1 cm3 αλουμινίου έχει μάζα 2,7. Ειδικό βάρος αλουμινίου

Όλα τα μέταλλα έχουν ορισμένες φυσικές και μηχανικές ιδιότητες, οι οποίες, στην πραγματικότητα, καθορίζουν το ειδικό τους βάρος. Για να προσδιοριστεί πόσο κατάλληλο είναι ένα συγκεκριμένο κράμα σιδήρου ή ανοξείδωτου χάλυβα για παραγωγή, υπολογίζεται το ειδικό βάρος του έλασης μετάλλου. Όλα τα μεταλλικά προϊόντα που έχουν τον ίδιο όγκο, αλλά είναι κατασκευασμένα από διαφορετικά μέταλλα, για παράδειγμα, σίδηρο, ορείχαλκο ή αλουμίνιο, έχουν διαφορετική μάζα, η οποία εξαρτάται άμεσα από τον όγκο του. Με άλλα λόγια, ο λόγος του όγκου του κράματος προς τη μάζα - ειδική πυκνότητά του (kg/m3) είναι μια σταθερή τιμή που θα είναι χαρακτηριστική μιας δεδομένης ουσίας. Η πυκνότητα του κράματος υπολογίζεται χρησιμοποιώντας έναν ειδικό τύπο και σχετίζεται άμεσα με τον υπολογισμό του ειδικού βάρους του μετάλλου.

Το ειδικό βάρος ενός μετάλλου είναι ο λόγος του βάρους ενός ομοιογενούς σώματος αυτής της ουσίας προς τον όγκο του μετάλλου, δηλ. Αυτή είναι η πυκνότητα, στα βιβλία αναφοράς μετριέται σε kg/m3 ή g/cm3. Από εδώ μπορείτε να υπολογίσετε τον τύπο για να βρείτε το βάρος ενός μετάλλου. Για να το βρείτε αυτό, πρέπει να πολλαπλασιάσετε την τιμή της πυκνότητας αναφοράς με τον όγκο.

Ο πίνακας δείχνει τις πυκνότητες των μη σιδηρούχων μετάλλων και του σιδηρούχου σιδήρου. Ο πίνακας χωρίζεται σε ομάδες μετάλλων και κραμάτων, όπου κάτω από κάθε όνομα αναγράφεται ο βαθμός σύμφωνα με το GOST και η αντίστοιχη πυκνότητα σε g/cm3, ανάλογα με το σημείο τήξης. Για να προσδιορίσετε τη φυσική τιμή της ειδικής πυκνότητας σε kg/m3, πρέπει να πολλαπλασιάσετε την πινακοποιημένη τιμή σε g/cm3 επί 1000. Για παράδειγμα, με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να μάθετε ποια είναι η πυκνότητα του σιδήρου - 7850 kg/m3.

Το πιο χαρακτηριστικό σιδηρούχο μέταλλο είναι ο σίδηρος. Η τιμή της πυκνότητας των 7,85 g/cm3 μπορεί να θεωρηθεί ως το ειδικό βάρος του σιδηρούχου μετάλλου με βάση το σίδηρο. Τα σιδηρούχα μέταλλα στον πίνακα περιλαμβάνουν σίδηρο, μαγγάνιο, τιτάνιο, νικέλιο, χρώμιο, βανάδιο, βολφράμιο, μολυβδαίνιο και σιδηρούχα κράματα που βασίζονται σε αυτά, για παράδειγμα, ανοξείδωτο χάλυβα (πυκνότητα 7,7-8,0 g/cm3), μαύρο χάλυβα (πυκνότητα 7,85 g /cm3) χρησιμοποιείται κυρίως χυτοσίδηρος (πυκνότητα 7,0-7,3 g/cm3). Τα υπόλοιπα μέταλλα θεωρούνται μη σιδηρούχα, καθώς και τα κράματα που βασίζονται σε αυτά. Τα μη σιδηρούχα μέταλλα στον πίνακα περιλαμβάνουν τους ακόλουθους τύπους:

− φως - μαγνήσιο, αλουμίνιο.

− ευγενή μέταλλα (πολύτιμα) - πλατίνα, χρυσός, ασήμι και ημιπολύτιμος χαλκός.

− μέταλλα χαμηλής τήξης – ψευδάργυρος, κασσίτερος, μόλυβδος.

Τραπέζι. Ειδικό βάρος μετάλλων, ιδιότητες, ονομασίες μετάλλων, σημείο τήξης
Όνομα μετάλλου, ονομασία	Ατομικό βάρος	Σημείο τήξεως, °C	Ειδικό βάρος, g/cc
Ψευδάργυρος Zn (Ψευδάργυρος)	65,37	419,5	7,13
Αλουμίνιο Αλ	26,9815	659	2,69808
Μόλυβδος Pb (μόλυβδος)	207,19	327,4	11,337
Tin Sn (Tin)	118,69	231,9	7,29
Χαλκός Cu (Χαλκός)	63,54	1083	8,96
Titanium Ti (Titanium)	47,90	1668	4,505
Nickel Ni (νικέλιο)	58,71	1455	8,91
Μαγνήσιο Mg (Μαγνήσιο)	24	650	1,74
Βανάδιο V	6	1900	6,11
Tungsten W (Wolframium)	184	3422	19,3
Chrome Cr (Chromium)	51,996	1765	7,19
Molybdenum Mo (Molybdaenum)	92	2622	10,22
Silver Ag (Argentum)	107,9	1000	10,5
Tantalum Ta (Ταντάλ)	180	3269	16,65
Σίδηρος Fe (Σίδηρος)	55,85	1535	7,85
Gold Au (Aurum)	197	1095	19,32
Platinum Pt (Platina)	194,8	1760	21,45

Κατά την έλαση ακατέργαστων μη σιδηρούχων μετάλλων, είναι επίσης απαραίτητο να γνωρίζετε ακριβώς τη χημική τους σύνθεση, καθώς οι φυσικές τους ιδιότητες εξαρτώνται από αυτό.
Για παράδειγμα, εάν το αλουμίνιο περιέχει ακαθαρσίες (ακόμη και εντός 1%) πυριτίου ή σιδήρου, τότε τα πλαστικά χαρακτηριστικά ενός τέτοιου μετάλλου θα είναι πολύ χειρότερα.
Μια άλλη απαίτηση για τη θερμή έλαση μη σιδηρούχων μετάλλων είναι ο εξαιρετικά ακριβής έλεγχος θερμοκρασίας του μετάλλου. Για παράδειγμα, ο ψευδάργυρος απαιτεί θερμοκρασία αυστηρά 180 βαθμών κατά την κύλιση - εάν είναι ελαφρώς υψηλότερη ή ελαφρώς χαμηλότερη, το ιδιότροπο μέταλλο θα χάσει απότομα την ολκιμότητα του.
Ο χαλκός είναι πιο «πιστός» στη θερμοκρασία (μπορεί να τυλιχτεί στους 850 – 900 μοίρες), αλλά απαιτεί ο κλίβανος τήξης να έχει ατμόσφαιρα οξειδωτικής (με υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο) - διαφορετικά γίνεται εύθραυστο.

Πίνακας ειδικού βάρους κραμάτων μετάλλων

Το ειδικό βάρος των μετάλλων προσδιορίζεται συχνότερα σε εργαστηριακές συνθήκες, αλλά στην καθαρή τους μορφή χρησιμοποιούνται πολύ σπάνια στην κατασκευή. Πολύ συχνότερα χρησιμοποιούνται κράματα μη σιδηρούχων μετάλλων και κράματα σιδηρούχων μετάλλων, τα οποία ανάλογα με το ειδικό τους βάρος χωρίζονται σε ελαφριά και βαριά.

Τα ελαφρά κράματα χρησιμοποιούνται ενεργά από τη σύγχρονη βιομηχανία λόγω της υψηλής αντοχής τους και των καλών μηχανικών ιδιοτήτων τους σε υψηλή θερμοκρασία. Τα κύρια μέταλλα τέτοιων κραμάτων είναι το τιτάνιο, το αλουμίνιο, το μαγνήσιο και το βηρύλλιο. Όμως τα κράματα με βάση το μαγνήσιο και το αλουμίνιο δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε επιθετικά περιβάλλοντα και σε υψηλές θερμοκρασίες.

Τα βαριά κράματα βασίζονται σε χαλκό, κασσίτερο, ψευδάργυρο και μόλυβδο. Μεταξύ των βαρέων κραμάτων, ο μπρούντζος (κράμα χαλκού με αλουμίνιο, κράμα χαλκού με κασσίτερο, μαγγάνιο ή σίδηρο) και ο ορείχαλκος (κράμα ψευδαργύρου και χαλκού) χρησιμοποιούνται σε πολλές βιομηχανίες. Από αυτές τις ποιότητες κραμάτων παράγονται αρχιτεκτονικά μέρη και εξαρτήματα υγιεινής.

Ο παρακάτω πίνακας αναφοράς δείχνει τα κύρια ποιοτικά χαρακτηριστικά και το ειδικό βάρος των πιο κοινών κραμάτων μετάλλων. Ο κατάλογος παρέχει δεδομένα σχετικά με την πυκνότητα των κραμάτων βασικών μετάλλων σε θερμοκρασία περιβάλλοντος 20°C.

Κατάλογος κραμάτων μετάλλων	Πυκνότητα κραμάτων (kg/m3)
Admiralty Brass - Admiralty Brass (30% ψευδάργυρος και 1% κασσίτερος)	8525
Aluminium bronze - Aluminium Bronze (3-10% αλουμίνιο)	7700 - 8700
Babbitt - Αντιτριβικό μέταλλο	9130 -10600
Beryllium bronze (beryllium copper) - Beryllium Copper	8100 - 8250
Delta metal - Delta metal	8600
Κίτρινο ορείχαλκο - Yellow Brass	8470
Φωσφόρος μπρούτζος - Χάλκινος - φωσφόρος	8780 - 8920
Κοινά χάλκινα - Χάλκινα (8-14% Sn)	7400 - 8900
Ινκονέλ - Ινκονέλ	8497
Incoloy	8027
Κατεργασμένος σίδηρος	7750
Κόκκινος ορείχαλκος (χαμηλός ψευδάργυρος) - Red Brass	8746
Ορείχαλκος, χύτευση - Μπρούτζος - χύτευση	8400 - 8700
Ορείχαλκος , ενοικίαση - Ορείχαλκος - έλασης και τραβήγματος	8430 - 8730
Πνεύμονες κράματα αλουμίνιο - Ελαφρύ κράμα με βάση το Αλ	2560 - 2800
Πνεύμονες κράματα μαγνήσιο - Ελαφρύ κράμα με βάση Mg	1760 - 1870
Μαγγάνιο Χάλκινο	8359
Κουρονικέλιο - Κουρονικέλιο	8940
Monel	8360 - 8840
Ανοξείδωτο ατσάλι	7480 - 8000
Nickel silver - Νικέλιο ασήμι	8400 - 8900
Συγκόλληση 50% κασσίτερος/50% μόλυβδος - Συγκόλληση 50/50 Sn Pb	8885
Ελαφρύ κράμα κατά της τριβής για ρουλεμάν χύτευσης = ματ που περιέχει 72-78% Cu - Λευκό μέταλλο	7100
Μόλυβδος χάλκινος, Χάλκινος - μόλυβδος	7700 - 8700
Ανθρακούχο χάλυβα - Χάλυβας	7850
Hastelloy - Hastelloy	9245
Μαντεμένιο - Μαντεμένιο	6800 - 7800
Electrum (κράμα χρυσού-αργύρου, 20% Au) - Electrum	8400 - 8900

Η πυκνότητα των μετάλλων και των κραμάτων που παρουσιάζονται στον πίνακα θα σας βοηθήσει να υπολογίσετε το βάρος του προϊόντος. Η μέθοδος για τον υπολογισμό της μάζας ενός εξαρτήματος είναι ο υπολογισμός του όγκου του, ο οποίος στη συνέχεια πολλαπλασιάζεται με την πυκνότητα του υλικού από το οποίο είναι κατασκευασμένο. Πυκνότητα είναι η μάζα ενός κυβικού εκατοστού ή κυβικού μέτρου ενός μετάλλου ή κράματος. Οι τιμές μάζας που υπολογίζονται σε μια αριθμομηχανή χρησιμοποιώντας τύπους μπορεί να διαφέρουν από τις πραγματικές κατά αρκετά τοις εκατό. Αυτό δεν συμβαίνει επειδή οι τύποι δεν είναι ακριβείς, αλλά επειδή στη ζωή όλα είναι λίγο πιο περίπλοκα από ό,τι στα μαθηματικά: οι ορθές γωνίες δεν είναι απολύτως σωστές, οι κύκλοι και οι σφαίρες δεν είναι ιδανικές, η παραμόρφωση του τεμαχίου κατά την κάμψη, το ανάγλυφο και το σφυρηλάτηση οδηγεί σε ανομοιομορφία του πάχους του, και μπορείτε να απαριθμήσετε ένα σωρό περισσότερες αποκλίσεις από το ιδανικό. Το τελευταίο χτύπημα στην επιθυμία μας για ακρίβεια προέρχεται από το τρίψιμο και το γυάλισμα, που οδηγούν σε απρόβλεπτη απώλεια βάρους στο προϊόν. Επομένως, οι λαμβανόμενες τιμές θα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως ενδεικτικές.

Σήμερα, έχουν αναπτυχθεί πολλές πολύπλοκες δομές και συσκευές που χρησιμοποιούν μέταλλα και τα κράματά τους με διαφορετικές ιδιότητες. Για να χρησιμοποιήσουν το καταλληλότερο κράμα σε μια συγκεκριμένη δομή, οι σχεδιαστές το επιλέγουν σύμφωνα με τις απαιτήσεις αντοχής, ρευστότητας, ελαστικότητας κ.λπ., καθώς και με τη σταθερότητα αυτών των χαρακτηριστικών στο απαιτούμενο εύρος θερμοκρασίας. Στη συνέχεια, υπολογίζεται η απαιτούμενη ποσότητα μετάλλου που απαιτείται για την παραγωγή προϊόντων από αυτό. Για να γίνει αυτό, πρέπει να κάνετε έναν υπολογισμό με βάση το ειδικό βάρος του. Αυτή η τιμή είναι σταθερή - αυτό είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά των μετάλλων και των κραμάτων, που πρακτικά συμπίπτει με την πυκνότητα. Είναι εύκολο να υπολογιστεί: πρέπει να διαιρέσετε το βάρος (P) ενός κομματιού στερεού μετάλλου με τον όγκο του (V). Η τιμή που προκύπτει συμβολίζεται με γ και μετράται σε Newton ανά κυβικό μέτρο.

Τύπος ειδικού βάρους:

Με βάση το γεγονός ότι το βάρος πολλαπλασιάζεται με την επιτάχυνση της βαρύτητας, παίρνουμε τα εξής:

Τώρα για τις μονάδες μέτρησης ειδικού βάρους. Τα παραπάνω Newton ανά κυβικό μέτρο βρίσκονται στο σύστημα SI. Εάν χρησιμοποιείται το μετρικό σύστημα GHS, τότε αυτή η τιμή μετράται σε dynes ανά κυβικό εκατοστό. Για την ένδειξη του ειδικού βάρους στο σύστημα MKSS, χρησιμοποιείται η ακόλουθη μονάδα: χιλιόγραμμο-δύναμη ανά κυβικό μέτρο. Μερικές φορές είναι αποδεκτή η χρήση δύναμης γραμμαρίου ανά κυβικό εκατοστό - αυτή η μονάδα βρίσκεται έξω από όλα τα μετρικά συστήματα. Οι βασικές σχέσεις είναι οι εξής:

1 dyne/cm3 = 1,02 kg/m3 = 10 n/m3.

Όσο υψηλότερη είναι η τιμή ειδικού βάρους, τόσο πιο βαρύ είναι το μέταλλο. Για το ελαφρύ αλουμίνιο αυτή η τιμή είναι αρκετά μικρή - σε μονάδες SI είναι ίση με 2,69808 g/cm3 (για παράδειγμα, για χάλυβα είναι ίση με 7,9 g/cm3). Το αλουμίνιο, όπως και τα κράματά του, έχει μεγάλη ζήτηση σήμερα και η παραγωγή του αυξάνεται συνεχώς. Εξάλλου, αυτό είναι ένα από τα λίγα μέταλλα που χρειάζονται για τη βιομηχανία, η προμήθεια του οποίου βρίσκεται στον φλοιό της γης. Γνωρίζοντας το ειδικό βάρος του αλουμινίου, μπορείτε να υπολογίσετε οποιοδήποτε προϊόν που κατασκευάζεται από αυτό. Για αυτό, υπάρχει μια βολική αριθμομηχανή μετάλλων ή μπορείτε να κάνετε τον υπολογισμό χειροκίνητα λαμβάνοντας το ειδικό βάρος του επιθυμητού κράματος αλουμινίου από τον παρακάτω πίνακα.

Ωστόσο, είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη ότι αυτό είναι το θεωρητικό βάρος των προϊόντων έλασης, καθώς η περιεκτικότητα σε πρόσθετα στο κράμα δεν είναι αυστηρά καθορισμένη και μπορεί να κυμαίνεται εντός μικρών ορίων, τότε το βάρος των προϊόντων έλασης του ίδιου μήκους, αλλά από διαφορετικούς κατασκευαστές ή παρτίδες μπορεί να διαφέρουν, φυσικά αυτή η διαφορά είναι μικρή, αλλά υπάρχει.

Ακολουθούν μερικά παραδείγματα υπολογισμού:

Παράδειγμα 1. Υπολογίστε το βάρος του σύρματος αλουμινίου Α97 με διάμετρο 4 mm και μήκος 2100 μέτρα.

Ας προσδιορίσουμε το εμβαδόν διατομής του κύκλου S=πR 2 σημαίνει S=3,1415 2 2 =12,56 cm 2

Ας προσδιορίσουμε το βάρος των προϊόντων έλασης γνωρίζοντας ότι το ειδικό βάρος του βαθμού A97 = 2,71 g/cm 3

Μ=12,56·2,71·2100=71478,96 γραμμάρια = 71,47 κιλά

Σύνολοβάρος σύρματος 71,47 κιλά

Παράδειγμα 2. Υπολογίστε το βάρος ενός κύκλου από αλουμίνιο AL8 με διάμετρο 60 mm και μήκος 150 cm σε ποσότητα 24 τεμαχίων.

Ας προσδιορίσουμε το εμβαδόν διατομής του κύκλου S=πR 2 σημαίνει S=3,1415 3 2 =28,26 cm 2

Ας προσδιορίσουμε το βάρος του προϊόντος έλασης γνωρίζοντας ότι το ειδικό βάρος της κατηγορίας AL8 = 2,55 g/cm 3

Πόσο ζυγίζει 1 κύβος αλουμίνιο, duralumin D 16, silumin Βάρος 1 m3 αλουμίνιο, duralumin, ασήμι μέταλλο Al. Ο αριθμός των κιλών σε 1 κυβικό μέτρο κράματος αλουμινίου, ο αριθμός των τόνων σε 1 κυβικό μέτρο κράματος ντουραλουμίου, το κιλό σε 1 m3 αεροσκάφους. Μαζική πυκνότητα ειδικού βάρους αλουμινίου από κράμα αλουμινίου ντουραλούμ D 16, φτερωτό μέταλλο Al.

Τι θέλουμε να μάθουμε σήμερα; Πόσο ζυγίζει 1 κύβος αλουμινίου, κράμα ντουραλουμίου, το βάρος 1 m3 αλουμίνιο, σιλουμίνιο, ασήμι μέταλλο Al; Κανένα πρόβλημα, μπορείτε να μάθετε τον αριθμό των κιλών ή τον αριθμό των τόνων ταυτόχρονα, τη μάζα του αργύρου μετάλλου Al (το βάρος ενός κυβικού μέτρου Duralumin D 16, το βάρος ενός κύβου αεροσκάφους AB, το βάρος ενός κυβικό μέτρο Duralumin, το βάρος 1 m3 silumin) υποδεικνύονται στον Πίνακα 1. Αν κάποιος ενδιαφέρεται, μπορείτε να διαβάσετε το μικρό κείμενο παρακάτω και να διαβάσετε μερικές εξηγήσεις. Πώς μετράται η ποσότητα ουσίας, υλικού, υγρού ή αερίου που χρειαζόμαστε; Εκτός από εκείνες τις περιπτώσεις όπου είναι δυνατό να μειωθεί ο υπολογισμός της απαιτούμενης ποσότητας στην καταμέτρηση αγαθών, προϊόντων, στοιχείων σε τεμάχια (μέτρηση τεμαχίων), είναι ευκολότερο για εμάς να προσδιορίσουμε την απαιτούμενη ποσότητα με βάση τον όγκο και το βάρος (μάζα) . Στην καθημερινή ζωή, η πιο κοινή μονάδα μέτρησης όγκου για εμάς είναι το 1 λίτρο. Ωστόσο, ο αριθμός των λίτρων που είναι κατάλληλοι για οικιακούς υπολογισμούς δεν είναι πάντα ο κατάλληλος τρόπος για τον προσδιορισμό του όγκου για τις επιχειρηματικές δραστηριότητες. Επιπλέον, τα λίτρα στη χώρα μας δεν έχουν γίνει γενικά αποδεκτή μονάδα «παραγωγής» και εμπορίας μέτρησης όγκου. Ένα κυβικό μέτρο, ή στη συντομευμένη του εκδοχή - ένας κύβος, αποδείχθηκε ότι ήταν μια αρκετά βολική και δημοφιλής μονάδα όγκου για πρακτική χρήση. Έχουμε συνηθίσει να μετράμε σχεδόν όλες τις ουσίες, τα υγρά, τα υλικά ακόμα και τα αέρια σε κυβικά μέτρα. Είναι πραγματικά βολικό. Άλλωστε, το κόστος, οι τιμές, οι συντελεστές, τα ποσοστά κατανάλωσης, τα τιμολόγια, οι συμβάσεις προμήθειας είναι σχεδόν πάντα συνδεδεμένα με κυβικά μέτρα (κύβους) και πολύ λιγότερο συχνά με λίτρα. Επομένως, στον Πίνακα 1 υποδείξαμε πόσο ζυγίζει 1 κυβικό μέτρο κράματος αλουμινίου (1 κυβικό μέτρο ντουραλουμίνιο, 1 κυβικό μέτρο αεροσκάφους) σε κιλά (kg) και τόνους (t). Επιλέξτε τη στήλη του πίνακα που χρειάζεστε μόνοι σας. Παρεμπιπτόντως, όταν ρωτάμε πόσο ζυγίζει 1 κυβικό μέτρο (1 m3) κράματος ντουραλουμίου, εννοούμε τον αριθμό των κιλών σιλουμίνιο ή τον αριθμό των τόνων αλουμινίου. Ωστόσο, από φυσική άποψη, μας ενδιαφέρει η πυκνότητα του αλουμινίου ή το ειδικό βάρος του αργύρου μετάλλου Αλ. Η μάζα μιας μονάδας όγκου ή η ποσότητα της ουσίας που τοποθετείται σε μια μονάδα όγκου είναι η χύδην πυκνότητα του ντουραλουμίου ή το ειδικό βάρος του αλουμινίου. Σε αυτή την περίπτωση χύδην πυκνότητα κράματος αλουμινίου και ειδικό βάρος αλουμινίου.Η πυκνότητα του duralumin και το ειδικό βάρος του Avial AB (φτερωτό μέταλλο Al) στη φυσική συνήθως μετρώνται όχι σε kg/m3 ή σε τόνους/m3, αλλά σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό: g/cm3. Επομένως, στον Πίνακα 1, το ειδικό βάρος του κράματος αλουμινίου και η πυκνότητα του αλουμινίου, ντουραλουμίου, κράματος ντουραλουμίου (συνώνυμα) υποδεικνύονται σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό (g/cm3)

Πίνακας 1. Πόσο ζυγίζει 1 κύβος αλουμινίου, κράμα ντουραλουμίου, το βάρος 1 m3 αλουμινίου - ένα φτερωτό μέταλλο. Χύδην πυκνότητα κράματος αλουμινίου και ειδικό βάρος αλουμινίου σε g/cm3. Πόσα κιλά υπάρχουν σε έναν κύβο ντουραλουμίνης, τόνοι σε 1 κυβικό μέτρο ντουραλουμίνης, κιλά σε 1 κυβικό μέτρο σιλουμίνης, τόνοι σε 1 m3 ασήμι μέταλλο Αλ.