Содержание
Как определить удельный вес стали: формула и таблица
Примеси и добавки
Удельный вес металлов
Таблица удельного веса стали
Вес стального листа
Сталь — это сплав, в котором содержится не менее 45% железа и 0,2-2,14% углерода, некоторое количество примесей и специальных присадок. Основные составляющие распространены в природе, легирующие элементы, напротив, могут быть ценными и редкими. Сталь — основной конструкционный материал, она используется для изготовления деталей, крепежей, корпусов различных механизмов. Твердые и прочные сплавы предназначены для строительства мостов, опор, производства инструментов. Другие, напротив, пластичны, легко обрабатываются давлением, резанием, штамповкой.
Некоторые марки разрабатываются исключительно для решения специфических задач, их число постоянно увеличивается и превышает 1500.
Для определения свойств в материаловедении и металлургии предусмотрено несколько способов классификации:
- По содержанию углерода: увеличивает твердость и хрупкость, металл с высоким содержанием не пластичен, при деформации склонен к трещинообразованию, но в пределах допустимых нагрузок износостоек.
- По степени раскисления: железо получают из восстановленной окиси, активный элемент стремится к созданию соединений. Качество стали определяется чистотой от газов, серы. фосфора, органических включений.
- По структуре: легирование связывает железо и углерод в соединения, образующие кристаллическую решетку, не всегда похожую на исходный вариант. Выделено 4 структурных класса.
- По назначению: в зависимости от химических и физических свойств.
Удельный вес (Ƴ) стали — одна из важнейших характеристик. В физике эта величина указывает на силу тяжести, которую оказывает тело на поверхность или подвес. В любой системе она равна произведению плотности вещества и ускорения свободного падения (Ƴ= P*g).
Измеряется в ньютонах.
Плотность (P=m/V) — это отношение массы к объему, рассчитывается в кг/м³. Если значение известно, можно определить тоннаж для грузоперевозки, рассчитать металлоемкость партии или каждой изготовляемой детали.
Значение Ƴ определяют в лабораторных условиях для абсолютно плотного вещества без примесей и посторонних включений. Плотность каждой марки установлена стандартами. Прежде всего, на оба показателя оказывает влияние химический состав. Марганец, углерод, хром, и алюминий делают сплав легче, кобальт, никель, вольфрам — тяжелее. Добавки естественных раскислителей и элементов, измельчающих зерно способствуют уплотнению.
Каждое тело под воздействием нагрева расширяется, а под давлением становятся сжатым. Жаропрочные стали созданы для работы в высокотемпературной среде под действием механических нагрузок.
Примеси и добавки
Целевые присадки или лигатуры вступают в химическое соединения с железом, связывая его и предотвращая окисление, образуют карбиды и интерметаллиды, участвующие в формировании структуры.
Каждый элемент имеет свое назначение, придает те или иные свойства, одновременно оказывая влияние на удельный вес стали.
- Марганец — природная примесь, присутствующая в составе железных руд. Марганец вводят в расплав в концентрации до 2% для раскисления. В дальнейшем он предохраняет металл от коррозии, повышает предел текучести, хладноломкости, износостойкость, но делает сплав чувствительным к перегреву. Это компенсируют элементами, измельчающими зерно.
- Кремний — естественная примесь вводится в состав до 2% для интенсивного раскисления, структурно растворяется в железе, не взаимодействуя с углеродом, повышает предел текучести и прочность, в больших концентрациях (более 1%) приводит к снижению пластичности и порога холодового охрупчивания.
- Хром — увеличивает прочность, одновременно сохраняя пластичность, образует на поверхности пленку окислов, делающую изделия нержавеющими.
- Никель — значительно усиливает свойства хрома, отвечает за прокаливаемость, но из-за высокой цены его стараются заменить аналогами.
- Вольфрам — образует очень твердые карбиды, измельчает зерно, предотвращает отпускную хрупкость.
- Ванадий — небольшие добавки значительно увеличивают прочность и стойкость к знакопеременным нагрузкам. Легирование применяют для производства нагруженных элементов.
