Свойства стали: удельный вес, плотность кг см3 и другие

Источник: http://lasersao.ru/stali

Удельный вес металла. Таблица плотности металлов и сплавов

Все металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. 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.

Удельным весом металла называется отношение веса однородного тела из этого вещества к объему металла, т.е. это плотность, в справочниках измеряется в кг/м3 или г/см3. Отсюда можно вычислить формулу как узнать вес металла. Чтобы это найти нужно умножить справочное значение плотности на объем.

В таблице даны плотности металлов цветных и черного железа.

Таблица разделена на группы металлов и сплавов, где под каждым наименованием обозначена марка по ГОСТ и соответствующая ей плотность в г/см3 в зависимости от температуры плавления.

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.

Наиболее типичным черным металлом является железо. Значение плотности — 7,85 г/см3 можно считать удельным весом черного металла на основе железа.

К черным металлам в таблице относятся железо, марганец, титан, никель, хром, ваннадий, вольфрам, молибден, и черные сплавы на их основе, например, нержавеющие стали (плотность 7,7-8,0 г/см3), черные стали (плотность 7,85 г/см3) в основном используют , чугун (плотность 7,0-7,3 г/см3). Остальные металлы считаются цветными, а также сплавы на их основе. К цветным металлам в таблице относятся следующие виды:

− легкие — магний, алюминий;

− благородные металлы (драгоценные) — платина, золото, серебро и полублагородная медь;

− легкоплавкие металлы – цинк, олово, свинец.

Таблица удельного веса сплавов металлов

Удельный вес металлов определяют чаще всего в лабораторных условиях, но в чистом виде они весьма редко применяются в строительстве. Значительно чаще находится применение сплавам цветных металлов и сплавам черных металлов, которые по удельному весу подразделяют на легкие и тяжелые.

Легкие сплавы активно используются современной промышленностью, из-за их высокой прочности и хороших высокотемпературных механических свойств. Основными металлами подобных сплавов выступают титан, алюминий, магний и бериллий. Но сплавы, созданные на основе магния и алюминия, не могут использоваться в агрессивных средах и в условиях высокой температуры.

В основе тяжелых сплавов лежит медь, олово, цинк, свинец. Среди тяжелых сплавов во многих сферах промышленности применяют бронзу (сплав меди с алюминием, сплав меди с оловом, марганцем или железом) и латунь (сплав цинка и меди). Из этих марок сплавов производятся архитектурные детали и санитарно-техническая арматура.

Ниже в справочной таблице приведены основные качественные характеристики и удельный вес наиболее распространенных сплавов металлов. В перечне представлены данные по плотности основных сплавов металлов при температуре среды 20°C.

Источник: http://sbk.ltd.ua/ru/sortament-ves-metalloprokata/230-udelnyj-ves-metalla-tablitsa-plotnosti-metallov-i-splavov.html

Удельный и объемный вес стали. Таблица веса 1м2 стали различных марок

     Сталь – деформируемый сплав малого количества углерода (до 2%) с железом и другими элементами. Это один из самых распространённых материалов, применяемый в почти во всех отраслях промышленности. Классифицируются по маркам стали, которые различаются по структуре, различным механическим и различным физическим свойствам, а также по химическому составу.

      Ниже приведена таблица веса 1м2 стали, наиболее распространённых марок в г/см3:

      Так как существует огромное количество марок стали (около 1500), мы представили только удельный вес стали наиболее распространённых марок. Более подробную информацю про вес 1 м2 стали можно найти в других статьях на нашем сайте.

     Исходя из характеристик стали, можно выделить такие основные – плотность, коэффициент линейного расширения, модули упругости и сдвига. По химическому составу различают легированные и углеродистые.

В последнюю, на ряду с углеродом и добавлением железа, также добавляют марганец (0,1 – 1,0%) и кремний (до 0,4%).

Для добавления особых свойств в сталь добавляют вредные примеси: фосфор – придаёт хрупкости при низких температурах, а при нагревании до определённых температур, уменьшает пластичность; сера – образовывает мелкие трещины (красноломкость) при высоких температурах.

     Рассчитываться удельный вес стали по следующей формуле: y=P/V, где P – вес однородного тела, V – объём соединения. Получаемый параметр постоянный и работает только тогда, когда сталь имеет абсолютно плотное состояние и непористую структуру.

    По справочнику физических свойств и материалов установлено, что вес стали 1м2  идентичен плотности стали, что равняется 7,85 г/см3. Изменяется этот параметр так:

Источник: https://naruservice.com/articles/udelnyj-ves-stali

Плотность стали, значение и примеры

Он в зависимости от своего химического состава и области применения разделяются на несколько групп. Так, по химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные.

Плотность стали равна:

Однако в углеродистой стали промышленного производства всегда имеются примеси многих элементов.

Присутствие одних примесей обусловлено особенностями производства стали: например, при раскислении в сталь вводят небольшие количества марганца или кремния, которые частично переходят в шлак в виде оксидов, а частично остаются в стали.

Присутствие других примесей обусловлено тем, что они содержатся в исходной руде и в малых количествах переходят в чугун, а затем и в сталь. Полностью избавиться от них трудно. Вследствие этого, например, углеродистые стали обычно содержат 0,05 – 0,1% фосфора и серы.

Механические свойства медленно охлажденной углеродистой стали сильно зависят от содержания в ней углерода. Медленно охлажденная сталь состоит из феррита и цементита, причем количество цементита пропорционально содержанию углерода.

Твердость цементита намного выше твердости феррита. Поэтому при увеличении содержания углерода в стали её твердость повышается. Кроме того, частицы цементита затрудняют движение дислокаций в основной фазе – в феррите.

По этой причине увеличение количества углерода снижает пластичность стали.

Углеродистая сталь имеет широкое применение. В зависимости от назначения применяется сталь с малым или более высоким содержание углерода, без термической обработки (в «сыром» виде – после проката) или с закалкой и отпуском.

Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях для изменения её свойства, называются легирующими элементами, а сталь, содержащая такие элементы, называется легированной сталью. К важнейшим легирующим элементам относятся хром, никель, марганец, кремний, ванадий, молибден.

Различные легирующие элементы по-разному изменяют структуру и свойства стали. Так, некоторые элементы образуют твердые растворы в g-железе, устойчивые в широкой области температур.

Например, твердые растворы марганца или никеля в g-железе при значительном содержании этих элементов стабильны от комнатной температуры до температуры плавления.

Сплавы железа с подобными металлами называются аустенитными сталями или аустенитными сплавами.

Влияние легирующих элементов на свойства стали обусловлено также тем, что некоторые из них образуют с углеродом карбиды, которые могут быть простыми, напримерMn3C, Cr7C3, а также сложными (двойными), например (Fe, Cr)3C. Присутствие карбидов, особенно в виде дисперсных включений в структуре стали, в ряде случаев оказывает сильное влияние на её механические и физико-химические свойства.

Назначения и плотность стали

По своему назначению стали делятся на конструкционные, инструментальные и на стали с особыми свойствами. Конструкционные стали применяются для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений.

В качестве конструкционных могут использоваться как углеродистые, так и легированные стали. Конструкционные стали обладают высокой прочностью и пластичностью. В то же время они должны хорошо поддаваться обработке давлением, резанием, хорошо свариваться.

Основными легирующие компоненты конструкционных сталей – это хром (около 1%), никель (1-4%) и марганец (1-1,5%).

Их применяют для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов. Необходимую твердость обеспечивается содержащийся в этих сталях углерод (в количество от 0,8 до 1,3%).

Основной легирующий элемент инструментальных сталей – хром; иногда в них вводят также вольфрам и ванадий.

Особую группу инструментальных сталей составляет быстрорежущая сталь, сохраняющая режущие свойства при больших скоростях резания, когда температура рабочей части резца повышается до 600-700oС. Основные легирующие элементы этой стали – хром и вольфрам.

К группе сталей с особыми свойствами относятся нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, магнитные и некоторые другие стали. Нержавеющие стали устойчивы против коррозии в атмосфере, влаге и в растворах кислот, жаростойкие – в коррозионно-активных средах при высоких температурах.

Жаропрочные стали сохраняют высокие механические свойства при нагревании до значительных температур, что важно при изготовлении лопаток газовых турбин, деталей реактивных двигателей и ракетных установок.

Важнейшие легирующие элементы жаропрочных сталей – это хром (15-20%), никель (8-15%), вольфрам.

Примеры решения задач

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/ximiya/plotnost/plotnost-stali/

Каким удельным весом обладает золото

Золото — это достаточно тяжелый металл, который отличается высокой плотностью, равной 19,32 гсм3. По этому показателю, золото занимает среди всех металлов 7-ое место. В различных системах приняты разные единицы измерения: СИ = НМ3, МКСС = 1 кгм3, СГС = 1динсм3. Также удельный вес золота может быть выражен в граммах на см3 (внесистемная единица).

Удельный вес, выраженный в грсм3 равен плотности данного металла. Для золота, этот показатель составляет 19,3 грсм3. Объемный вес золота — это расчетная величина, отражающая плотность металла.

Весовые и качественные особенности золота

Золото обладает всеми свойствами, которые характерны для металлов:

• Электро- и теплопроводность;
• Высокая прочность;
• Пластичность.

Также золото обладает особым, металлическим блеском. Следует заметить, что каждая группа металлов имеет свой характерный металлический блеск. В целом, металлические элементы содержатся в 75% всех встречающихся в природе элементов, но далеко не все встречаются в природе в чистом виде. Из наиболее ценных и редких металлов можно отметить золото и платину.

Оба металла характеризуются достаточно большим удельным весом (19,3 грсм3 и 21,45 грсм3 соответственно). Следует отметить, удельный вес тяжелых металлов, в том числе вольфрама и золота, практически одинаков. Благодаря этому свойству, добыча золота может вестись методом отмывки его от относительно легких частиц глины и песка, содержащихся в промываемой породе.

Вес куба различных металлов.

Вместе в тем, золото является очень мягким металлом, кроме того оно еще и очень тяжелое. Для того чтобы узнать, сколько весит один куб золота, можно воспользоваться специальной формулой или таблицей. Данный показатель составляет 19,320 кг. Твердость золота — 220-250 МПа (по Бринелю) или 2,5 (шкала Мооса).

Высокая стоимость золота обусловлена в первую очередь достаточно малым его содержанием в земной коре — 0,5 — 5 мгтонну. Объемный или удельный вес золота можно узнать по формуле — y=PV, где P-вес золота, а V-его объем.

Основные физико-механические свойства золота

Кроме удельного веса, важными характеристиками также являются физико-механические свойства золота.

Цвет. По этому показателю, из всех металлов, свой особый, характерный цвет, имеют только золото (желтый) и медь (розовато-красный). Что касается других металлов, то тут сложнее — к примеру, белый цвет характерен платине, серебру, алюминию, олову, магнию и кадмию.

Кроме этого, некоторые металлы могут иметь разные оттенки — мышьяк (сероватый), свинец (синевато-белый). Многие металлы в измельченном виде могут иметь не характерные для них цвета, в частности красный или коричневый.

К тому же, большинство металлов при длительном контакте с воздухом окисляется и в результате они темнеют.

Удельный вес играет важную роль не только при добыче золота, но и для получения различных сплавов. Для того, чтобы они были однородными и качественными, необходимо подбирать металлы с небольшой разницей по удельному весу. В противном случае, если разница будет весьма существенной, при сплавлении металл, имеющий меньший объемный вес чем у золота, может всплывать.

Только у золота и меди со всех металлов особый, характерный и уникальный цвет.

Золото переходит в жидкое состояние из твердого при 1095 градусах Цельсия.

Удельная теплоемкость. Обозначает то количество тепла, которое необходимо для повышения на 1 градус Цельсия 1 килограмма золота — измеряется в килокалориях и обозначается буквой С.

Теплопроводность. Это свойство металла проводить тепло, характеризуется коэффициентом теплопроводности.

Золото плавится при 1095 градусах цельсия.

Скрытная температура плавления. Металл необходимо нагреть до температуры плавления и поддерживать, пока будет идти разрушение кристаллической структуры — до тех пор, пока золото полностью не перейдет в жидкое состояние. Эта дополнительная энергия и называется скрытой теплотой плавления и измеряется в килокалориях.

Электрическое сопротивление — измеряется в Омах.

Коэффициент линейного расширения (тепловой или термический). Указывает на способность металла увеличивать свои размеры в длину (при нагревании).

Магнитные свойства. Все металлы подразделяются на: паромагнитные, диамагнитные и феромангитные. При внесение в магнитное поле, материалы диамагнитной группы не притягиваются к магниту. Золото как раз относится к диамагнитным металлам.

Получение золота и его применение

Золото добывают из рассыпных месторождений и руды. Просеивание является одним из самых древних способов добычи и основано на существенной разнице удельного веса золота и пустой породы. Минусом данного метода являются довольно большие потери драгоценного металла при обработке.

Амальмагация. Также довольно древний способ, который был известен еще в первом веке до нашей эры, но широко стал применяться только с 16 века на территории Америки. С 90-ых годов 19 века во многих странах — Австралии, Африке, Америке и других стали использовать цианирование.

Золотоносную породу изначально измельчали дроблением и обогащали специальной «химией», после чего, из искусственно образованного концентрата извлекают золото. Для этого используют раствор цианида натрия или калия. В растворе цианида золото осаждают цинком.

Для аффинажа, очистки данного драгоценного металла применяют метод Вольвилла, который впервые был использован в 1896 году.

Золото с давних времен выполняло функцию денег. В ювелирной сфере, этот драгоценный металл используют в виде сплавов, благодаря чему повышается твердость и прочность металла, снижается его себестоимость.

Содержание золота в таких сплавах принято выражать пробой, которая указывает процентное содержание чистого металла.

Соединения золота нашли широкое применение в фототехнике, электротехнике и многих других сферах.

Одной из важнейших функций этого драгоценного металла является его экономическое значение. Вот уже на протяжении достаточно длительного времени, золото выполняет функцию всеобщего эквивалента ценности вещей или услуг.

Интересен тот факт, что в середине 1943 года в США был подписан закон о золотом резерве. В нем сказано то, что данный драгоценный металл обязательно должен храниться исключительно в слитках.

Они же и постановил, сколько весит (по стандарту) банковский слиток, содержащий золото.

Стандартный вес был установлен в размере 400 тройских унций, правда для коммерческих потребностей на территории Соединенных Штатов Америки разрешается применять слитки разного веса.

Стандартная масса одного слитка золота равна 11 – 13,3 килограммам, что существенно тяжелей ведра, которое заполненного водой.

Одна тройская унция золота представляет собой 31 грамм чистого золота. Если же быть максимально точным, 1 тройская унция золота ровна 31.1034768 граммам.

В средневековье, множество золотых монет того времени в большинстве случаев имели вес порядка 30 грамм. Исторически сложилось, что 1 тройская унция имеет схожий вес и данная мера до сих пор используется в банках, производстве монет и украшений.

Источник: http://golden-inform.ru/mery-vesa/udelnyj-zolota/

• Главная
• Основы варки

Оценка статьи:

(нет голосов)

Загрузка...

Поделиться с друзьями: