1 cm3 alumínium tömege 2,7. Az alumínium fajsúlya

Minden fém rendelkezik bizonyos fizikai és mechanikai tulajdonságokkal, amelyek valójában meghatározzák a fajsúlyukat. Annak meghatározásához, hogy a fekete vagy rozsdamentes acél egyik vagy másik ötvözete hogyan alkalmas a gyártásra, kiszámítják a hengerelt fém fajsúlyát. Minden fémtermék, amelynek térfogata azonos, de különböző fémekből, például vasból, sárgarézből vagy alumíniumból készül, eltérő tömegű, ami közvetlenül függ a térfogatától. Más szóval, az ötvözet térfogatának és tömegének aránya - a fajlagos sűrűség (kg / m3) - egy állandó érték, amely egy adott anyagra jellemző lesz. Az ötvözet sűrűségét egy speciális képlet segítségével számítják ki, és közvetlenül kapcsolódik a fém fajsúlyának kiszámításához.

A fém fajsúlya ennek az anyagnak a homogén testének tömegének a fém térfogatához viszonyított aránya, azaz. ez a sűrűség, a kézikönyvekben kg / m3-ben vagy g / cm3-ben mérik. Innen kiszámolhatja a képletet, hogyan lehet megtudni a fém súlyát. Ennek megállapításához meg kell szoroznia a sűrűség referenciaértékét a térfogattal.

A táblázat a színes- és feketevas fémek sűrűségét adja meg. A táblázat fémek és ötvözetek csoportjaira van felosztva, ahol minden név alatt a GOST szerinti minőség és a megfelelő sűrűség g / cm3-ben van feltüntetve, az olvadási hőmérséklettől függően. A fajlagos sűrűség kg / m3-ben kifejezett fizikai értékének meghatározásához meg kell szoroznia a g / cm3-ben megadott táblázatos értéket 1000-rel. Például így megtudhatja, mi a vas sűrűsége - 7850 kg / m3.

A legjellemzőbb vasfém a vas. A sűrűségérték - 7,85 g/cm3 - a vas alapú vasfém fajsúlyának tekinthető. A táblázatban szereplő vasfémek közé tartozik a vas, mangán, titán, nikkel, króm, vanádium, volfrám, molibdén és ezeken alapuló vasötvözetek, például rozsdamentes acélok (sűrűsége 7,7-8,0 g / cm3), vasacélok (sűrűsége 7,85 g) /cm3) öntöttvas (sűrűsége 7,0-7,3 g/cm3) főként. A fennmaradó fémeket színesfémeknek, valamint az ezeken alapuló ötvözeteknek tekintik. A táblázatban szereplő színesfémek a következő típusokat tartalmazzák:

− könnyű - magnézium, alumínium;

− nemesfémek (nemesfémek) – platina, arany, ezüst és féldrézréz;

− olvadó fémek – cink, ón, ólom.

Asztal. Fémek fajsúlya, tulajdonságai, fémek megnevezése, olvadáspontja
A fém neve, megnevezése	Atomtömeg	Olvadáspont, °C	Fajsúly, g / cc
Cink Zn (Cink)	65,37	419,5	7,13
Alumínium Al (alumínium)	26,9815	659	2,69808
Ólom Pb (ólom)	207,19	327,4	11,337
ón Sn (ón)	118,69	231,9	7,29
réz réz (réz)	63,54	1083	8,96
Titanium Ti (titán)	47,90	1668	4,505
Nikkel Ni (nikkel)	58,71	1455	8,91
Magnézium Mg (Magnézium)	24	650	1,74
Vanádium V (Vanádium)	6	1900	6,11
Tungsten W (Wolframium)	184	3422	19,3
Chrome Cr (Chromium)	51,996	1765	7,19
Molibdén Mo (Molybdaenum)	92	2622	10,22
Silver Ag (Argentum)	107,9	1000	10,5
tantál ta (tantal)	180	3269	16,65
vas vas (vas)	55,85	1535	7,85
Gold Au (Aurum)	197	1095	19,32
Platina Pt (Platina)	194,8	1760	21,45

Színesfémekből készült nyersdarabok hengerelésekor továbbra is pontosan ismerni kell azok kémiai összetételét, mivel fizikai tulajdonságaik ettől függenek.
Például, ha az alumínium szilícium vagy vas szennyeződéseket tartalmaz (legalább 1% -on belül), akkor egy ilyen fém műanyag jellemzői sokkal rosszabbak lesznek.
A színesfémek meleghengerlésének másik követelménye a fém rendkívül pontos hőmérsékletszabályozása. Például a cink szigorúan 180 fokos hőmérsékletet igényel a hengerlés során - ha valamivel magasabb vagy valamivel alacsonyabb, a szeszélyes fém élesen elveszíti plaszticitását.
A réz inkább "hűséges" a hőmérséklethez (850 - 900 fokon hengerelhető), de oxidáló (magas oxigéntartalmú) atmoszférát igényel az olvasztókemencében - különben törékennyé válik.

Fémötvözetek fajsúlyának táblázata

A fémek fajsúlyát leggyakrabban laboratóriumban határozzák meg, de tiszta formában nagyon ritkán használják őket az építőiparban. Sokkal elterjedtebb a színesfémötvözetek és vasfémötvözetek alkalmazása, melyeket fajsúlyuk szerint könnyű és nehéz ötvözetekre osztanak.

A könnyűötvözeteket a modern ipar aktívan használja nagy szilárdságuk és jó magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságaik miatt. Az ilyen ötvözetek fő fémei a titán, az alumínium, a magnézium és a berillium. A magnézium és alumínium alapú ötvözetek azonban nem használhatók agresszív környezetben és magas hőmérsékleten.

A nehéz ötvözetek réz, ón, cink és ólom alapúak. A nehéz ötvözetek közül számos iparágban használják a bronzot (réz ötvözete alumíniummal, réz ötvözete ónnal, mangánnal vagy vassal) és sárgarezet (cink és réz ötvözete). Az építészeti részletek és a szaniter szerelvények ezekből az ötvözetekből készülnek.

Az alábbi referencia táblázat a legelterjedtebb fémötvözetek főbb minőségi jellemzőit és fajsúlyát mutatja be. A lista a főbb fémötvözetek sűrűségére vonatkozó adatokat tartalmazza 20°C-os környezeti hőmérsékleten.

Fémötvözetek listája	Az ötvözetek sűrűsége (kg / m 3)
Admiralty sárgaréz - Admiralty Brass (30% cink és 1% ón)	8525
Alumínium bronz - Alumínium bronz (3-10% alumínium)	7700 - 8700
Babbit - Súrlódásgátló fém	9130 -10600
Berillium bronz (berillium réz) - Beryllium Copper	8100 - 8250
Delta metal - Wikiwand Delta metal	8600
Sárga sárgaréz - Sárga sárgaréz	8470
Foszforbronzok - Bronz - foszfor	8780 - 8920
Közönséges bronzok – bronz (8-14% Sn)	7400 - 8900
Inconel - Inconel	8497
Incoloy – Incoloy	8027
Temperöntvény - Kovácsoltvas	7750
Vörös sárgaréz (kevés cink) - Red Brass	8746
Sárgaréz, öntés - Sárgaréz - öntés	8400 - 8700
Sárgaréz , hengerelt - Sárgaréz - hengerelt és húzott	8430 - 8730
Tüdő ötvözetek alumínium - Al alapú könnyűötvözet	2560 - 2800
Tüdő ötvözetek magnézium - Mg alapú könnyűötvözet	1760 - 1870
Mangán bronz - mangán bronz	8359
Melchior - Cupronickel	8940
Monel – Monel	8360 - 8840
Rozsdamentes acél - Rozsdamentes acél	7480 - 8000
Nikkelezüst – Nikkelezüst	8400 - 8900
Forrasztás 50% ón/ 50% ólom - Forrasztás 50/50 Sn Pb	8885
Világos súrlódásgátló ötvözet öntőcsapágyakhoz = matt 72-78% Cu tartalommal - Fehér fém	7100
Ólombronzok, Bronz - ólom	7700 - 8700
Szénacél - Acél	7850
Hastelloy - Hastelloy	9245
Öntöttvas - Öntöttvas	6800 - 7800
Electrum (arany-ezüst ötvözet, 20% Au) - Electrum	8400 - 8900

A táblázatban bemutatott fémek és ötvözetek sűrűsége segít a termék súlyának kiszámításában. Az alkatrész tömegének kiszámításának technikája a térfogat kiszámítása, amelyet azután megszoroznak annak az anyagnak a sűrűségével, amelyből készült. A sűrűség egy köbcentiméter vagy köbméter fém vagy ötvözet tömege. A számológépen képletekkel számított tömegértékek több százalékkal eltérhetnek a valós értékektől. Ez nem azért van így, mert a képletek nem pontosak, hanem azért, mert az életben minden kicsit bonyolultabb, mint a matematikában: a derékszög nem egészen jó, a kör és a gömb nem ideális, a munkadarab deformációja hajlítás, hajlítás és lyukasztás során egyenetlen vastagsághoz vezet, és felsorolhat még egy csomó egyéb eltérést az ideálistól. A pontosság iránti elkötelezettségünk utolsó csapását a csiszolás és polírozás adja, ami kiszámíthatatlan súlycsökkenést eredményez. Ezért a kapott értékeket tájékoztató jellegűnek kell tekinteni.

Mára számos összetett szerkezetet és eszközt fejlesztettek ki, amelyek különböző tulajdonságú fémeket és ötvözeteiket használnak. Annak érdekében, hogy egy adott kivitelben a legmegfelelőbb ötvözetet alkalmazzák, a tervezők a szilárdság, folyékonyság, rugalmasság stb. követelményei szerint választják ki, valamint ezen jellemzők stabilitását a kívánt hőmérsékleti tartományban. Ezután kiszámítják a szükséges fémmennyiséget, amely szükséges a termékek előállításához. Ehhez a fajsúlya alapján kell számolnia. Ez az érték állandó - ez a fémek és ötvözetek egyik fő jellemzője, amely gyakorlatilag egybeesik a sűrűséggel. Kiszámítása egyszerű: el kell osztani egy szilárd fémdarab tömegét (P) a térfogatával (V). A kapott értéket γ-val jelöljük, és Newton per köbméterben mérjük.

Fajlagos gravitációs képlet:

Abból a tényből kiindulva, hogy a tömeg szorozva a szabadesés gyorsulásával, a következőket kapjuk:

Most a fajsúly ​​mértékegységeiről. A fenti newtonok köbméterenként az SI rendszerre vonatkoznak. Ha a CGS metrikus rendszert használjuk, akkor ezt az értéket dyne per köbcentiméterben mérjük. Az MKSS rendszerben a következő mértékegységet használják a fajsúly ​​jelölésére: kilogramm-erő köbméterenként. Néha elfogadható a gramm-erő köbcentiméterenkénti használata - ez a mértékegység kívül esik minden metrikus rendszeren. A fő arányokat a következőképpen kapjuk meg:

1 din / cm 3 \u003d 1,02 kg / m 3 \u003d 10 n / m 3.