- Молибден — измельчает структурные зерна, способствует термоупрочнению, противостоит усталостному разрушению.
- Кобальт — стойкость к ударным нагрузкам, нагреву, применяется для производства быстрорежущих инструментов с нагреваемой кромкой, увеличивает вторичную твердость при соблюдении циклов термообработки.
- Титан — повышает прочность и технологичность, измельчает зерно, раскисляет и защищает от коррозии.
- Ниобий — для кислотоупорных сталей с высокими требованиями к коррозионной стойкости сварных швов.
- Медь — повышает обрабатываемость, не снижая прочностные характеристики, способствует дисперсному твердению.
- Алюминий — удаляет газы из расплава, повышает жаростойкость готовых изделий.
- Цирконий — стабилизирует высоколегированные составы, измельчает структуру, позволяет получать материалы с заданной зернистостью.
Плотность железа 7874 кг/м³, у распространенных стальных марок этот показатель равен 7550-8200. Стали с большим удельным весом применяют для изготовления инструментов, в том числе обрабатывающих металлы. Легкие и прочные сплавы применяются в судостроении, самолетостроении, в производстве оборудования и предметов быта.
Удельный вес металлов
| Наименование цветного металла | Химическое обозначение | Атомный вес | Температура плавления, °C | Удельный вес, г/куб.см |
| Цинк (Zinc) | Zn | 65,37 | 419,5 | 7,13 |
| Алюминий (Aluminium) | Al | 26,9815 | 659 | 2,69808 |
| Свинец (Lead) | Pb | 207,19 | 327,4 | 11,337 |
| Олово (Tin) | Sn | 118,69 | 231,9 | 7,29 |
| Медь (Сopper) | Cu | 63,54 | 1083 | 8,93 |
| Титан (Titanium) | Ti | 47,90 | 1668 | 4,505 |
| Никель (Nickel) | Ni | 58,71 | 1455 | 8,91 |
| Магний (Magnesium) | Mg | 24 | 650 | 1,74 |
| Ванадий (Vanadium) | V | 6 | 1900 | 6,11 |
| Вольфрам (Wolframium) | W | 184 | 3422 | 19,3 |
| Хром (Chromium) | Cr | 51,996 | 1765 | 7,19 |
| Молибден (Molybdaenum) | Mo | 92 | 2622 | 10,22 |
| Серебро (Argentum) | Ag | 107,9 | 1000 | 10,5 |
| Тантал (Tantal) | Ta | 180 | 3269 | 16,65 |
| Золото (Aurum) | Au | 197 | 1095 | 19,32 |
| Платина (Platina) | Pt | 194,8 | 1760 | 21,45 |
Таблица удельного веса стали
| Тип стали | Марка | Удельный вес (г/см3) |
| криогенная нержавеющая конструкционная | 12Х18Н10Т | 7,9 |
| жаропрочная нержавеющая коррозионно-стойкая | 08Х18Н10Т | 7,9 |
| низколегированная конструкционная | 09Г2С | 7,85 |
| качественная конструкционная углеродистая | 10,20,30,40 | 7,85 |
| углеродистая конструкционная | Ст3сп, Ст3пс | 7,87 |
| штамповая инструментальная | Х12МФ | 7,7 |
| рессорно-пружинная конструкционная | 65Г | 7,85 |
| штамповая инструментальная | 5ХНМ | 7,8 |
| легированная конструкционная | 30ХГСА | 7,85 |
| сталь высоко-углеродистая | 70 (ВС и ОВС) | 7,85 |
| сталь среднеуглеродистая | 45 | 7,85 |
| сталь мало-углеродистая | 10 и 10А; 20 и 20А | 7,85 |
| сталь мало-углеродистая электро-техническая (Армко) | А и Э; ЭА; ЭАА | 7,8 |
| сталь хромистая | 15ХА | 7,74 |
| сталь хромоалюминиевомолибденовая азотируемая | 38ХМЮА | 7,65 |
| сталь хромомарганцовокремнистая | 25ХГСА | 7,85 |
| сталь хромованадиевая | 30ХГСА; 20ХН3А | 7,85 |
Основные эксплуатационные характеристики металлов: плотность, температурное расширение, модуль упругости, прочность, предел текучести.
