Определить металл по плотности

Обновлено: 18.05.2024

Удельным весом металлов (УВМ) называется характеристика, которая определяет соотношение веса однородного материала к объему изделия. Данная характеристика учитывается при проектировании металлических конструкций и конструировании деталей, расчетах работы механизмов и нагрузок на опоры. Дело в том, что у деталей и конструкций одинакового размера и формы, но изготовленных из разных сплавов, будет разное ускорение и показатели массы. Абсолютный вес металла без пор и неметаллических включений рассчитывается по формуле Y=P/V, где Y — удельный вес, Р — плотность вещества, V — объем.

Существует три системы расчетов удельного вес металла - УВМ:

● СГС (дин/смЗ). Диной обозначают силу, которая придает ускорение 1см/с2 телу массой 1г. Эту методику разработали в 1832 г, но позже признали сложноприменимой и прекратили ее использование в инженерных расчетах. Сейчас этот метод продолжает использоваться в научных экспериментах.

● СИ (Н/мЗ). Это методика учета основана на обозначении физических характеристик. В формуле используются следующие значения — сила тяжести на 1 мЗ объема.

● МКГСС (кГ/мЗ). Данный метод расчетов не принят госстандартами, но применяется в различных отраслях промышленности из-за приборов, которые функционируют в МКГСС.

Единицы измерения разных систем легко конвертируются: 0,1дин/смЗ=1Н/мЗ=0,1021кГ/мЗ. В металлургической отрасли для удобства расчетов применяются обозначения в смЗ и мЗ. Тип обозначения зависит от ценности материала. УВМ иногда путают с плотностью, так как они вычисляются по похожим формулам. Разница между ними в том, что плотность можно рассчитать для любых физических тел, а удельный вес — только для плотных материалов, которые не имеют в своем составе инородных включений.

Подробнее об удельном весе металлов

Все виды металлов и сплавов, применяемые в различных отраслях промышленности, имеют определенные характеристики, от которых и зависит УВМ. Чтобы понимать, как рассчитывается этот параметр, нужно учитывать характеристики материала. Металлом называется вещество, которое имеет определенный химический состав, обладает определенными показателями прочности, теплоемкости, текучести, линейного расширения, температурой плавления и температурой кипения. Самое большое значение в промышленности имеют черные и цветные металлы — углеродистая, низкоуглеродистая, легированная сталь, чугун, жаропрочные, жаростойкие и кислотостойкие сплавы, титан, медь, алюминий, олово, серебро, вольфрам и сплавы на их основе.

Черные металлы, железо удельный вес

В эту группу входят сплавы на основе железа и углерода, легированные магнием, никелем, кремнием, хромом и другими металлами. Это белый, серый и ковкий чугун, а также сталь конструкционных, инструментальных и нержавеющих марок.

Чугуном называются сплавы железа с углеродом, которого в составе сплава должно быть не менее 2,13%. Эти сплавы отличают хорошие литейные свойства, а также имеют высокие показатели прочности, устойчивости к деформации под действием внешних факторов. Из чугуна отливают детали и элементы конструкций, предназначенных для длительной эксплуатации в условиях значительных нагрузок.

Удельный вес металла

При проектировании деталей и металлоконструкций необходимо знать сколько будет весить готовое изделие или сооружение. Эта характеристика важна для работы механизмов, расчетов нагрузок на опоры. Образцы одного объема и формы, выполненные из разных материалов имеют разные показатели массы, ускорения. Это же относится к сравнению металлических сплавов одной группы. Что такое удельный вес металла, как его определить?

Удельным называют вес абсолютно плотного вещества. Для измерения следует привести материал в такое состояние, в котором в структуре отсутствуют поры и посторонние включения. Расчет проводят по формуле:

Ƴ = P/V
где P — вес однородного тела, V — его объем

Принято несколько систем вычисления с разными единицами измерения.

СГС (дин/см³): 1 дина — это сила, которая сообщает ускорение 1 см/с² телу массой в 1 г. Метод был разработан в 1832 г., позже признан сложно применимым и исключен из инженерных расчетов, но применяется до сих пор в физике и астрофизике.
СИ (Н/м³): международная система измерения для обозначения физических характеристик, для учета используют силу тяжести в ньютонах на кубический метр объема.
МКГСС (кГ/м³): импульс, сообщающий телу m=1 кг, ускорение, равное ускорению свободного падения, но в горизонтальной плоскости. Методика не принята стандартами ГОСТ с 60-х годов, но используется в промышленности благодаря измерительным приборам, функционирующим в МКГСС.

Эти единицы измерения легко конвертировать: 0,1 дин/см³= 1 Н/м³= 0,102кГ/м³. Для удобства вычислений в металлургии используют обозначения в кубических сантиметрах и метрах. Это зависит от ценности и расхода сырья. Иногда Ƴ путают с плотностью. Действительно, их вычисляют по похожим формулам. Однако плотность (P=m/V) рассчитывают для любых тел и веществ, и даже пространств (межгалактические и межзвездные среды), а не только для абсолютно плотных.

Величина меняется в зависимости от температуры среды. Определение “весит” указывает на силу, с которой тело воздействует на подвес или поверхность, она имеет направленный вектор: Р (в ньютонах)=mg (масса в кг*ускорение свободного падения м/с²). Там, где важна высокая точность, значение g варьируется от 9,780 на экваторе Земли до 9,82 на полюсах. Во всех остальных случаях допускается округление до 10. Масса тел постоянна.

Удельный вес цветных металлов

Цветмет — ограниченное и ценное сырье, каждый материал обладает уникальными свойствами: свинец и олово смягчают трение механизмов, алюминий легкий и безопасный, из его сплавов делают самолеты и упаковку для пищи. Величину Ƴ вычисляют в лабораторных условиях. Она соотносится с температурой плавления — фазовым переходом из твердого состояния в жидкое под воздействием нагрева и давления. В этом же терморежиме происходит и обратный процесс.

Таким образом, t плавления = t кристаллизации.

Это совпадение возможно только для идеально чистых однородных веществ, не содержащих примесей. Именно эти цифры указывают в справочниках.

Металлический калькулятор - расчитать вес на металлокалькуляторе онлайн

Ваш браузер не поддерживает Java Sript необходимый для работы калькулятора.

Универсальный металлический калькулятор веса стали от нашего металлического портала позволяет быстро и точно рассчитать вес металлопроката конкретных марок.

В нашем металлокалькуляторе можно рассчитать вес стали, чугуна, алюминия, латуни, бронзы, меди, магния, титана, никеля, цинка, а также самых различных сплавов на основе этих и других металлов.

В перечне ассортимента проката, который считает наш металлокалькулятор присутствует труба, уголок, лист, лента, круг, проволока, швеллер, балка, шестигранник, профильная труба, а также с условной точностью можно подсчитать арматуру.

Также наш портал предлагает всем сайтам металлической тематики малый калькулятор-информер для установки на Вашем сайте, такой калькулятор практически ничем не отличается от большого, но имеет значительно меньшие размеры и в силу этого его можно легко установить на любое место в левую или правую панель вашего сайта, либо как самостоятельную страницу сайта.

Если Калькулятор не работает, достаточно нажать F5 или Ctrl+F5, или почистить кэш временных файлов Вашего браузера Internet либо необходимо включить поддержку Java Script в браузере.

читать далее . (развернуть/свернуть полный текст)

Подсчет можно производить для установления веса проката - в этом случае вводятся размеры и длина металла, а также для установления длины проката - в этом случае вводится вес и размеры.

Металлический калькулятор работает в онлайн-режиме и совершенно бесплатен для использования. Для расчета веса стали для конкретного проката, или веса цветного металла, необходимо:
- выбрать необходимый металл и марку вверху калькулятора
- нажать кнопку с изображением проката, вес или длину которого нужно подсчитать
- ввести в поля соответствующие размерности сторон проката в миллиметрах, при этом переходить от поля к полю можно нажимая кнопки на клавиатуре вверх и вниз.

Специалисты портала постоянно обновляют ассортимент марок, которые рассчитываются на нашем калькуляторе, и в случае, если на вашем сайте установлен информер-калькулятор от нашего портала, Вы можете обратиться с предложением, добавить ту или иную нужную вам марку (единственное исключение, если эта марка редкая и невостребованная), мы обязательно добавим марку металла в калькулятор. .

При расчете веса проката на металлокалькуляторе, используется удельный вес этой марки или чистого металла если конкретная марка не выбрана. Расчет производится следующим образом: на основании удельного веса стали или металла, а также размеров проката (ширина, толщина, диаметр, толщина стенки и т.д.) высчитывается вес 1 мм длины проката и умножается на длину проката - если высчитывается вес на основании длины. Если же расчитывается длина на основании веса, то сначала также высчитывается площадь сечения проката, затем умножается на удельный вес, затем вес проката делится на полученное значение и таким образом получается искомая длина по весу.

Следует отметить, что расчет удельного веса на основании известной плотности марки стали или цветного металла является важным элементом расчета веса проката, и существенно зависит от температуры проката, так как например сталь 10 при температуре 20 °С имеет плотность 7856 кг/м 3 , а при 900 °С всего 7594 кг/м 3 . В нашем онлайн калькуляторе металла для большинства марок используется удельный вес и плотность марок металлов при 20 °С.

Реальный прокат всегда производится с небольшими отклонениями от точных геометрических размеров и при больших партиях это может привести к заметным отклонениям веса, такие моменты нужно учитывать после расчета, так наш металлокалькулятор онлайн расчитывает исходя из точных геометрических размеров, но реальный вес проката будет немного отличаться.

Что лучше - металлический калькулятор онлайн или калькуляторы-программы устанавливаемые на компьютер, существует несколько точек зрения, отметим плюсы программ работающих на портале через интернет - на сайте постоянно калькулятор пополняется свежими марками сталей и цветных металлов, появляются новые функции для расчета, повышается точность и удобство работы.

Расчет массы изделий трубного проката : производится следующим образом, известно, что трубы производятся несколькими способами - методом электросварки из рулонов или листов, штрипсов, также алюминиевые трубы и другие выпускают методом деформирования из заготовки. Конечно, при сварке добавляется в массу сечение сварного шва прямого или спирального типа, но поскольку он невелик по сравнению с площадью сечения самой трубы, то сечение валика шва можно не учитывать при расчете на металлическом калькуляторе веса труб. Таким образом, зная внешний диаметр трубы и толщину стенки можно высчитать площадь поверхности сечения трубы, затем умножив ее на длину трубы, получим общий объем и остается умножить его на удельный вес марки стали или цветного металла, чтобы получить искомый вес партиии трубного металлопроката. Часто при продаже или покупке б/у труб неизвестна марка из которой была изготовлена труба - в этом случае можно использовать марки Ст3сп, сталь 10, 20 и подобные конструкционные, поскольку большинство труб делается из них. В случае если есть подозрения, что трубы из легированного сплава лучше произвести химический анализ металла трубы.

Вес листового или рулонного проката : в основе этого расчета также лежит удельный вес стали или цветных металлов и габаритные размеры металла, при этом наш металлический калькулятор получает толщину и ширину листа или рулона и на основе этих даных выводит площадь сечения листа, далее высчитывается вес одного метра длины листа и умножается на количество и длину этого листа. в случае если наоборот нужно по весу посчитать длину рулона, то калькулятор металла делит массу на вес метра листа и таким образом мы получаем искомую длину листа или рулона.

Подсчет параметров балок : снабженцам металлообрабатывающих и торгующих организаций часто приходится расчитывать вес балок. Поскольку в настоящее время часто используются сварные балки вместо горячекатанных, то в этом случае вес балки подсчитанный на металлокалькуляторе онлайн нашего портала будет несколько меньше фактического, поскольку к профилю балки добавиться незначительный валик сварного шва, однако это прибавление крайне незначительно и его можно не учитывать. При расчете балок используется больше параметров чем в других видах металлопроката, так как существует большое разнообразие балочной продукции. В основном это двутавровые широкополосные и обычные балки.

Также наши металлокалькуляторы:

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Удельный вес металлов

Для расчета веса или длины металлопроката по удельному весу нужной марки - существует специальный калькулятор металла.

См. также таблицы:

Удельный вес титана, никеля, цинка

Определение удельного веса металлов.

Современная наука уже давно шагнула вперед по сравнению с технологиями, которые использовались на заре развития тяжелой промышленности, и может предложить различные вариации сплавов металлов, отличающихся друг от друга не только по своим качественным характеристикам, но и по физико-химическим свойствам. Для того, чтобы определить, насколько тот или иной сплав черной или нержавеющий стали подходит для производства рассчитывается его удельный вес. Все тела, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных веществ, 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 является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества. Плотность вещества рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.

Удельным весом металла называется отношение веса Р однородного тела из этого вещества к объему металла. Он обозначается γ. Тогда, согласно формуле удельный вес металлов расчитывается как:

Также не стоит забывать, что удельный вес металла есть сила тяжести непосредственно взятого за основу объема данного вещества.

Удельный вес металла и его плотность находятся в таком же соотношении друг к другу, как вес и масса тела, и поэтому удельный вес можно определить по формуле:

За единицу удельного веса металла (нержавеющей стали, латуни, чугуна, меди, бронзы и т.д.) принимается:

- в системе СГС —1 дин/см 3 ,

- в системе СИ — 1 н/м 3 ,

- в системе МКСС— 1 кГ/м 3 .

Все эти значения единицы связаны между собой соотношением

0,1 дин/см 3 = 1 н/м 3 = 0,102 кГ/м 3 .

При определении удельного веса металла также возможно использование внесистемной единицы 1 Г/см 3 .

Поскольку масса вещества, выраженная в г, равна его весовому значению, выраженному в Г, то удельный вес металла, выраженный в данных единицах, по своей численности равен плотности этого металла, которая будет выражена в системе СГС. Подобное же числовое равенство можно проследить и между удельным весом в системе МКСС и плотностью в системе СИ.

Таким образом, удельным весом металла называется вес единицы объема безусловного плотного (непористого) материала. Для обозначения удельного веса следует массу сухого материала поделить на его объем в полностью плотном состоянии - фактически это и есть формула определения веса металла. Для того, чтобы добиться подобного результата, металл необходимо привести в такое состояние, чтобы в его частицах не было пор, а структура была полностью однородной.

Все известные и применяемые в промышленности металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Существует несколько основополагающих критериев, уникализирующих тот или иной металл или сплав.

Особенности металлов и их качественные и весовые характеристики

Для того, чтобы более точно иметь представление о спецификациях каждого вида металлов необходимо определиться, что же все-таки понимается под данной группой веществ.

Металлами именуются вещества, обладающие характерными свойствами, среди которых можно назвать высокую прочность, тепло- и электропроводность, пластичность, особый металлический блеск, характерный для каждой группы. Металлические элементы входят в почти 3/4 всех известных в природе элементов, но не все могут находить широкое применение в промышленности. Некоторые из них в своем истинном состоянии и удельном весе встречаются достаточно редко. Из наиболее важных и ценных для технологических процессов и производства металлов лишь небольшая часть содержится в земной коре. Это железо, алюминий, магний, титан и т.д.

Удельный вес чугуна

Черные металлы (черная сталь, чугун) — техническое название железных сплавов и самого железа. В течение тысячелетий они были основополагающими в изготовлении орудий труда. Несмотря на стабильный рост продукции химической промышленности, цветной металлургии, тяжелой промышленности, чёрные металлы по-прежнему считаются главным конструкционным материалом во многих отраслях деятельности человека. По производственным объемам большинства важнейших видов изделий черной металлургии (железной руды, чугуна, стали, стальных труб, кокса, огнеупоров) Россия занимает достойное место лидера во всем мире. Черные металлы подразделяются на чугуны и стали в зависимости от содержания углерода и своего удельного веса.

Чугун — это сплав углерода с железом при содержании углерода более 2,13%. Чугун наделен небольшой способностью к пластической деформации и отличными литейными свойствами. В его составе содержатся графитовые включения — форма и размер которых определяют тип чугуна и его сферу его применения. Серый чугун — это материал, в котором углерод содержится в свободном состоянии в виде пластинчатого графита. Высокопрочный чугун содержит в своем составе углерод в форме шаровидного графита, и используется для изготовления деталей, которые в процессе эксплуатации подвергаются значительным механическим нагрузкам. Ковкий чугун может иметь повышенные характеристики пластичности, если его сравнивать с вышеуказанным чугуном. Он применяется в производстве деталей, где необходимы более высокие уровни механических свойств.

Удельный вес чугуна и его сплавов определяется весом одного его кубического сантиметра, который выражен в граммах. Чем больше показатель удельного веса металла, тем более тяжелым может получиться готовое изделие. В приведенной ниже таблице проиллюстрированы типичные физические свойства и удельный вес, характерный для определенных типов чугуна.

Так как существует большое количество марок стали, химический состав которых очень отличается, то все удельные веса стали вынесены в отдельную статью.

Цветные металлы

Цветные металлы представляют собой значимый и важный перечень веществ для металлургической промышленности. Но добыча их ограничена природными геологическими источниками и является длительным и трудоемким процессом. Использование лома данной категории металлов позволяет экономично и грамотно расходовать невосполнимые ресурсы страны, повышая этим производительность металлургической отрасли. Удельный вес металлов в чистом виде можно определять чаще всего в лабораторных условиях, но их натуральные качества весьма редко применяются в строительстве. Значительно чаще находится применение сплавам цветных 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 сплавов производятся архитектурные детали и санитарно-техническая арматура.

Ниже приведены основные качественные характеристики и удельный вес наиболее распространенных цветных металлов.

Кроме необъемной группы легких металлов, таких как алюминий, магний, которые имеют удельный вес не более 3, большинство металлов может иметь значительный удельный вес отдельно. К примеру, благодаря большому удельному весу платины (21,45) и золота (19,32), встречающиеся в природном виде, они могут добываться при помощи метода отмывки от сравнительно легких частиц песка, глины, сопровождающих их в разных слоях почвы.

Малый удельный вес некоторых металлов имеет очень важное значение при строительстве и проектировании самолетов, и поэтому на данный момент легкие сплавы и их характеристики особенно тщательно изучаются.

Для расчета какого-либо металлопроката по удельному весу - для этого существует специальный калькулятор металла.

Читайте также: