Таблица плотности металлов и сплавов для нумизматов

Обновлено: 11.05.2024

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.

Монетные металлы и сплавы

В период 1921 - 2005 годов в РСФСР, СССР и в России применялись следующие монетные металлы и сплавы:

1. Золото. Химический символ Au. Плотность 19,32 г/см3, температура плавления 1063 градуса С. Прочие свойства смотрите в периодической таблице Менделеева. Мягкий металл красивого жёлтого цвета. Обладает хорошими литьевыми качествами, пластичностью, ковкостью. Химически очень стойко, не растворяется в кислотах и щелочах. Не изменяется на воздухе. Растворяется в царской водке, в ртути и в некоторых комплексообразующих растворах, например в цианидах. Устойчиво к внешним воздействиям. Имеет высокую стоимость. Применялось для чеканки монет крупного достоинства. Из-за низкой механической прочности обычно применяется в виде различных сплавов, чаще всего с медью, значительно повышающей твёрдость и стойкость к истиранию. Содержание золота в сплаве определяется пробой. В России и в СССР до 1927 года проба выражалась в золотниковой форме, т.е. в количестве золотников (4,266 грамма) чистого золота в 1 фунте (96 золотников=409,5 грамма) сплава. Например, 86 2/5 проба означает содержание 86 2/5 золотника чистого золота в фунте сплава. С 1927 года применяется метрическое выражение пробы, т.е. количество весовых частей чистого золота в 1000 частях сплава. Перевод золотниковой пробы в метрическую производится делением на коэффициент 0,096. Так, 86 2/5 золотниковая проба соответствует (86 2/5 = 86,4:0,096=900) девятисотой (900°) метрической. Обратный перевод производится умножением метрической пробы на этот же коэффициент. Например, девятисотая метрическая проба (900°) соответствует (900 х
0, 096=86,4) или 86 2/5 золотниковой. Для двухкомпонентных сплавов Au/Cu пробу золота, зная плотность сплава, можно рассчитать по формуле D = 1,851 - 16,43/р (проба D выражена в долях от целого, например: D = 0, 900 означает метрическую пробу 900°; р - плотность сплава в г/см3 ). Соответственно, плотность сплава в зависимости от пробы рассчитывается по формуле р = 16,43/(1,851 - D) (г/см3). Так, золото 900° имеет плотность р = 16,43/(1,851 - 0,900) = 17,28 г/см3.

В советской регулярной монетной чеканке применялось только золото 900° в 1923 году для чеканки червонцев.

2. Серебро. Химический символ Ag. Плотность 10,5 г/см3, температура плавления 961°С. Мягкий металл красивого серебристого цвета. Обладает высокой пластичностью, ковкостью. Хорошо штампуется. Литьевые качества серебра невысокие. Химически менее стоек, чем золото. Растворяется в азотной кислоте и некоторых других соединениях. На воздухе в присутствии сероводорода окисляется с образованием патины чёрного цвета, предохраняющей металл от дальнейшего окисления. Значительно твёрже золота. Из-за невысокой твёрдости и стойкости к истиранию в монетном деле применяется в виде сплавов, главным образом с медью, значительно повышающей его механические. Содержание чистого серебра в сплаве выражается пробой, которая рассчитывается аналогично расчёту пробы для золота. Серебряные сплавы низкой пробы (5000 и ниже), а также чеканенную из них разменную монету обычно называют биллоном. Для двухкомпонентных сплавов Ag/Cu пробу серебра, зная плотность сплава, можно рассчитать по формуле D = 6,481 - 57,56/р (проба D выражена в долях от целого, например: D = 0,500 означает метрическую пробу 500°; р - плотность сплава в г/см3 ). Соответственно, плотность сплава в зависимости от пробы рассчитывается по формуле р = 57,56/(6,481 - D) (г/см3). Так, серебро 500° имеет плотность р = 57,56/(6,481 - 0,500) = 9,62 г/см3.
В советской монетной чеканке применялись следующие пробы серебра: 900° - в 1921 - 1927годах, 500° - в 1921 - 1931 годах.

3. Медь. Химический символ Cu. Плотность 8,88 г/см3, температура плавления 1084°С. Металл красноватого цвета. Химически менее стоек, чем золото, серебро и платина. На влажном воздухе покрывается патиной различных составов, обычно предохраняющих его от дальнейшего окисления. В два раза твёрже серебра и в три раза твёрже золота. Хорошо прокатывается и штампуется. В монетном деле применялась неочищенная медь. С изобретением гальванических способов очистки применение неочищенной меди было запрещено в законодательном порядке (чисто экономический запрет: расходы на электролитическую очистку меди значительно ниже стоимости попутно добываемых редких металлов, в том числе серебра, и иногда золота. Кроме того, с началом массового использования меди в электротехнике очень важными стали лучшие показатели электропроводности очищенной меди.).
В СССР разменная медная монета регулярной чеканки выпускалась в 1924 - 1928 годах, после чего, начиная с 1926 года, стала заменяться бронзовой.

4. Алюминиевая бронза (95% меди, 5% алюминия). Сплав жёлтого цвета, твёрже чистой меди. Стоек к истиранию и внешним агрессивным воздействиям.
Применялась в СССР для чеканки разменной монеты в 1926 - 1957 годах.