Для увеличения одного или нескольких параметров модифицируют химический состав, применяют разные технологии обработки.
Как меняется удельный вес при выплавке и прокатке:
- Разуглероживание, выгорание карбидов — структура становится более плотной;
- Хром, алюминий, марганец, титан — снижают;
- Медь, кобальт, вольфрам, никель — увеличивают;
- Холодное волочение — возрастает на 2-3%.
Следует помнить, что каждая марка имеет нижний и верхний порог легирования. Полировка, шлифовка, фрезерование приводят к неконтролируемым потерям сырья, поэтому при закупках и распределении все величины принимают с погрешностью.
При горячем и холодном прокате применяют давление. Плотность значительно увеличивается при холодной штамповке. Этим методом изготавливают крепежи, оси автомобилей, тела вращения.
Показатель также зависит от условий эксплуатации. Так у стали 30ХГСА (для осей и валов) при нагреве более 200⁰ параметр снижается с 7,85 г/см³ до 7,8.
В минусовых температурах металл сжимается, но не целиком, точки усадки ограничиваются креплениями, сварными соединениями. Усадочные изменения характерны для обшивки морских судов, металлоконструкций в северных районах.
Вес стального листа
При покупке полуфабрикатов несложно применить геометрические формулы. Можно использовать калькуляторы и таблицы, или вычислить характеристики груза самостоятельно.Масса равна произведению объема и плотности:
m=V*P
Для определения объема необходимо перемножить следующие величины, удобнее считать в метрах:
- Длина;
- Ширина;
- Толщина.
Средняя масса углеродистой стали по системе СИ — 7850 кг/м³, она используется в большинстве онлайн-калькуляторов. Можно посмотреть точное значение в сопроводительной документации или округлить до 8, если требуется приблизительный расчет. Для вычисления веса пачки листов достаточно умножить полученное значение на количество единиц.
Горячий прокат не отличается точностью, поверхностные слои могут подвергаться неравномерному окислению, поэтому полученная величина будет относительной, но погрешности при транспортировке не существенны. Точный вес стального листа имеет важное значение при обшивке ангаров, промышленных холодильников, судов, обустройстве крыш.
Для расчета веса стального листа можно воспользоваться нашим калькулятором металла.
Оцените нашу статью
[Всего голосов: 2 Рейтинг статьи: 5]
Калькулятор
|
|
Топ продажФутеровка кислотоупорными материалами: кирпич, плитка, раствор, бетон
Осветительные мачты ПМС, прожекторная мачта ПМЖ, молниеотводы
Столбы освещения.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Чтобы определить, насколько тот или иной сплав черной или нержавеющий стали подходит для производства рассчитывается удельный вес металлопроката. Все металлические изделия, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных металлов, к примеру, из железа, латуни или алюминия, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Иными словами, отношение объема сплава к его массе — удельная плотность (кг/м3), является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества. Плотность сплава рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.
Для определения физического значения удельной плотности в кг/м3 нужно табличную величину в г/см3 умножить на 1000. Например, так можно узнать какова плотность железа — 7850 кг/м3.
Удельный вес металлов — ρ, свойства, обозначения металлов, температура плавления — t
Методика вычисления массы детали заключается в вычислении ее объема, который затем умножается на плотность материала, из которого она изготовлена. Плотность — это масса одного кубического сантиметра или кубического метра металла или сплава.
Вопросы и ответыКак рассчитать вес стали
Обновлено 25 сентября 2019 г.
Автор S. Hussain Ather
Сталь вокруг вас. От инфраструктуры строительства до хирургических инструментов, вы многое поймете, если узнаете о широком спектре назначений стали. Свойства стали зависят от того, как она изготовлена для этих целей, а конкретный состав может иметь большое влияние на массу и, следовательно, на вес стали. Лучший способ рассчитать массу стали и ее вес основан на ее плотности и объеме, который у вас есть.
Вес стали по объему
Вес стали можно рассчитать, используя уравнение веса W = m_g для веса _W в ньютонах, массы m в килограммах и постоянного ускорения свободного падения 9,8 м/с 2 . Масса объекта измеряет количество материи, содержащейся в объекте, а вес — это сила, с которой объект действует на Землю из-за гравитации.
Используя уравнение веса, если вы знаете массу объекта, вы можете использовать ее для расчета веса. Один ньютон примерно равен 0,224809.фунтов силы.
Вы также можете использовать плотность стали для расчета массы. Плотность объекта — это масса, деленная на объем, поэтому вы можете умножить плотность на объем, чтобы получить массу. Обязательно следите за единицами измерения для этих расчетов. Если у вас есть 10 см 3 стали с плотностью 7,85 г/см 3 , масса будет 78,5 г или 0,0785 кг. Вы можете преобразовать массу в вес, умножив ее на 9,8 м/с 2 , чтобы получить 0,77 ньютона стали.
Вы также можете определить плотность стали, используя ее удельный вес. Удельный вес или относительная плотность — это отношение плотности физического материала к плотности воды. Удельный вес углеродистой стали составляет 7,8. Это число не имеет единиц измерения, потому что оно представляет собой отношение одной плотности к другой плотности: другими словами, единицы, используемые в плотности как для стали, так и для воды, сокращаются.
Различные значения плотности стали
Плотность стали зависит от способа ее изготовления. Различные методы измерения плотности стали позволяют определить, какой из них лучше всего соответствует вашим потребностям.
Плотность стали зависит от способа ее изготовления. Металлическая сталь, используемая для инструментов, составляет 7,715 г/см 3 , кованый металл 7,75 г/см 3 , инструменты из углеродистой стали 7,82 г/см 3 , металл чистого железа 7,86 г/см 3 а металлическая мягкая сталь (с очень небольшим содержанием углерода) составляет 7,87 г/см 3 . Эти различные значения плотности стали подходят для различных целей.
Иногда вес стали указывается относительно толщины стали. 40,80 фунтов/фут 2 из стали имеет толщину 1 дюйм, согласно Engineering Toolbox. Умножьте этот вес в фунтах на квадратный фут на площадь стального листа в квадратных футах, чтобы определить вес в фунтах.
Типы стали
Существует четыре основных способа разделения различных типов стали на углеродистую сталь, легированную сталь, нержавеющую сталь и инструментальную сталь с различными свойствами стали. Углеродистые стали тверды и хрупки для использования в производственных машинах. Легированные стали содержат другие элементы, такие как ванадий, молибден и медь, поэтому их можно использовать в ножах и шестернях.
Вы можете использовать высокопрочную низколегированную сталь (HSLA) в стальных конструкциях, а также трубопроводах для газа и нефти. Эти типы на самом деле представляют собой разновидность углеродистой стали с добавлением других элементов для повышения прочности, коррозионной стойкости и чувствительности к теплу. Изделия из нержавеющей стали содержат микроэлементы хрома и никеля, что позволяет им сохранять свой цвет и структуру в трубах, хирургических инструментах, конструкциях. Они выдерживают коррозию и высокие температуры.
Инструментальная сталь изготавливается из вольфрама и молибдена и намного, намного тверже.
Они используются для инструментов, которые режут металлы. Сталь, изготовленная с высоким содержанием углерода, обычно используется в автомобилестроении. Хотя эти разные типы стали имеют разные стальные свойства, вы можете точно так же измерить их вес и массу, используя плотность и объем.
Reade Advanced Materials — Таблица удельного веса для металлов, минералов и керамики
Вещество/удельный вес (типовой)
| Глинозем | ~ 3,4 — 3,6 |
| Алюминий, штампованный | 2,55 — 2,80 |
| Сурьма | 6,68 |
| Барит / барит | 4,25 |
| Барий | 3,62 |
| Сульфат бария | 4,5 |
| Бентонит | 2,4 |
| Бериллий | 1,848 |
| Висмут | 9,79 |
| Бор | 2,34 |
| Латунь прокатная | 8,4 — 8,7 |
| Бронза, алюминий | 7,7 |
| Бронза, 7,9–14 % Sn | 7,4 — 8,9 |
| Бронза, люминофор | 8,88 |
| Карбонат кальция | 2,7 |
| Углерод | 2,26 |
| Цемент портланд | 1,5 |
| Церий | 6,77 |
| Цезий | 1,873 |
| Хром | 7,19 |
| Диоксид хрома (Cr203) | 5,22 |
| Оксид хрома (Cr02) | 4900 кг м-3 |
| Глины | 2,6 |
| Угольный шлак | 2,7 |
| Кобальт | 8,92 |
| Медь, литой прокат | 8,8–8,95 |
| Медная руда, колчедан | 4,1 — 4,3 |
| Алмаз | 2,26 |
| Доломит | 2,9 |
| Диспрозий | 8,55 |
| Эрбий | 9. 066 |
| Европий | 5,244 |
| Ферросилиций — 15% | 6,7-7,1 |
| Кремень/галька | 2,4–2,6 |
| Гадолиний | 7,9 |
| Галлий | 5,91 |
| Германий | 5,32 |
| Нейзильбер | 8,58 |
| Стеклянные бусины | 2,5 |
| Золото, кованое | 19,25 — 19,35 |
| Золотая монета (США) | 17,18 — 17,2 |
| Золото чистое | 19,32 |
| Гипс | 2,3 |
| Гафний | 13,31 |
| Гематит, зеркальный | 5,4 |
| Гольмий | 8,795 |
| Ильменит | 4,5- 5,0 |
| Индий | 7,31 |
| Йод | 4,93 |
| Иридий | 21,78 — 22,65 |
| Карбонат железа | 3. 9+ |
| Чугун, серое литье | 7,03 — 7,13 |
| Чугун литой, чушка | 7,2 |
| Железо кованое | 7,6 — 7,9 |
| Утюг, шпигелейзен | 7,5 |
| Железо, ферросилиций | 6,7-7,3 |
| Железная руда, гематит | 5,2 |
| Железо, руда, лимонит | 3,6–4,0 |
| Железная руда, магнетит | 4,9–5,2 |
| Железная руда, зеркальная | 5,4 |
| Железный шлак | 2,5–3,0 |
| Лантан | 6,17 |
| Свинец | 11,34 |
| Свинцовая руда, галенит | 7,3–7,6 |
| Оксид свинца (желтый) | 9,5 — 9,9 |
| Известняк | 2,8 |
| Литий | 0,53 |
| Лютеций | 9,84 |
| Магний | 1,738 |
| Марганец | 7,35 |
| Марганцевая руда, пиролюзит | 3,7–4,6 |
| Меркурий | 13,534 |
| Молибден | 10,22 |
| Монель-металл, катаный | 8,97 |
| Муллитовые шарики | 2,8 |
| Неодим | 7,00 |
| Никель | 8,9 |
| Ниобий | 8,57 |
| Осмий | 22,61 |
| Палладий | 12. 02 |
| Фосфор | 2,34 |
| Платина | 21,5 |
| Калий | 0,856 |
| Празеодим | 6,77 |
| Кварцевый песок | 7,00 |
| Рений | 21.02 |
| Родий | 12.41 |
| Рубидий | 1,532 |
| Рутений | 12,45 |
| Соль | 2,2 |
| Самарий | 7,52 |
| Песок, кварц | 2,6 |
| Песок, кварц | 7,0 |
| Скандий | 2,989 |
| Селен | 4,28 |
| Сиалон | 3,26 |
| Кремний | 2,33 |
| Карбид кремния | 3.1 |
| Нитрид кремния | 3,2 |
| Серебро, чистое | 10,4 — 10,6 |
| Натрий | 0,968 |
| Шарики из стеатита | 2,6–2,7 |
| Сталь, углерод | 7,8 |
| Сталь, хром | 7,8 |
| Сталь холоднотянутая | 7,83 |
| Сталь, станок | 7,80 |
| Сталь, нержавеющая сталь 440C | 7,7 |
| Сталь, инструмент | 7,70 — 7,73 |
| Стронций | 2,64 |
| Сера | 2,07 |
| Тантал | 16,69 |
| Теллур | 6,24 |
| Тербий | 8,27 |
| Таллий | 11,85 |
| Тулий | 9,32 |
| Олово, чистое | 7,2–7,5 |
| Оловянная руда, касситерит | 6,4 — 7,0 |
| Титан | 4,506 |
| Диоксид титана, анатаз | 3,77 |
| Олово, 100% чистота | 7,29 |
| 90 Sn и 10 Pb | 7,54 |
| 63 Sn и 37 Pb | 8,42 |
| 60 Sn и 40 Pb | 8,52 |
| 50 Sn и 50 Pb | 8,89 |
| 10 Sn и 90 Pb | 10,50 |
| 5 Sn и 95 Pb | 11. 00 |
| Вольфрам | 19,25 |
| Карбид вольфрама | 14,29 |
| Уран | 18,7 |
| Ванадий | 6.11 |
| Вода пресная | 1,0 |
| Иттербий | 6,97 |
| Иттрий | 4,47 |
| Цинк литой прокат | 6,9 — 7,2 |
| Цинк, руда, смесь | 3,9-4,2 |
| Цирконий стабилизированный (MgO) | 5,4 |
| Цирконий стабилизированный (REO) | 6.1 |
| Цирконий стабилизированный (Y203) | 6,0 |
| Цирконий | 6,506 |
| Силикат циркония | 3,85 |
1 кг/м3 = 0,0624 фунта/фут3 = 0,000036127 фунта/дюйм3
| Металл или сплав Вещество | Плотность (кг/м3) |
| Адмиралтейская латунь | 8525 |
| Алюминий | 2712 |
| Алюминий — расплавленный | 2560 — 2640 |
| Алюминиевая бронза (3-10% Al) | 7700 — 8700 |
| Алюминиевая фольга | 2700 -2750 |
| Антифрикционный металл | 9130 -10600 |
| Бериллий | 1840 |
| Бериллиевая медь | 8100 — 8250 |
| Латунь — литье | 8400 — 8700 |
| Латунь — катаная и тянутая | 8430 — 8730 |
| Бронза-свинец | 7700 — 8700 |
| Бронза — фосфористая | 8780 — 8920 |
| Бронза (8-14% Sn) | 7400 — 8900 |
| Чугун | 6800 — 7800 |
| Химический свинец | 11340 |
| Коболт | 8746 |
| Медь | 8930 |
| Мельхиор | 8940 |
| Дельта-металл | 8600 |
| Электрум | 8400 — 8900 |
| Золото | 19320 |
| Хастеллой | 9245 |
| Инконель | 8497 |
| Инколой | 8027 |
| Железо | 7850 |
| Свинец | 11340 |
| Легкий сплав на основе Al | 2560 — 2800 |
| Легкий сплав на основе Mg | 1760 — 1870 |
| Магний | 1738 |
| Марганцевая бронза | 8359 |
| Меркурий | 13593 |
| Молибден | 10188 |
| Монель | 8360 — 8840 |
| Никель | 8800 |
| Нейзильбер | 8400 — 8900 |
| Платина | 21400 |
| Плутоний | 19816 |
| Красная латунь | 8746 |
| Серебро | 10490 |
| Припой 50/50 Pb Sn | 8885 |
| Нержавеющая сталь | 7480 — 8000 |
| Сталь | 7850 |
| Олово | 7280 |
| Титан | 4500 |
| Вольфрам | 19600 |
| Уран | 18900 |
| Ванадий | 5494 |
| Белый металл | 7100 |
| Кованое железо | 7750 |
| Цинк | 7135 |
| Желтая латунь | 8470 |
Источник
Важное замечание: READE предоставляет приведенную выше информацию бесплатно и делает все возможное, чтобы быть точной.