- Таблица плотности металлов:
- Плотность металлов и сплавов
- Таблицы плотности металлов и сплавов
- Особенности применяемой таблицы
- Плотность черных металлов
- Таблица удельного веса чугуна
- Плотность нержавеющих сталей
- Определение и характеристика плотности
- Плотность сплавов цветных металлов
- Химический состав
- Роль углерода
- Влияние примесей на характеристики металла
- Тепловые свойства чугуна
- Теплоемкость
- Теплопроводность
- Температуропроводность
- Температура плавления
- Распространение и применение чугуна
- Плотность металлов в кг/м3: таблица. Экспериментальное и теоретическое определение плотности
- Плотность черных металлов
- Металлы и их плотность
- Плотность нержавеющих сталей
- Плотность вещества
- Плотность и удельный вес металлов, применение таблиц для разных материалов в вычислениях, объёмный вес стали
- Определение и использование плотности
- Железо и его сплавы
- Цветные металлы и их сплавы
- Определение массы изделия
- Что такое удельный вес
- Перевозки изделий из металлов
Таблица плотности металлов:
- Плотность – скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму.
- Для обозначения плотности обычно используется греческая буква ρ.
- ρ = m / V , где m – масса тела, V – его объём.
В таблице плотность металлов приведена при нормальных условиях (согласно ИЮПАК), т.е. при 0 °C и давлении 105 (100 000) Па.
Для ртути плотность приведена при 20 °C.
Для сведения: 101 325 Па = 1 атм = 760 мм рт. ст.
Необходимо иметь в виду, что плотность металлов может изменяться в зависимости от условий окружающей среды (температуры и давления). Точное значение плотности металлов в зависимости от условий окружающей среды (температуры и давления) необходимо смотреть в справочниках.
Металлы | Плотность металлов, г/см3 | Плотность металлов, кг/м3 |
Актиний | 10,07 | 10070 |
Алюминий | 2,6989 | 2698,9 |
Америций | 13,67 | 13670 |
Барий | 3,5 | 3500 |
Бериллий | 1,848 | 1848 |
Ванадий | 6,11 | 6110 |
Висмут | 9,79 | 9790 |
Вольфрам | 19,25 | 19250 |
Галлий | 5,91 | 5910 |
Германий | 5,323 | 5323 |
Железо | 7,874 | 7874 |
Золото | 19,3 | 19300 |
Индий | 7,31 | 7310 |
Иридий | 22,65 | 22650 |
Иттрий | 4,47 | 4470 |
Кадмий | 8,65 | 8650 |
Калий | 0,856 | 856 |
Кальций | 1,55 | 1550 |
Кобальт | 8,9 | 8900 |
Лантан | 6,162 – 6,18 | 6162 – 6180 |
Латунь | 8,5 – 8,7 | 8500 – 8700 |
Литий | 0,534 | 534 |
Магний | 1,738 | 1738 |
Марганец | 7,21 | 7210 |
Медь | 8,92 | 8920 |
Молибден | 10,22 | 10220 |
Натрий | 0,971 | 971 |
Никель | 8,902 | 8902 |
Ниобий | 8,57 | 8570 |
Олово белое | 7,265 | 7300 |
Олово серое | 5,769 | 5850 |
Осмий | 22,587 | 22587 |
Палладий | 12,02 | 12020 |
Платина | 21,09 | 21090 |
Радий | 5,5 | 5500 |
Рений | 21,02 | 21020 |
Родий | 12,41 | 12410 |
Ртуть | 13,546* | 13546* |
Рубидий | 1,532 | 1532 |
Рутений | 12,41 | 12410 |
Свинец | 11,3415 | 11341,5 |
Серебро | 10,5 | 10500 |
Скандий | 2,99 | 2990 |
Сталь | 7,64 – 8,8 | 7640 – 8800 |
Стронций | 2,54 | 2540 |
Сурьма | 6,691 | 6691 |
Таллий | 11,849 | 11849 |
Тантал | 16,65 | 16650 |
Теллур | 6,24 | 6240 |
Титан | 4,54 | 4540 |
Уран | 19,05 | 19050 |
Хром | 7,19 | 7190 |
Цезий | 1,873 | 1873 |
Цинк | 7,133 | 7133 |
Цирконий | 6,506 | 6506 |
Чугун | 6,8 – 7,2 | 6800 – 7200 |
* – при 20 оС.
Источник: https://ru.wikipedia.org
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
карта сайта
Плотность металлов и сплавов
В таблице представлена плотность металлов и сплавов, а также коэффициент К отношения их плотности к плотности стали. Плотность металлов и сплавов в таблице указана в размерности г/см3 для интервала температуры от 0 до 50°С.
Дана плотность металлов, таких как: бериллий Be, ванадий V, висмут Bi, вольфрам W, галлий Ga, гафний Hf, германий Ge, золото Au, индий In, кадмий Cd, кобальт Co, литий Li, марганец Mn, магний Mg, медь Cu, молибден Mo, натрий Na, никель Ni, олово Sn, палладий Pd, платина Pt, рений Re, родий Rh, ртуть Hg, рубидий Rb, рутений Ru, свинец Pb, серебро Ag, стронций Sr, сурьма Sb, таллий Tl, тантал Ta, теллур Te, титан Ti, хром Cr, цинк Zn, цирконий Zr.
Плотность алюминиевых сплавов и металлической стружки: алюминиевые сплавы: АЛ1, АЛ2, АЛ3, АЛ4, АЛ5, АЛ7, АЛ8, АЛ9, АЛ11, АЛ13, АЛ21, АЛ22, АЛ24, АЛ25. Насыпная плотность стружки: стружка алюминиевая мелкая дробленая, стальная мелкая, стальная крупная, чугунная. Примечание: плотность стружки в таблице дана в размерности т/м3.
- Плотность сплавов магния и меди: магниевые сплавы деформируемые: МА1, МА2, МА2-1, МА8, МА14; магниевые сплавы литейные: МЛ3, МЛ4, МЛ6, МЛ10, МЛ11, МЛ12; медно-цинковые сплавы (латуни) литейные: ЛЦ16К4, ЛЦ23А6Ж3Мц2, ЛЦ30А3, ЛЦ38Мц2С2, ЛЦ40Сд, ЛЦ40С, ЛЦ40 Мц3Ж, ЛЦ25С2; медно-цинковые сплавы, обрабатываемые давлением: Л96, Л90, Л85, Л80, Л70, Л68, Л63, Л60, ЛА77-2, ЛАЖ60-1-1, ЛАН59-3-2, ЛЖМц59-1-1, ЛН65-5, ЛМ-58-2, ЛМ-А57-3-1.
- Плотность бронзы различных марок: бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением: БрА5, 7, БрАМц9-2, БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1,5, БрАЖН10-4-4, БрКМц3,1, БрКН1-3, БрМц5; бронзы бериллиевые: БрБ2, БрБНТ1,9, БрБНТ1,7; бронзы оловянные деформируемые: Бр0Ф8,0-0,3, Бр0Ф7-0,2, Бр0Ф6,5-0,4, Бр0Ф6,5-0,15, Бр0Ф4-0,25, Бр0Ц4-3, Бр0ЦС4-4-2,5, Бр0ЦС4-4-4; бронзы оловянные литейные: Бр03Ц12С5, Бр03Ц7С5Н1, Бр05Ц5С5; бронзы безоловянные литейные: БрА9Мц2Л, БрА9Ж3Л, БрА10Ж4Н4Л, БрС30.
- Плотность сплавов никеля и цинка: никелевые и медно-никелевые сплавы, обрабатываемые давлением: НК0,2, НМц2,5, НМц5, НМцАК2-2-1, НХ9,5, МНМц43-0,5, НМЦ-40-1,5, МНЖМц30-1-1, МНЖ5-1, МН19, 16, МНЦ15-20, МНА 13-3, МНА6-1,5, МНМц3-12; цинковые сплавы антифрикционные: ЦАМ9-1,5Л, ЦАМ9-1,5, ЦАМ10-5Л, ЦАМ10-5.
- Плотность стали, чугуна и баббитов: сталь конструкционная, стальное литье, сталь быстрорежущая с содержанием вольфрама 5…18%; чугун антифрикционный, ковкий и высокопрочный, чугун серый; баббиты оловянные и свинцовые: Б88, 83, 83С, Б16, БН, БС6.
Приведем показательные примеры плотности различных металлов и сплавов.
По данным таблицы видно, что наименьшую плотность имеет металл литий, он считается самым легким металлом, плотность которого даже меньше плотности воды — плотность этого металла равна 0,53 г/см3 или 530 кг/м3.
А у какого металла наибольшая плотность? Металл, обладающий наибольшей плотностью — это осмий. Плотность этого редкого металла равна 22,59 г/см3 или 22590 кг/м3.
Следует также отметить достаточно высокую плотность драгоценных металлов. Например, плотность таких тяжелых металлов, как платина и золото, соответственно равна 21,5 и 19,3 г/см3. Дополнительная информация по плотности и температуре плавления металлов представлена в этой таблице.
Сплавы также обладают широким диапазоном значений плотности. К легким сплавам относятся магниевые сплавы и сплавы алюминия. Плотность алюминиевых сплавов выше. К сплавам с высокой плотностью можно отнести медные сплавы такие, как латуни и бронзы, а также баббиты.
Источник: Цветные металлы и сплавы. Справочник. Издательство «Вента-2». НН., 2001 — 279 с.
Таблицы плотности металлов и сплавов
Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
Алюминий | 2700 |
Бериллий | 1840 |
Ванадий | 6500-7100 |
Висмут | 9800 |
Вольфрам | 19300 |
Галлий | 5910 |
Гафний | 13090 |
Германий | 5330 |
Золото | 19320 |
Индий | 7360 |
Иридий | 22400 |
Кадмий | 8640 |
Кобальт | 8900 |
Кремний | 2550 |
Литий | 530 |
Магний | 1740 |
Медь | 8940 |
Молибден | 10300 |
Марганец | 7200-7400 |
Натрий | 970 |
Никель | 8900 |
Олово | 7300 |
Палладий | 12000 |
Платина | 21200-21500 |
Рений | 21000 |
Родий | 12480 |
Ртуть | 13600 |
Рубидий | 1520 |
Рутений | 12450 |
Свинец | 11370 |
Серебро | 10500 |
Талий | 11850 |
Тантал | 16600 |
Теллур | 6250 |
Титан | 4500 |
Хром | 7140 |
Цинк | 7130 |
Цирконий | 6530 |
Особенности применяемой таблицы
Для того чтобы рассчитать вес будущего изделия, которое будет получено из чугуна, следует знать его размеры и показатель плотности. Линейные размеры определяются для того, чтобы рассчитать объем. Применяется расчетный метод определения веса изделия в том случае, когда нет возможности провести его взвешивание.
Рассматривая методические таблицы, стоит уделить внимание таким моментам:
- Все металлы разделены на несколько групп.
- Для каждого материала указывается наименование, а также ГОСТ.
- В зависимости от температуры плавления указывается значение плотности.
- Для определения физического значения удельной плотности в килограммах или других изменениях проводится перевод единиц изменения. К примеру, если нужно перевести граммы в килограммы, то проводится умножение табличного значения на 1000.
Определение удельного веса зачастую делается в специальных лабораториях. Это значение редко используется при проведении реальных расчетов во время изготовления изделий или строительства сооружений.
Плотность черных металлов
Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
Сталь 10 ГОСТ 1050-88 | 7856 |
Сталь 20 ГОСТ 1050-88 | 7859 |
Сталь 40 ГОСТ 1050-88 | 7850 |
Сталь 60 ГОСТ 1050-88 | 7800 |
С235-С375 ГОСТ 27772-88 | 7850 |
Ст3пс ГОСТ 380-2005 | 7850 |
Чугун ковкий КЧ 70-2 ГОСТ 1215-79 | 7000 |
Чугун высокопрочный ВЧ35 ГОСТ 7293-85 | 7200 |
Чугун серый СЧ10 ГОСТ 1412-85 | 6800 |
Чугун серый СЧ20 ГОСТ 1412-85 | 7100 |
Чугун серый СЧ30 ГОСТ 1412-85 | 7300 |
Таблица удельного веса чугуна
Так как, чугун является сложным материалом, рассчитать его удельный вес в полевых условиях самостоятельно не представляется возможным. Эти вычисления проводят в специальных химических лабораториях. Однако, при этом его средний удельный вес известен. Этот параметр составляет: для серого чугуна от 6,6 до 7,8 г/см3, для белого от 7,0 до 7,8 г/см3.
Сталь марки С255 — расшифровка, характеристики и состав
Для упрощения подсчетов ниже представлена таблица с значениями таких параметров, как вес чугуна, удельный вес чугуна, а также эти значения в зависимости от единиц исчисления. Удельный вес и вес 1 м3 чугуна в зависимости от единиц измерения
Материал | Удельный вес (г/см3) | Вес 1 м3 (кг) |
Чугун белого типа | От 7 до 7,8 | От 7000 до 7800 |
Чугун серого типа | От 6,6 до 7,8 | От 6600 до 7800 |
Плотность нержавеющих сталей
Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
04Х18Н10 | 7900 |
08Х13 | 7700 |
08Х17Т | 7700 |
08Х20Н14С2 | 7700 |
08Х18Н10 | 7900 |
08Х18Н10Т | 7900 |
08Х18Н12Т | 7950 |
08Х17Н15М3Т | 8100 |
08Х22Н6Т | 7600 |
08Х18Н12Б | 7900 |
10Х17Н13М2Т | 8000 |
10Х23Н18 | 7950 |
12Х13 | 7700 |
12Х17 | 7700 |
12Х18Н10Т | 7900 |
12Х18Н12Т | 7900 |
12Х18Н9 | 7900 |
15Х25Т | 7600 |
Определение и характеристика плотности
Плотность — физическая величина, определяющая соотношение массы к объему. Подобным физико-механическим показателем характеризуются практически все материалы. Стоит учитывать, что соответствующий показатель плотности алюминия, меди и чугуна существенно отличаются.
Рассматриваемое физико-механическое качество определяет:
- Некоторые физико-механические свойства. В большинстве случаев повышение плотности связано с уменьшением зернистости структуры. Чем меньше расстояние между отдельными частицами, тем более прочная образуется связь между ними, повышается твердость и снижается пластичность.
- С уменьшением расстояния между частицами увеличивается их количество и вес материала. Поэтому при создании автомобилей, самолетов и другой техники выбирается материал, который обладает легкостью и достаточной прочностью. Например, плотность алюминия кг м3 составляет около 2 700, в то время как плотность металла кг м3 более, чем в два раза больше.
Существуют специальные таблицы плотности металлов, в которых указывается рассматриваемый показатель для стали и цветных сплавов, а также чугуна.
Плотность сплавов цветных металлов
Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
АЛ1 | 2750 |
АЛ2 | 2650 |
АЛ3 | 2700 |
АЛ4 | 2650 |
АЛ5 | 2680 |
АЛ7 | 2800 |
АЛ8 | 2550 |
АЛ9 (АК7ч) | 2660 |
АЛ11 (АК7Ц9) | 2940 |
АЛ13 (АМг5К) | 2600 |
АЛ19 (АМ5) | 2780 |
АЛ21 | 2830 |
АЛ22 (АМг11) | 2500 |
АЛ24 (АЦ4Мг) | 2740 |
АЛ25 | 2720 |
Б88 | 7350 |
Б83 | 7380 |
Б83С | 7400 |
БН | 9500 |
Б16 | 9290 |
БС6 | 10050 |
БрАмц9-2Л | 7600 |
БрАЖ9-4Л | 7600 |
БрАМЖ10-4-4Л | 7600 |
БрС30 | 9400 |
БрА5 | 8200 |
БрА7 | 7800 |
БрАмц9-2 | 7600 |
БрАЖ9-4 | 7600 |
БрАЖМц10-3-1,5 | 7500 |
БрАЖН10-4-4 | 7500 |
БрБ2 | 8200 |
БрБНТ1,7 | 8200 |
БрБНТ1,9 | 8200 |
БрКМц3-1 | 8400 |
БрКН1-3 | 8600 |
БрМц5 | 8600 |
БрОФ8-0,3 | 8600 |
БрОФ7-0,2 | 8600 |
БрОФ6,5-0,4 | 8700 |
БрОФ6,5-0,15 | 8800 |
БрОФ4-0,25 | 8900 |
БрОЦ4-3 | 8800 |
БрОЦС4-4-2,5 | 8900 |
БрОЦС4-4-4 | 9100 |
БрО3Ц7С5Н1 | 8840 |
БрО3Ц12С5 | 8690 |
БрО5Ц5С5 | 8840 |
БрО4Ц4С17 | 9000 |
БрО4Ц7С5 | 8700 |
БрБ2 | 8200 |
БрБНТ1,9 | 8200 |
БрБНТ1,7 | 8200 |
ЛЦ16К4 | 8300 |
ЛЦ14К3С3 | 8600 |
ЛЦ23А6Ж3Мц2 | 8500 |
ЛЦ30А3 | 8500 |
ЛЦ38Мц2С2 | 8500 |
ЛЦ40С | 8500 |
ЛС40д | 8500 |
ЛЦ37Мц2С2К | 8500 |
ЛЦ40Мц3Ж | 8500 |
Л96 | 8850 |
Л90 | 8780 |
Л85 | 8750 |
Л80 | 8660 |
Л70 | 8610 |
Л68 | 8600 |
Л63 | 8440 |
Л60 | 8400 |
ЛА77-2 | 8600 |
ЛАЖ60-1-1 | 8200 |
ЛАН59-3-2 | 8400 |
ЛЖМц59-1-1 | 8500 |
ЛН65-5 | 8600 |
ЛМц58-2 | 8400 |
ЛМцА57-3-1 | 8100 |
Л60, Л63 | 8400 |
ЛС59-1 | 8450 |
ЛЖС58-1-1 | 8450 |
ЛС63-3, ЛМц58-2 | 8500 |
ЛЖМц59-1-1 | 8500 |
ЛАЖ60-1-1 | 8200 |
Мл3 | 1780 |
Мл4 | 1830 |
Мл5 | 1810 |
Мл6 | 1760 |
Мл10 | 1780 |
Мл11 | 1800 |
Мл12 | 1810 |
МА1 | 1760 |
МА2 | 1780 |
МА2-1 | 1790 |
МА5 | 1820 |
МА8 | 1780 |
МА14 | 1800 |
Копель МНМц43-0,5 | 8900 |
Константан МНМц40-1,5 | 8900 |
Мельхиор МнЖМц30-1-1 | 8900 |
Сплав МНЖ5-1 | 8700 |
Мельхиор МН19 | 8900 |
Сплав ТБ МН16 | 9020 |
Нейзильбер МНЦ15-20 | 8700 |
Куниаль А МНА13-3 | 8500 |
Куниаль Б МНА6-1,5 | 8700 |
Манганин МНМц3-12 | 8400 |
НК 0,2 | 8900 |
НМц2,5 | 8900 |
НМц5 | 8800 |
Алюмель НМцАК2-2-1 | 8500 |
Хромель Т НХ9,5 | 8700 |
Монель НМЖМц28-2,5-1,5 | 8800 |
ЦАМ 9-1,5Л | 6200 |
ЦАМ 9-1,5 | 6200 |
ЦАМ 10-5Л | 6300 |
ЦАМ 10-5 | 6300 |
Химический состав
Этот металл представляет собой сплав железа и углерода, который содержит небольшое количество примесей. Процентное содержание железа достигает уровня более 90%. А также присутствуют кремний, фосфор, марганец и сера. Углерода — не менее 2,14%. Он определяет свойства всего соединения.
Роль углерода
Прежде всего углерод даёт твёрдость. Именно углерод формирует прочностные характеристики сплаву, который является отличным материалом для литейного производства. Но он же снижает пластичность и ковкость.
Поэтому твёрдый, но хрупкий металл имеет ограниченную область применения. В основном это металлургия, машиностроение, автомобилестроение, производство тяжёлой специальной техники, коммунальное хозяйство и промышленный дизайн.
В составе чугуна углерод присутствовать в разных формах: как цементит (Fe 3 C), или графит (пластинчатый, сферического, хлопьевидный). Графит в значительной степени определяет свойства этого материала, который в настоящее время подразделяется на следующие виды:
- Серый.
- Высокопрочный.
- Ковкий.
- Белый.
- Половинчатый.
Влияние примесей на характеристики металла
Промышленный чугун содержит примеси. Эти примеси сильно сказываются на свойствах, характеристиках и структуре чугуна.
- Так, марганец тормозит процесс графитизации. Выделение графита приостанавливается, в результате чугун приобретает способность отбеливаться.
- Сера ухудшает литейные и механические характеристики.
- Сульфиды в основном образуются в сером чугуне.
- Фосфор улучшает литейные свойства, увеличивает износостойкость и повышает твердость. Однако на этом фоне чугун все же остается хрупким.
- Кремний больше всех влияет на структуру материала. В зависимости от количества кремня получаются белый и ферритный чугун.
Для получения определенных характеристик в чугун часто вводят специальные примеси при его изготовлении. Такие материалы получили название легированные чугуны. В зависимости от добавленного элемента чугуны могут называться алюминиевыми, хромистыми, серными. В основном элементы вводят с целю получить износостойкий, жаропрочный, немагнитный и коррозионностойкий материал.
В данном видео будет приведено сравнение свойств чугуна и стали:
Тепловые свойства чугуна
У чугуна, как и у любого металла, присутствуют следующие свойства: тепловые, физические, механические, гидродинамические, электрические, технологические, химические. Каждые свойства рассмотрим подробнее.
Это видео рассказывается о структуре и составе чугунных сплавов и зависимости их свойств от определенного состава:
Теплоемкость
Тепловую емкость чугуна определяют с помощью правила смещения. Когда теплоемкость чугуна достигает температурного периода, начало которого начинается с температуры, значение которой больше фазовых превращений и заканчивается на отметке равной температуры плавления, то теплоемкость чугуна принимает значение 0,18 кал/Го С.
Если значение температуры плавления превышает абсолютное значение, то теплоемкость равна 0,23±0,03 кал/Го С. Если происходит процесс затвердения, то тепловой эффект равняется 55±5 кал. Тепловой эффект зависит от количества перлита, когда происходит перлитное превращение. Обычно он принимает значение 21,5±1,5кал/Г.
Соответствие класса бетона (В) и марки (М) и их определение
За величину объемной теплоемкости принимают произведение удельного веса на удельную теплоемкость. Для твердого чугуна эта величина составляет 1 кал/см 3 *ºС, для жидкого – 1,5 кал/см 3 *ºС.
Удельная теплоемкость чугуна и других металлов в виде таблицы
Теплопроводность
В отличие от теплоемкости, теплопроводность не определяется по правилу смещения. Только в случае изменения величины графитизации, на теплопроводность будет влиять состав чугуна.
Температуропроводность
Значение температуропроводности твердого чугуна (при крупных расчетах) может быть принята равной его теплопроводности, а жидкого чугуна – 0, 03 см 2* /сек.
О том, какую чугуны имеют температуру плавления, читайте ниже.
Температура плавления
Чугун плавится при температуре 1200ºС. Это значение температуры ниже температуры плавления стали на 300 градусов. При повышенном содержании углерода, этот химический элемент имеет на молекулярном уровне тесную связь с атомами железа.
В процессе плавления чугуна и его кристаллизации углеродная составляющая не может полностью пронизать структурную решетку железа. Вследствие этого материал чугун примеряет на себя свойство хрупкости. Чугун используют для деталей, от которых требуется повышенная прочность. Однако чугун не применяют при изготовлении предметов, на которые будут действовать постоянные динамические нагрузки.
В таблице ниже указана температура плавления чугуна в сравнении с другими металлами.
Температура плавления чугуна и других металлов
Распространение и применение чугуна
Чугун стал обширно применяться много лет назад. Это связано с тем, что материал довольно прост в производстве и обладает довольно привлекательными эксплуатационными качествами. Выделяют следующие разновидности этого материала:
- Высокопрочный: применяется при производстве изделий, которые должны обладать повышенной прочностью. Получается подобная структура за счет добавления в состав примеси магния. Отличается высокой устойчивостью к изгибу и другому воздействию, не связанному с переменными нагрузками.
- Ковкий чугун: обладает структурой, которая легко поддается ковке за счет высокой пластичности. Процесс производства предусматривает выполнения отжига.
- Половинчатый: обладает неоднородной структурой, которая во многом и определяет основные механические качества материала.
Плотность металлов в кг/м3: таблица. Экспериментальное и теоретическое определение плотности
Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
Алюминий | 2700 |
Бериллий | 1840 |
Ванадий | 6500-7100 |
Висмут | 9800 |
Вольфрам | 19300 |
Галлий | 5910 |
Гафний | 13090 |
Германий | 5330 |
Золото | 19320 |
Индий | 7360 |
Иридий | 22400 |
Кадмий | 8640 |
Кобальт | 8900 |
Кремний | 2550 |
Литий | 530 |
Магний | 1740 |
Медь | 8940 |
Молибден | 10300 |
Марганец | 7200-7400 |
Натрий | 970 |
Никель | 8900 |
Олово | 7300 |
Палладий | 12000 |
Платина | 21200-21500 |
Рений | 21000 |
Родий | 12480 |
Ртуть | 13600 |
Рубидий | 1520 |
Рутений | 12450 |
Свинец | 11370 |
Серебро | 10500 |
Талий | 11850 |
Тантал | 16600 |
Теллур | 6250 |
Титан | 4500 |
Хром | 7140 |
Цинк | 7130 |
Цирконий | 6530 |
Наиболее распространенными сплавами на основе меди считаются латунь и бронза. Их состав формируется также из других элементов:
- цинка;
- никеля;
- олова;
- висмута.
Все сплавы различаются между собой структурой. Наличие олова в составе позволяет делать бронзовые сплавы отменного качества. В более дешевые сплавы входит никель либо цинк. Производимые материалы на основе Cuprum обладают следующими характеристиками:
- высокая пластичность и износостойкость;
- электропроводность;
- устойчивость к агрессивной среде;
- низкий коэффициент трения.
Сплавы на основе меди находят широкое применение в промышленном производстве. Из них производят посуду, ювелирные украшения, электропровода и системы отопления. Материалы с Cuprum часто используют для декорирования фасадной части домов, изготовления композиций. Высокая устойчивость и пластичность являются основными качествами для применения материала.
Плотность черных металлов
Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
Сталь 10 ГОСТ 1050-88 | 7856 |
Сталь 20 ГОСТ 1050-88 | 7859 |
Сталь 40 ГОСТ 1050-88 | 7850 |
Сталь 60 ГОСТ 1050-88 | 7800 |
С235-С375 ГОСТ 27772-88 | 7850 |
Ст3пс ГОСТ 380-2005 | 7850 |
Чугун ковкий КЧ 70-2 ГОСТ 1215-79 | 7000 |
Чугун высокопрочный ВЧ35 ГОСТ 7293-85 | 7200 |
Чугун серый СЧ10 ГОСТ 1412-85 | 6800 |
Чугун серый СЧ20 ГОСТ 1412-85 | 7100 |
Чугун серый СЧ30 ГОСТ 1412-85 | 7300 |
Металлы и их плотность
Холодная сварка для металла – применяем правильно
Металлические материалы представляют собой твердые вещества при комнатной температуре и атмосферном давлении (исключением является лишь ртуть).
Они обладают высокой пластичностью, электро- и теплопроводностью и имеют характерный блеск в отполированном состоянии поверхности.
Многие свойства металлов связаны с наличием у них упорядоченной кристаллической решетки, в узлах которой сидят положительные ионные остовы, связанные друг с другом с помощью отрицательного электронного газа.
https://www.youtube.com/watch?v=2_BiG1MKdIIu0026t=432s
Что касается плотности металлов, то она изменяется в широких пределах. Так, наименее плотными являются щелочные легкие металлы, такие как литий, калий или натрий.
Например, плотность лития составляет 534 кг/м3, что практически в два раза меньше аналогичной величины для воды. Это означает, что пластинки из лития, калия и натрия не будут тонуть в воде.
С другой стороны, такие переходные металлы, как рений, осмий, иридий, платина и золото, обладают огромной плотностью, которая в 20 и более раз превышает ρ воды.
Ниже приведена таблица плотности металлов. Все значения соответствуют комнатной температуре в г/см3. Если эти значения умножить на 1 000, то мы получим ρ в кг/м3.
Почему существуют металлы с высокой плотностью и с низким ее значением? Дело в том, что значение ρ для каждого конкретного случая определяется двумя основными факторами:
- Особенностью кристаллической решетки металла. Если эта решетка будет содержать атомы в максимально плотной упаковке, тогда макроскопическая его плотность будет выше. Самой плотной упаковкой обладают ГЦК и ГПУ решетки.
- Физическими свойствами атома металла. Чем больше его масса и чем меньше радиус, тем выше значение ρ. Этот фактор объясняет, почему металлами с высокой плотностью являются химические элементы с большим номером в периодической таблице.
Плотность нержавеющих сталей
Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
04Х18Н10 | 7900 |
08Х13 | 7700 |
08Х17Т | 7700 |
08Х20Н14С2 | 7700 |
08Х18Н10 | 7900 |
08Х18Н10Т | 7900 |
08Х18Н12Т | 7950 |
08Х17Н15М3Т | 8100 |
08Х22Н6Т | 7600 |
08Х18Н12Б | 7900 |
10Х17Н13М2Т | 8000 |
10Х23Н18 | 7950 |
12Х13 | 7700 |
12Х17 | 7700 |
12Х18Н10Т | 7900 |
12Х18Н12Т | 7900 |
12Х18Н9 | 7900 |
15Х25Т | 7600 |
Плотность вещества
- Прежде чем разобраться с плотностью металлов в кг/м3, познакомимся с самой физической величиной. Плотностью называют отношение массы тела m к его объему V в пространстве, что математически можно записать так:
- ρ = m / V
- Изучаемую величину обычно обозначают буквой греческого алфавита ρ (ро).
Плотность и удельный вес металлов, применение таблиц для разных материалов в вычислениях, объёмный вес стали
Во всех сферах человеческой деятельности применяются изделия из металлов. Металлы в научном смысле представляют собой простые вещества, обладающие специфическими свойствами (металлическим блеском, ковкостью, высокой электропроводностью). В быту и на производстве часто используют их сплавы с другими элементами. Эти затвердевшие расплавы также обычно называют металлами.
Определение и использование плотности
Как известно, чтобы найти плотность вещества, его массу делят на объем. Плотность является физико-химической характеристикой вещества. Она постоянна. Материалы для промышленного производства должны соответствовать этому показателю. Для её обозначения принято использовать греческую букву ρ.
Плотность железа равна 7874 кг/м³, никеля — 8910 кг/м³, хрома — 7190 кг/м³, вольфрама — 19250 кг/м³. Конечно, это относится к твёрдым сплавам. В расплавленном состоянии веществам присущи другие характеристики.
В природе лишь некоторые металлы присутствуют в большом количестве. Удельный вес железа в земной коре 4,6%, алюминия — 8,9%, магния — 2,1%, титана — 0,63%. Металлы незаменимы в большинстве сфер человеческой деятельности. Их производство растёт год от года. Для удобства металлы разделены на группы.
Железо и его сплавы
Чёрными металлами принято называть стали и чугуны разных марок. Сплав железа и углерода считается сталью, если железа не менее 45%, а содержание углерода 0,1%—2,14%. Чугуны, соответственно, углерода содержат больше.
Для получения необходимых свойств сталям и сплавам их легируют (присаживают при переплаве легирующие добавки). Таким образом плавят заданные марки. Все марки металла строго соответствуют определённым техническим условиям. Свойства каждой марки регламентированы государственными стандартами.
В зависимости от состава плотность стали варьируется в диапазоне 7,6—8,8 (г/см³) в СГС или 7600—8800 (кг/м³) в СИ (это видно из таблицы 1).
Конечно, сталь имеет сложную структуру, это не смесь различных веществ. Однако присутствие этих веществ и их соединений изменяют свойства, в частности, плотность.
Поэтому самыми большими плотностями обладают быстрорежущие стали с высоким содержанием вольфрама.
Читайте еще: Принцип работы подающего механизма для сварочного полуавтомата
Цветные металлы и их сплавы
Изделия из бронзы, латуни, меди, алюминия широко применяются на производстве:
- Обычно бронзы это сплавы меди с оловом, алюминием, свинцом и бериллием. Однако в бронзовом веке, когда удельный вес бронзы в общей массе металлических изделий составлял почти 100%, это были сплавы медь — мышьяк.
- Сплавы на основе цинка — латуни. В латуни может присутствовать олово, но его количество меньше, чем цинка. Чтобы получить сыпучую стружку, иногда добавляют свинец. Кроме ювелирных сплавов латуни и бронзы, они нужны для деталей машин и морских судов, скобяных изделий, пружин. Некоторые сорта применяют в авиации и ракетостроении.
- Дюралюминий (дюраль) — сплав алюминия с медью (меди 4,4%) — это высокопрочный сплав. Главным образом применяется в авиации.
- Титан по прочности превосходит многие марки стали. Одновременно он вдвое легче. Эти качества сделали его незаменимым в большинстве отраслей промышленности. А также он широко применяется в медицине (протезировании). Удельный вес титана в производстве летательных аппаратов достигает 70% от всего выплавляемого в мире. Около 15% титана идёт для химического машиностроения.
- Серебро и золото — первые металлы, с которыми познакомился человек. За всю историю существования человечества эти металлы, по большей части, шли на ювелирные изделия. И в настоящее время тенденция сохраняется.
- Вольфрам из-за высокой тугоплавкости незаменим в приборостроении. Большая плотность позволяет применять его, как защиту от радиации.
- Никель и хром образуют нихром — жаропрочный пластичный сплав, очень долговечный и надёжный.
Различные марки сталей и чугунов, бронз и других металлов имеют разный химический состав и разную плотность. Плотности всех востребованных материалов измерены и систематизированы. Таблицы, содержащие эти данные доступны пользователям. С их помощью можно легко найти массу изделия заданной формы.
Читайте еще: Виды теплоизоляционных материалов – подбираем подходящие
Определение массы изделия
Все современные справочные материалы, ГОСТ и технические условия предприятий скорректированы в соответствии с международной классификацией.
Пользуясь справочными таблицами плотностей различных материалов, легко определить их массу. Это особенно актуально, когда предметы тяжёлые или отсутствуют соответствующие весы. Для этого требуется знать их геометрические параметры. Чаще всего узнать требуется массу предмета в форме цилиндра, трубы или параллелепипеда:
- Металлические прутки имеют форму цилиндра. Зная диаметр и длину, легко узнать массу. Масса равна плотности, умноженной на объём. Находим объём предмета. Он получается умножением площади сечения на длину. Площадь круга, зная диаметр, определить несложно. Диаметр в квадрате умножается на 3,14 (число пи), делится на 4.
- Массу трубы получаем аналогично. При нахождении площади берём разницу между внешним и внутренним диаметром сечения.
- Чтобы определить массу листа, блюма, сляба или прутка прямоугольного сечения, определяем объём, перемножая длину, высоту и толщину. Умножаем на плотность из справочника.
При таких вычислениях всегда допускается маленькая погрешность, ведь формы не идеальны. На практике ей можно пренебречь. Производители металлоизделий разработали специальные калькуляторы вычисления массы для пользователей. Достаточно ввести уникальные размеры в соответствующие окна и получить результат.
Что такое удельный вес
Удельным весом называют плотность, умноженную на ускорение свободного падения (силу тяжести) или отношение веса тела к его объёму. Путать его с плотностью недопустимо. Однако часто это происходит из-за смешения понятий массы и веса. Вес тела, а следовательно и удельный вес, изменяется в зависимости от силы тяжести. Он не является постоянной величиной. В зависимости от места, где находится предмет, он имеет разные значения. Эта физическая величина будет разной даже в разных точках Земли. Ускорение свободного падения на экваторе больше, чем на полюсах. Масса и плотность постоянны.
К примеру, можно вычислить удельный вес серебра. На Земле эта величина будет составлять 10500 кг/м³ (плотность чистого металла). Умножив на 9,81м/с2 (сила тяжести), можно получить 103005 Н/м³.
А на Луне 10500 кг/м³ умножается на 1,62м/с2 (сила тяжести на Луне). Результат уже другой — 17,01Н/м³. В кабине корабля, вращающегося вокруг Земли — невесомость, ускорение равно нулю.
Следовательно, и вес любого материала здесь ноль.
Читайте еще: Толщина листового металла и стандартные размеры
Все значения будут разными. Самое большое значение будет в первом случае, потому что на Земле ускорение свободного падения имеет самое большое значение. В невесомости вещь не весит ничего. Плотность одного и того же материала в любом месте будет одинаковой. Она является константой.
Для того, чтобы составить таблицы удельного веса металлов на различных планетах (или в других условиях), необходимо знать ускорение свободного падения и плотность.
Перевозки изделий из металлов
В системе грузоперевозок задействовано такое понятие, как «объёмный вес». Если масса предмета в одном кубическом метре 167 кг, то такой вес считается физическим, а если меньше — объёмным. Например, масса куба стали углеродистой — 7750 кг. Другими словами, объёмный вес стали 7750 кг. Эти расчёты нужны, чтобы определить, какой объем займёт перевозимый груз.
Однако в зависимости от того, какие металлические изделия перевозятся, объем будет меняться. Предположим, что есть несколько различных метизов одной и той же марки стали. По идее, они обладают одинаковой плотностью.
Однако слитки, крупносортные изделия и бунты проволоки обладают различным объёмом, а следовательно, при их перевозке займут больше или меньше места на транспорте. Таким образом, они обладают разным объёмным весом.
При любых условиях кубометр стали больше 167 кг, следовательно, его не назовёшь объёмным.