1 cm3 aluminium ma masę 2,7. Ciężar właściwy aluminium

Wszystkie metale mają pewne właściwości fizyczne i mechaniczne, które w rzeczywistości determinują ich ciężar właściwy. Aby określić, w jaki sposób ten lub inny stop czarnej lub stali nierdzewnej nadaje się do produkcji, obliczany jest ciężar właściwy walcowanego metalu. Wszystkie produkty metalowe, które mają tę samą objętość, ale są wykonane z różnych metali, na przykład z żelaza, mosiądzu lub aluminium, mają inną masę, która jest bezpośrednio zależna od ich objętości. Innymi słowy, stosunek objętości stopu do jego masy - gęstość właściwa (kg/m3), jest wartością stałą, która będzie charakterystyczna dla danej substancji. Gęstość stopu jest obliczana przy użyciu specjalnego wzoru i jest bezpośrednio związana z obliczeniem ciężaru właściwego metalu.

Ciężar właściwy metalu to stosunek masy jednorodnego ciała tej substancji do objętości metalu, tj. jest to gęstość, w książkach referencyjnych jest mierzona w kg / m3 lub g / cm3. Stąd możesz obliczyć wzór, jak określić wagę metalu. Aby to znaleźć, musisz pomnożyć wartość referencyjną gęstości przez objętość.

W tabeli podano gęstość metali nieżelaznych i żelaza czarnego. Tabela podzielona jest na grupy metali i stopów, gdzie pod każdą nazwą wskazana jest klasa według GOST i odpowiednia gęstość w g / cm3, w zależności od temperatury topnienia. Aby określić wartość fizyczną gęstości właściwej w kg / m3, należy pomnożyć wartość tabelaryczną w g / cm3 przez 1000. Na przykład w ten sposób można dowiedzieć się, jaka jest gęstość żelaza - 7850 kg / m3.

Najbardziej typowym metalem żelaznym jest żelazo. Wartość gęstości - 7,85 g/cm3 można uznać za ciężar właściwy metalu żelaznego na bazie żelaza. Metale żelazne w tabeli obejmują żelazo, mangan, tytan, nikiel, chrom, wanad, wolfram, molibden i oparte na nich stopy żelaza, na przykład stale nierdzewne (gęstość 7,7-8,0 g / cm3), stale żelazne ( gęstość 7,85 g /cm3) stosuje się głównie żeliwo (gęstość 7,0-7,3 g/cm3). Pozostałe metale są uważane za nieżelazne, a także oparte na nich stopy. Metale nieżelazne w tabeli obejmują następujące typy:

− lekkie – magnez, aluminium;

− metale szlachetne (szlachetne) – platyna, złoto, srebro i miedź półszlachetna;

− metale topliwe – cynk, cyna, ołów.

Stół. Ciężar właściwy metali, właściwości, oznaczenia metali, temperatura topnienia
Nazwa metalu, oznaczenie	Masa atomowa	Temperatura topnienia, °C	Ciężar właściwy, g / cc
Cynk Zn (Cynk)	65,37	419,5	7,13
Aluminium Al (Aluminium)	26,9815	659	2,69808
Ołów Pb (Ołów)	207,19	327,4	11,337
Cyna Sn (Cyna)	118,69	231,9	7,29
Miedź Cu (Miedź)	63,54	1083	8,96
Tytan Ti (Tytan)	47,90	1668	4,505
Nikiel Ni (nikiel)	58,71	1455	8,91
Magnez Mg (Magnez)	24	650	1,74
Wanad V (Wanad)	6	1900	6,11
Wolfram W (wolfram)	184	3422	19,3
chrom Cr (chrom)	51,996	1765	7,19
Molibden Mo (molibden)	92	2622	10,22
Srebro Ag (Argentum)	107,9	1000	10,5
Tantal Ta (Tantal)	180	3269	16,65
Żelazo Fe (Żelazo)	55,85	1535	7,85
Złoty Au (Aurum)	197	1095	19,32
Platyna Pt (Platyna)	194,8	1760	21,45

Podczas walcowania półfabrykatów z metali nieżelaznych nadal konieczne jest dokładne poznanie ich składu chemicznego, ponieważ od tego zależą ich właściwości fizyczne.
Na przykład, jeśli aluminium zawiera zanieczyszczenia (co najmniej w 1%) krzemu lub żelaza, wówczas właściwości plastyczne takiego metalu będą znacznie gorsze.
Innym wymaganiem przy walcowaniu na gorąco metali nieżelaznych jest niezwykle dokładna kontrola temperatury metalu. Na przykład cynk podczas walcowania wymaga temperatury ściśle 180 stopni - jeśli jest nieco wyższa lub nieco niższa, kapryśny metal gwałtownie straci swoją plastyczność.
Miedź jest bardziej „lojalna” do temperatury (może być walcowana w temperaturze 850 - 900 stopni), ale wymaga atmosfery utleniającej (o dużej zawartości tlenu) w piecu do topienia - w przeciwnym razie staje się krucha.

Tabela ciężarów właściwych stopów metali

Ciężar właściwy metali jest najczęściej określany w laboratorium, jednak w czystej postaci są one bardzo rzadko stosowane w budownictwie. Znacznie powszechniejsze jest stosowanie stopów metali nieżelaznych i stopów metali żelaznych, które w zależności od ciężaru właściwego dzielą się na lekkie i ciężkie.

Stopy lekkie są aktywnie wykorzystywane przez nowoczesny przemysł ze względu na ich wysoką wytrzymałość i dobre właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach. Głównymi metalami takich stopów są tytan, aluminium, magnez i beryl. Ale stopy na bazie magnezu i aluminium nie mogą być stosowane w środowiskach agresywnych i w wysokich temperaturach.

Stopy ciężkie są oparte na miedzi, cynie, cynku i ołowiu. Wśród stopów ciężkich w wielu gałęziach przemysłu wykorzystuje się brąz (stop miedzi z aluminium, stop miedzi z cyną, manganem lub żelazem) oraz mosiądz (stop cynku i miedzi). Z tych gatunków stopów produkowane są detale architektoniczne i armatura sanitarna.

Poniższa tabela referencyjna przedstawia główne cechy jakościowe i ciężar właściwy najpopularniejszych stopów metali. Wykaz zawiera dane o gęstości głównych stopów metali w temperaturze otoczenia 20°C.

Lista stopów metali	Gęstość stopów (kg/m3)
Mosiądz Admiralicji - Mosiądz Admiralicji (30% cynku i 1% cyny)	8525
Brąz aluminiowy - Brąz aluminiowy (3-10% aluminium)	7700 - 8700
Babbit - Metal przeciwcierny	9130 -10600
Brąz berylowy (miedź berylowa) - Miedź berylowa	8100 - 8250
Delta metalu - Wikiwand Delta metalu	8600
Żółty mosiądz - Żółty mosiądz	8470
Brązy fosforowe - Brąz - fosfor	8780 - 8920
Brązy Zwykłe - Brąz (8-14% Sn)	7400 - 8900
Inconel - Inconel	8497
Incoloy - Incoloy	8027
Żeliwo ciągliwe — kute	7750
Czerwony mosiądz (mały cynk) - Czerwony mosiądz	8746
Mosiądz, odlewanie - Mosiądz - odlewanie	8400 - 8700
Mosiądz , walcowane - Mosiądz - walcowane i ciągnione	8430 - 8730
Płuca stopy aluminium - Lekki stop na bazie Al	2560 - 2800
Płuca stopy magnez - lekki stop na bazie Mg	1760 - 1870
Brąz manganowy - Brąz manganowy	8359
Melchior - Cupronickel	8940
Monel - Monel	8360 - 8840
Stal nierdzewna - Stal nierdzewna	7480 - 8000
Srebro niklowe - Srebro niklowe	8400 - 8900
Lut 50% cyna/ 50% ołów - Lut 50/50 Sn Pb	8885
Jasny stop przeciwcierny do odlewania łożysk = matowy o zawartości 72-78% Cu - Biały metal	7100
Brązy ołowiowe, Brąz - ołów	7700 - 8700
Stal węglowa - Stal	7850
Hastelloy - Hastelloy	9245
Żeliwo - Żeliwo	6800 - 7800
Electrum (stop złoto-srebro, 20% Au) - Electrum	8400 - 8900

Przedstawione w tabeli gęstości metali i stopów pomogą Ci obliczyć wagę produktu. Technika obliczania masy części polega na obliczeniu jej objętości, która jest następnie mnożona przez gęstość materiału, z którego jest wykonana. Gęstość to masa jednego centymetra sześciennego lub metra sześciennego metalu lub stopu. Wartości mas wyliczone na kalkulatorze za pomocą wzorów mogą różnić się od rzeczywistych o kilka procent. Nie dzieje się tak dlatego, że wzory nie są dokładne, ale dlatego, że w życiu wszystko jest trochę bardziej skomplikowane niż w matematyce: kąty proste nie są do końca właściwe, okrąg i kula nie są idealne, deformacja przedmiotu podczas gięcia, ścigania i wykrawania prowadzi do nierównej grubości i można wymienić kilka innych odchyleń od ideału. Ostatecznym ciosem w nasze zaangażowanie w precyzję jest szlifowanie i polerowanie, które powoduje nieprzewidywalną utratę wagi. Dlatego uzyskane wartości należy traktować jako orientacyjne.

Obecnie opracowano wiele skomplikowanych konstrukcji i urządzeń wykorzystujących metale i ich stopy o różnych właściwościach. Aby zastosować najbardziej odpowiedni stop w danym projekcie, projektanci dobierają go zgodnie z wymaganiami wytrzymałości, płynności, elastyczności itp., A także stabilności tych właściwości w wymaganym zakresie temperatur. Następnie oblicza się wymaganą ilość metalu, która jest wymagana do wytworzenia z niego produktów. Aby to zrobić, musisz obliczyć na podstawie jego ciężaru właściwego. Ta wartość jest stała - jest to jedna z głównych cech metali i stopów, która praktycznie pokrywa się z gęstością. Obliczenie jest proste: musisz podzielić wagę (P) kawałka metalu w postaci stałej przez jego objętość (V). Otrzymana wartość jest oznaczona jako γ i jest mierzona w niutonach na metr sześcienny.

Formuła ciężaru właściwego:

Bazując na tym, że ciężar jest masą pomnożoną przez przyspieszenie swobodnego spadania, otrzymujemy:

Teraz o jednostkach miary ciężaru właściwego. Powyższe niutony na metr sześcienny odnoszą się do układu SI. Jeśli używany jest system metryczny CGS, wartość ta jest mierzona w dynach na centymetr sześcienny. W systemie MKSS do oznaczenia ciężaru właściwego używana jest następująca jednostka: kilogram-siła na metr sześcienny. Czasami dopuszczalne jest użycie gram-siła na centymetr sześcienny - ta jednostka leży poza wszystkimi systemami metrycznymi. Główne wskaźniki uzyskuje się w następujący sposób:

1 dyna / cm3 \u003d 1,02 kg / m3 \u003d 10 n / m3.

Im wyższy ciężar właściwy, tym cięższy metal. Dla lekkiego aluminium wartość ta jest dość niewielka – w jednostkach SI wynosi 2,69808 g/cm 3 (na przykład dla stali jest to 7,9 g/cm 3). Aluminium, podobnie jak jego stopy, jest dziś bardzo poszukiwane, a jego produkcja stale rośnie. W końcu jest to jeden z niewielu metali potrzebnych przemysłowi, którego podaż znajduje się w skorupie ziemskiej. Znając ciężar właściwy aluminium, możesz z niego obliczyć dowolny produkt. Aby to zrobić, istnieje wygodny kalkulator metalu lub możesz obliczyć ręcznie, biorąc wartości ciężaru właściwego żądanego stopu aluminium z poniższej tabeli.

Należy jednak wziąć pod uwagę, że jest to teoretyczna waga wyrobów walcowanych, ponieważ zawartość dodatków w stopie nie jest ściśle określona i może się wahać w niewielkich granicach, wtedy waga wyrobów walcowanych o tej samej długości, ale różnych producentów lub partie mogą się różnić, oczywiście ta różnica jest niewielka, ale istnieje.

Oto kilka przykładów obliczeń:

Przykład 1. Oblicz wagę drutu aluminiowego A97 o średnicy 4 mm i długości 2100 metrów.

Określmy pole przekroju koła S \u003d πR 2 oznacza S \u003d 3,1415 2 2 \u003d 12,56 cm 2

Określmy wagę produktów walcowanych, wiedząc, że ciężar właściwy marki A97 \u003d 2,71 g / cm 3

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

Całkowity waga drutu 71,47 kg

Przykład 2. Obliczamy wagę koła wykonanego z aluminium gatunku AL8 o średnicy 60 mm i długości 150 cm w ilości 24 sztuk.

Określmy pole przekroju koła S \u003d πR 2 oznacza S \u003d 3,1415 3 2 \u003d 28,26 cm 2

Określamy wagę produktów walcowanych, wiedząc, że ciężar właściwy marki AL8 \u003d 2,55 g / cm3

Ile 1 kostka aluminium, duraluminium D 16, silumin waży 1 m3 aluminium, duraluminium, srebrny metal Al. Liczba kilogramów w 1 metrze sześciennym stopu aluminium, liczba ton w 1 metrze sześciennym stopu duraluminium, kg w 1 m3 samolotu. Gęstość nasypowa aluminium ciężar właściwy stopu aluminium duraluminium D 16, metal uskrzydlony Al.

Co chcemy dzisiaj wiedzieć? Ile waży 1 metr sześcienny aluminium, stopu duraluminium, waga 1 m3 aluminium, siluminu, metalu srebrno-aluminiowego? Nie ma problemu, od razu można sprawdzić ilość kilogramów lub ilość ton, masę srebra metalicznego Al (waga jednego metra sześciennego duraluminium D 16, waga jednego metra sześciennego samolotu AB, waga jeden metr sześcienny duraluminium, czyli waga 1 m3 siluminu) podana jest w tabeli 1. Jeśli ktoś jest ciekawy, może przejrzeć mały tekst poniżej, zapoznać się z wyjaśnieniami. Jak mierzy się ilość potrzebnej nam substancji, materiału, cieczy lub gazu? Poza przypadkami, w których możliwe jest sprowadzenie obliczenia wymaganej ilości do obliczenia towarów, produktów, elementów w sztukach (liczba sztuk), najłatwiej jest nam określić wymaganą ilość na podstawie objętości i wagi (masy) . W życiu codziennym najbardziej znaną dla nas jednostką miary jest 1 litr. Jednak liczba litrów odpowiednia do obliczeń gospodarstwa domowego nie zawsze jest odpowiednim sposobem określenia objętości działalności gospodarczej. Ponadto litry w naszym kraju nie stały się ogólnie przyjętą „produkcją” i handlową jednostką objętości. Jeden metr sześcienny lub w skróconej wersji - jedna kostka okazał się dość wygodną i popularną jednostką objętości do praktycznego zastosowania. Jesteśmy przyzwyczajeni do pomiaru prawie wszystkich substancji, cieczy, materiałów, a nawet gazów w metrach sześciennych. To naprawdę wygodne. W końcu ich koszt, ceny, stawki, stawki zużycia, taryfy, umowy na dostawy są prawie zawsze powiązane z metrami sześciennymi (kostkami), znacznie rzadziej z litrami. Nie mniej ważna dla działań praktycznych jest znajomość nie tylko objętości, ale także wagi (masy) substancji zajmującej tę objętość: w tym przypadku mówimy o tym, ile waży 1 metr sześcienny stopu aluminium, uskrzydlonego metalu Al (1 metr sześcienny duraluminium D 16, 1 metr sześcienny, 1 m3 lotnictwa). Znajomość masy i objętości daje nam dość pełny obraz ilości siluminu. Odwiedzający stronę, pytając ile waży 1 kostka duraluminium, aluminium, często wskazują konkretne jednostki masy srebrnego metalu Al, w których chcieliby poznać odpowiedź na to pytanie. Jak zauważyliśmy, najczęściej chcą poznać wagę 1 metra sześciennego stopu aluminium (1 metr sześcienny samolotu, 1 metr sześcienny duraluminium D 16, 1 m3 stopu duraluminium) w kilogramach (kg) lub tonach (tonach). ). W rzeczywistości potrzebujesz kg/m3 lub t/m3. Są to ściśle powiązane jednostki, które określają ilość metalicznego srebra Al. W zasadzie możliwe jest dość proste niezależne przeliczenie masy (masy) duraluminium z ton na kilogramy i odwrotnie: z kilogramów na tony. Jednak, jak pokazała praktyka, dla większości odwiedzających witrynę wygodniej byłoby od razu dowiedzieć się, ile kilogramów waży 1 metr sześcienny (1 m3) aluminium, stopu duraluminium lub ile ton waży 1 metr sześcienny (1 m3) aluminium , srebrny metal Al, bez przeliczania kilogramów na tony lub odwrotnie - ilość ton na kilogramy na metr sześcienny (jeden metr sześcienny, jeden metr sześcienny, jeden m3). Dlatego w tabeli 1 wskazaliśmy, ile 1 metr sześcienny stopu aluminium (1 metr sześcienny duraluminium, 1 metr sześcienny powietrza) waży w kilogramach (kg) i tonach (tonach). Wybierz kolumnę tabeli, której potrzebujesz. Nawiasem mówiąc, gdy pytamy ile waży 1 sześcian (1 m3) stopu duraluminium, mamy na myśli liczbę kilogramów siluminu lub liczbę ton aluminium. Jednak z fizycznego punktu widzenia interesuje nas gęstość aluminium lub ciężar właściwy srebrnego metalu Al. Masa jednostki objętości lub ilość substancji umieszczonej w jednostce objętości to gęstość nasypowa duraluminium lub ciężar właściwy aluminium. W tym przypadku gęstość nasypowa stopu aluminium i ciężar właściwy aluminium. Gęstość duraluminium i ciężar właściwy samolotu AB (skrzydlaty metal Al) w fizyce zwykle mierzy się nie w kg / m3 lub w tonach / m3, ale w gramach na centymetr sześcienny: g / cm3. Dlatego w tabeli 1 ciężar właściwy stopu aluminium i gęstość aluminium, duraluminium, stopu duraluminium (synonimy) podano w gramach na centymetr sześcienny (g / cm3)

Tabela 1. Ile waży 1 kostka aluminium, stop duraluminium, waga 1 m3 aluminium - uskrzydlony metal. Gęstość nasypowa stopu aluminium i ciężar właściwy aluminium wg/cm3. Ile kilogramów znajduje się w kostce duraluminium, tony w 1 metrze sześciennym duraluminium, kg w 1 metrze sześciennym siluminu, tony w 1 m3 srebrnego metalu Al.