Minél nagyobb a fajsúly, annál nehezebb a fém. Könnyű alumínium esetében ez az érték meglehetősen kicsi - SI-egységekben 2,69808 g / cm 3 (például acélnál 7,9 g / cm 3). Az alumíniumra, valamint ötvözeteire ma nagy a kereslet, gyártása folyamatosan növekszik. Hiszen ez azon kevés fémek egyike, amelyek az ipar számára szükségesek, és amelynek készlete a földkéregben van. Az alumínium fajsúlyának ismeretében bármilyen terméket kiszámíthat belőle. Ehhez van egy kényelmes fémkalkulátor, vagy manuálisan is kiszámolhatja a kívánt alumíniumötvözet fajsúlyának értékeit az alábbi táblázatból.

Fontos azonban figyelembe venni, hogy ez a hengerelt termékek elméleti súlya, mivel az ötvözet adalékanyag-tartalma nincs szigorúan meghatározva, és kis határok között változhat, akkor az azonos hosszúságú, de különböző gyártóktól eltérő hengerelt termékek tömege vagy tételek eltérhetnek, persze ez a különbség kicsi, de létezik.

Íme néhány számítási példa:

1. példa Számítsa ki a 4 mm átmérőjű és 2100 méter hosszú A97 alumíniumhuzal tömegét!

Határozzuk meg a kör keresztmetszeti területét S \u003d πR 2 jelentése S \u003d 3,1415 2 2 \u003d 12,56 cm 2

Határozzuk meg a hengerelt termékek súlyát, tudva, hogy a márka fajsúlya A97 \u003d 2,71 g / cm 3

M = 12,56 2,71 2100 \u003d 71478,96 gramm \u003d 71,47 kg

Teljes huzal súlya 71,47 kg

2. példa Kiszámoljuk egy 60 mm átmérőjű és 150 cm hosszú AL8 alumíniumból készült kör tömegét 24 darab mennyiségben.

Határozzuk meg a kör keresztmetszeti területét S \u003d πR 2 jelentése S \u003d 3,1415 3 2 \u003d 28,26 cm 2

A hengerelt termékek tömegét úgy határozzuk meg, hogy tudjuk, hogy az AL8 márka fajsúlya \u003d 2,55 g / cm 3

Mennyit nyom 1 kocka alumínium, duralumin D 16, szilumin 1 m3 alumínium, duralumínium, ezüst fém Al. 1 köbméter alumíniumötvözetben kilogramm, 1 köbméter duralumínium ötvözetben tonnák, 1 m3 repülőgépben kg. Alumínium térfogatsűrűsége alumíniumötvözet fajsúlya duralumínium D 16, szárnyas fém Al.

Mit akarunk ma tudni? Mennyit nyom 1 köbméter alumínium, duralumínium ötvözet, 1 m3 alumínium, szilumin, Al ezüst fém tömege? Nem probléma, megtudhatja egyszerre a kilogrammokat vagy a tonnák számát, az ezüst fém Al tömegét (egy köbméter duralumínium D 16 súlya, egy köbméter AB repülés súlya, egy köbméter duralumínium, 1 m3 szilumin tömege) az 1. táblázatban vannak feltüntetve. Ha valakit érdekel, az alábbi kis szöveget átlapozhatja, néhány magyarázatot elolvashat. Hogyan mérik meg a szükséges anyag, anyag, folyadék vagy gáz mennyiségét? Azon esetek kivételével, amikor a szükséges mennyiség számítását le lehet redukálni az áruk, termékek, elemek darabszámítására (darabszám), a mennyiség és tömeg alapján a legegyszerűbb meghatározni a szükséges mennyiséget ( tömeg). A mindennapi életben a számunkra legismertebb mértékegység az 1 liter. A háztartási számításokra alkalmas literszám azonban nem mindig alkalmazható a gazdasági tevékenység mennyiségének meghatározására. Ráadásul a liter hazánkban nem vált általánosan elfogadott "termelési" és kereskedelmi mennyiségi egységgé. Egy köbméter, vagy rövidített változatban - egy kocka, meglehetősen kényelmes és népszerű térfogategységnek bizonyult a gyakorlati használatra. Szinte minden anyagot, folyadékot, anyagot, sőt gázt is megszoktunk köbméterben mérni. Tényleg kényelmes. Hiszen ezek költsége, ára, tarifája, fogyasztási mértéke, tarifája, szállítási szerződése szinte mindig köbméterhez (kockához), jóval ritkábban literhez kötődik. A gyakorlati tevékenységekhez nem kevésbé fontos az ezt a térfogatot elfoglaló anyag térfogatának, hanem tömegének (tömegének) ismerete is: ebben az esetben arról beszélünk, hogy mennyit nyom 1 köbméter alumíniumötvözet, szárnyas fém Al. (1 köbméter duralumínium D 16, 1 köbméter, 1 m3 repülés). A tömeg és térfogat ismerete meglehetősen teljes képet ad a szilumin mennyiségéről. Az oldal látogatói, megkérdezve, hogy mennyit nyom 1 kocka duralumínium, alumínium, gyakran megjelölik az ezüst fém Al konkrét tömegegységeit, amelyekben a kérdésre szeretnék tudni a választ. Ahogy észrevettük, leggyakrabban 1 köbméter alumíniumötvözet (1 köbméter repülés, 1 köbméter D 16 duralumínium, 1 m3 duralumínium ötvözet) tömegét akarják tudni kilogrammban (kg) vagy tonnában ( tonna). Valójában kg/m3 vagy t/m3 kell. Ezek szorosan összefüggő egységek, amelyek meghatározzák az ezüstfém Al mennyiségét. Elvileg a duralumínium tömegének (tömegének) meglehetősen egyszerű független átalakítása tonnáról kilogrammra és fordítva: kilogrammról tonnára. A gyakorlat azonban azt mutatja, hogy a legtöbb látogató számára kényelmesebb lenne azonnal megtudni, hány kilogramm súlyú 1 köbméter (1 m3) alumínium, duralumíniumötvözet vagy hány tonna 1 köbméter (1 m3) alumínium. , ezüst fém Al, a kilogramm tonnára váltása nélkül vagy fordítva - a tonnák száma kilogrammra köbméterenként (egy köbméter, egy köbméter, egy m3). Ezért az 1. táblázatban feltüntettük, hogy 1 köbméter alumíniumötvözet (1 köbméter duralumínium, 1 méter köbös levegő) mennyit nyom kilogrammban (kg) és tonnában (tonnában). Válassza ki magának a táblázat oszlopát, amelyre szüksége van. Egyébként, ha azt kérdezzük, hogy mennyi 1 köbméter (1 m3) duralumíniumötvözet, akkor a szilumin kilogrammjaira vagy az alumínium tonnáira gondolunk. Fizikai szempontból azonban minket az alumínium sűrűsége vagy az ezüst fém Al fajsúlya érdekel. Az egységnyi térfogat tömege vagy az egységnyi térfogatba helyezett anyag mennyisége a duralumínium térfogatsűrűsége vagy az alumínium fajsúlya. Ebben az esetben az alumíniumötvözet térfogatsűrűsége és az alumínium fajsúlya. A duralumínium sűrűségét és az AB (szárnyas fém Al) repülőgép fajsúlyát a fizikában általában nem kg / m3-ben vagy tonna / m3-ben mérik, hanem gramm per köbcentiméterben: g / cm3. Ezért az 1. táblázatban az alumíniumötvözet fajsúlyát és az alumínium, duralumínium, duralumíniumötvözet sűrűségét (szinonimák) gramm per köbcentiméterben (g / cm3) adjuk meg.

1. táblázat Mennyit nyom 1 kocka alumínium, duralumínium ötvözet, 1 m3 alumínium - szárnyas fém tömege. Az alumíniumötvözet térfogatsűrűsége és az alumínium fajsúlya g/cm3-ben. Hány kilogramm van egy kocka duralumíniumban, tonna 1 köbméter duralumíniumban, kg 1 köbméter sziluminban, tonna 1 m3 ezüst fémben Al.