6. Мельхиор. Сплав красивого серебристого цвета на никелевой основе, содержащий добавки меди и цинка. Механически и химически стоек.
Применялся в СССР для чеканки разменной монеты в 1931 - 1957 годах.

7. Медно-никелевый сплав. Сплав серебристого цвета с зеленоватым оттенком. Химически и механи¬чески менее стоек, чем мельхиор.
Медно-никелевый сплав марки «нейзильбер-10» применялся в СССР для чеканки разменной монеты в 1958 и в 1961 - 1991 годах. Этот же сплав применялся в 1965 - 1970 годах для чеканки юбилейных монет. С 1975 года для юбилейных и памятных монет применялся медно-никелевый сплав серебристого цвета (вероятно, повышено содержание никеля, что придало ему лучший внешний вид, улучшенные механические свойства и большую химическую стойкость). Медно-никелевые сплавы применялись также в России для чеканки размен¬ной монеты в 1992 - 1993 и с 1997 года

8. Сталь или другой металл, плакированные (покрытые) сплавами жёлтого или серебристого цвета.
Применялись в СССР для чеканки 10-копеечных монет Государственного Банка СССР в 1991 году и в России для чеканки разменной монеты в 1992 - 1996 (датировка - 1992 - 1993 года) и с 1997 года. Некоторые монеты в 1991 - 2005 годах чеканились биметаллическими, т.е. составными из внешнего кольца из одного металла и вставкой из другого (для этой цели использовались медно-никелевый сплав и латунь). В СССР биметаллическими изготавливались 10 рублей Государственного Банка СССР 1991 и 1992 годов, а в России 50 и 100 рублей 1992 года и юбилейные 10 рублей 2000 - 2005 годов.
Для изготовления пробных монет применялось несколько десятков различных сплавов, использованных в процессе подбора металла для регулярной чеканки. Особенно большое количество разных сплавов было использовано для пробных монет 1956 года. Перечень сплавов, использованных в 1956 году, приведён в статье «Перечень известных пробных монет 1956 года».

Если вы нашли ошибку или опечатку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Удельный вес металла

Таблица плотности металлов и сплавов для нумизматов

Категории: История золота | Дата: 2020-06-05 18:03:39 | Обновлена дата: 2021-05-02 19:17:56 | Автор: Евгения

Плотность - самый важный признак, отличающий сталь от драгоценных металлов.

Таблица "Плотность стали и драгоценных металлов", плотность металлов показана в возрастающей последовательности.

Металл	Символ	Плотность кг/м³	Плотность г/см³
СТАЛЬ	STEEL	7800 кг/м3	7,8 г/cм3
СЕРЕБРО	SILVER	10500 кг/м3	10,5 г/cм3
ПАЛЛАДИЙ	PALLADIUM	12020 кг/м3	12,02 г/cм3
РОДИЙ	RHODIUM	12410 кг/м3	12,41г/cм3
РУТЕНИЙ	RUTHENIUM	12450 кг/м3	12,45г/cм3
ЗОЛОТО	GOLD	19300 кг/м3	19,3г/cм3
ПЛАТИНА	PLATINUM	21500 кг/м3	21,5г/cм3
ИРИДИЙ	IRIDIUM	22650 кг/м3	22,65г/cм3

Определение плотности

Плотность - это отношение массы тела (веса предмета) к его площади или объему.

В чем измеряется плотность

Единицы измерения плотности металлов в международной системе измерения - это кг/м³ и г/см³.

Мы не случайно сравниваем плотность драгоценных металлов и плотность стали. Сегодня ювелирные изделия из нержавеющей стали на пике популярности. Такие изделия достаточно практичны и неприхотливы в уходе, а цена настолько заманчива, что ювелирная сталь успешно конкурирует с серебром и даже платиной. Более того, внешне не представляется возможным отличить ювелирное изделие из нержавеющей стали от украшения из платины, серебра, палладия или белого золота. Взгляните на фото.

1.Cталь. 2.Серебро 3.Белое золото 4.Платина 5.Палладий

Все эти изделия роднит светло-серебристый цвет и блеск. Так вот отличительной особенностью сравниваемых металлов является именно плотность, которая оказывает непосредственное влияние на вес ювелирного изделия.

Негласное правило: ювелирное изделие из стали всегда будет легче украшения из представленных драгоценных металлов. При сравнении украшений в одной весовой категории.

Клейма ювелирных металлов - второй отличительный признак

Определить, какой перед Вами металл, можно также по клейму. Для этого необходимо знать стандарты проб драгоценных металлов, как российские (украинские) так и зарубежные. Т.к. в различных странах пробы благородных металлов могут отличаться, не говоря уже о грубом нарушении законодательства и прав потребителя – подделке ювелирных изделий.

На представленных выше фотографиях можно разглядеть отличительные маркировки металлов. Для стали – steel (иногда можно встретить конкретную марку стали, например, L316), для серебра – 925 проба, для белого золота - 585 проба, для платины – 950 проба, для палладия – также 950 проба. Обратите внимание, маркировка платины - Pt и палладия – PD, - говорит нам об импортном изделии.

Как отличается золото от платины по плотности - в продолжение темы проиллюстрирован пример с обручальными кольцами из золота и платины.

Читайте также: