE 12.0) bullonata direttamente a un pannello CFRP (CTE ~1.0 nella direzione della fibra), luce di 300 mm, ΔT = 80 °C | (12.0 − 1.0) × 10⁻⁶ × 300 × 80 | 0.264 mm relative slip per cycle | Un inserto in Ti-6Al-4V (CTE 8.6) porta lo scostamento a 7.6 µm/m·°C su entrambi i lati e riduce il movimento differenziale di ~30% — il motivo per cui i raccordi in titanio dominano i progetti aerospaziali con giunti compositi. |
| Bussola in Delrin (CTE 110) infilata a pressione in una scatola in acciaio (CTE 11.6): Ø esterno 25 mm, interferenza di 0.05 mm a 20 °C, servizio a 80 °C | ΔL(POM) = 110 × 10⁻⁶ × 25 × 60; ΔL(steel) = 11.6 × 10⁻⁶ × 25 × 60 | 0.165 mm vs 0.017 mm — 0.148 mm of interference lost (−0.098 mm, i.e. clearance) | L'accoppiamento forzato diventa un accoppiamento scorrevole a 80 °C. Calcolate l'interferenza alla temperatura massima di esercizio, trattenete il POM meccanicamente (anelli elastici, zigrinatura) o passate a PEEK (CTE 47) o PEEK carico vetro (CTE 27). |
| Un pezzo in 6061 da 500 mm lavorato a 30 °C di temperatura d'officina, controllato a 20 °C (temperatura di riferimento ISO 1) | 23.6 × 10⁻⁶ × 500 × 10 | 0.118 mm — reads 500.000 mm at 30 °C, 499.882 mm at 20 °C | Per lavoro a ±0.05 mm quell'errore è 2.4× la banda di tolleranza: stabilizzate i pezzi a 20 °C ± 1 °C prima del controllo finale, o applicate una compensazione in processo. |
| Base di stampo P20 (CTE 11.7) che porta un inserto anima H13 (CTE 12.0), diametro inserto 100 mm, ΔT = 60 °C, gioco progettato 0.02 mm | 12.0 × 10⁻⁶ × 100 × 60; 11.7 × 10⁻⁶ × 100 × 60 | 0.072 mm vs 0.070 mm — clearance grows only 0.002 mm | P20 con H13 è termocompatibile (scostamento di 0.3 µm/m·°C). Un inserto in rame-berillio (CTE 16.6) contro P20 perde 0.029 mm di gioco allo stesso ΔT — progettate gli inserti BeCu con un margine di crescita. |

## Come usare questi numeri

- Il CTE qui è in µm/(m·°C), pari a 10⁻⁶/K o ppm/°C. Scegliete la riga il cui intervallo di temperatura corrisponde all'applicazione — la stessa lega pubblica medie diverse su intervalli diversi (6061: 23.6 su 20–100 °C, 24.6 su 20–200 °C).
- Il trattamento termico non cambia il CTE dell'alluminio: il 6061 legge 23.6 µm/m·°C in ogni tempra (O, T4, T6, T651). Solo l'intervallo di temperatura sposta il valore effettivo.
- Dove le fonti divergono, entrambi i valori sono conservati: il Ti-6Al-4V appare con 8.6 e 8.8 µm/m·°C, una dispersione dentro l'incertezza di misura tipica (±2%). Per l'inox 304 usiamo 17.3 — una tabella di calcolatore mostra 10.8, che è il valore del 17-4PH e un errore di inserimento dati.
- Il CTE delle plastiche dipende fortemente da carica, cristallinità e umidità. La riga del Nylon 6/6 è allo stato secco di stampaggio (80); all'equilibrio del 50% UR la variazione dimensionale effettiva sale di ~0.2% oltre il termine termico.
- La trappola del controllo: i pezzi crescono con il calore di taglio e si restringono alla CMM. Un pezzo in 6061 da 300 mm tagliato a 40 °C si restringe di 0.14 mm quando arriva a 20 °C — misurate dopo uno stabilimento termico, o mettete a budget lo spostamento nella tolleranza.

## Domande frequenti

### Quanto cresce una barra di alluminio 6061 da 200 mm da 20 °C a 60 °C?

Circa 0.19 mm. ΔL = 23.6 × 10⁻⁶ × 200 × 40 = 0.189 mm.

### Perché i miei pezzi in alluminio misurano meno dopo la lavorazione CNC?

Contrazione termica dal calore di taglio. Un pezzo in 6061 da 300 mm tagliato a 40 °C si restringe di 0.14 mm a 20 °C (23.6 × 10⁻⁶ × 300 × 20). Stabilizzate il pezzo a 20 °C prima della misura finale.

### Qual è la differenza di CTE tra alluminio e acciaio inox 304?

6.3 µm/m·°C (23.6 vs 17.3). Su 100 mm a ΔT = 50 °C sono 0.032 mm di movimento differenziale.

### Posso infilare a pressione una bussola in Delrin in una scatola in acciaio per un'applicazione a 80 °C?

Non con la sola interferenza. Il CTE del POM (110) è 9.5× quello dell'acciaio (11.6): un'interferenza di 0.05 mm a 20 °C su un diametro di 25 mm diventa gioco intorno a 50 °C. Usate una ritenuta meccanica, o passate a PEEK carico vetro (CTE 27).

### Quale metallo ha la dilatazione termica più bassa per attrezzi di precisione?

Il titanio Ti-6Al-4V a 8.6 µm/m·°C — più basso di qualsiasi acciaio comune (11.6–12.3) e meno della metà dell'alluminio (23.6). Per una struttura a dilatazione ultra-bassa, l'Invar (FeNi36) a 1.2 µm/m·°C è l'opzione estrema ma costa 10–20× di più.

### Quanto si allunga una trave d'acciaio di 1 metro con un aumento di 40 °C?

Circa 0.46 mm per l'acciaio al carbonio 1045 (11.6 × 10⁻⁶ × 1000 × 40 = 0.464 mm). Per l'inox 304, 0.69 mm — il motivo per cui le strutture lunghe hanno bisogno di giunti di dilatazione.

### Il trattamento termico (T6 vs T4) cambia il CTE dell'alluminio 6061?

No. Il CTE è 23.6 µm/m·°C in ogni tempra (O, T4, T6, T651). È fissato dal reticolo dell'alluminio, non dalla popolazione dei precipitati; solo l'intervallo di temperatura cambia il valore effettivo.

### Quale CTE usare per il PEEK in un dispositivo medico a temperatura corporea?

Usate 47 µm/m·°C (non caricato, intervallo 23–100 °C). A ΔT = 17 °C (20 → 37 °C) un componente da 50 mm cresce solo 0.040 mm — dentro una tipica tolleranza di lavorazione di ±0.025 mm se misurato a 20 °C.

## Norme e fonti

- ASM Handbook Vol. 2, 10ª ed. (1990) — valori di CTE delle leghe di alluminio e indipendenza dalla tempra
- MIL-HDBK-5J (U.S. DoD, 2003) — CTE dipendente dalla temperatura per 6061 (20–100/200/300/400 °C)
- ASM Handbook Vol. 1 — AISI 4140 = 12.3; P20 = 11.7; H13 = 12.0 µm/m·°C
- Schede tecniche DuPont Delrin 500P e Zytel 101L — POM 110 µm/m·°C (23–60 °C), Nylon 6/6 80 µm/m·°C (secco da stampo)
- Dati PEEK Victrex tramite makerstage.com — non caricato 47, GF30 27 µm/m·°C; criterionprecision.com dà 45–55
- Confronto CTE jnalloys.com — 304/304L = 17.3, 316/316L = 15.9 µm/m·K (0–100 °C)
- xometry.com e alloy-materials.com — 17-4PH = 10.8 µm/m·°C (20–100 °C)
- arcuscnc.com — Ti-6Al-4V = 8.6; matmake.com (dati ASM) — tabella leghe di alluminio; mechcodex.com — C36000 = 20.5, Ti-6Al-4V = 8.8
- theworldmaterial.com — AISI 1045 = 11.6 (0–100 °C) e 12.3 (0–200 °C); fabdigit.com — C11000 = 17 (20–100 °C); jtcopper.com — C11000 = 17.0 (20–300 °C)
- Dove le fonti sono in conflitto, entrambe le righe sono elencate e la divergenza è documentata nelle note d'uso

## Pagine correlate

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- [/it/wiki/reference/standard-tolerances/](/it/wiki/reference/standard-tolerances/) — General tolerances and IT grades — the band your CTE shift is compared against
- [/it/wiki/materials/aluminum/](/it/wiki/materials/aluminum/) — Aluminum alloys for CNC machining in detail
- [/it/wiki/tooling/titanium-machining-guide/](/it/wiki/tooling/titanium-machining-guide/) — Titanium machining: why its low CTE and low conductivity both shape the process

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