Что мы хотим узнать сегодня узнать? Сколько весит 1 куб алюминия, дюралюминиевого сплава, вес 1 м3 алюминия, силумина, серебристого металла Al ? Нет проблем, можно узнать количество килограмм или количество тонн сразу, масса серебристого металла Al (вес одного кубометра дюралюминия Д 16, вес одного куба авиаля АВ, вес одного кубического метра дуралюмина, вес 1 м3 силумина) указаны в таблице 1. Если кому-то интересно, можно пробежать глазами небольшой текст ниже, прочесть некоторые пояснения. Как измеряется нужное нам количество вещества, материала, жидкости или газа? За исключением тех случаев, когда можно свести расчет нужного количества к подсчету товара, изделий, элементов в штуках (поштучный подсчет), нам проще всего определить нужное количество исходя из объема и веса (массы). В бытовом отношении самой привычной единицей измерения объема для нас является 1 литр. Однако, количество литров, пригодное для бытовых расчетов, не всегда применимый способ определения объема для хозяйственной деятельности. Кроме того, литры в нашей стране так и не стали общепринятой "производственной" и торговой единицей измерения объема. Один кубический метр или в сокращенном варианте - один куб, оказался достаточно удобной и популярной для практического использования единицей объема. Практически все вещества, жидкости, материалы и даже газы мы привыкли измерять в кубометрах. Это действительно удобно. Ведь их стоимость, цены, расценки, нормы расхода, тарифы, договора на поставку почти всегда привязаны к кубическим метрам (кубам), гораздо реже к литрам. Не менее важным для практической деятельности оказывается знание не только объема, но и веса (массы) вещества занимающего этот объем: в данном случае речь идет о том сколько весит 1 куб алюминиевого сплава, крылатого металла Al (1 кубометр дюралюминия Д 16, 1 метр кубический, 1 м3 авиаля). Знание массы и объема, дают нам довольно полное представление о количестве силумина. Посетители сайта, спрашивая сколько весит 1 куб дуралюмина, алюминия часто указывают конкретные единицы массы серебристого металла Al, в которых им хотелось бы узнать ответ на вопрос. Как мы заметили, чаще всего хотят узнать вес 1 куба алюминиевого сплава (1 кубометра авиаля, 1 кубического метра дюралюминия Д 16, 1 м3 дюралюминиевого сплава) в килограммах (кг) или в тоннах (тн). По сути, нужны кг/м3 или тн/м3. Это тесно связанные единицы определяющие количество серебристого металла Al. В принципе возможен довольно простой самостоятельный пересчет веса (массы) дюралюминия из тонн в килограммы и обратно: из килограммов в тонны. Однако, как показала практика, для большинства посетителей сайта более удобным вариантом было бы сразу узнать сколько килограмм весит 1 куб (1 м3) алюминия, дюралюминиевого сплава или сколько тонн весит 1 куб (1 м3) алюминия, серебристого металла Al , без пересчета килограмм в тонны или обратно - количества тонн в килограммы на один метр кубический (один кубометр, один куб, один м3). Поэтому, в таблице 1 мы указали сколько весит 1 куб алюминиевого сплава (1 кубометр дюралюминия, 1 метр кубический авиаля) в килограммах (кг) и в тоннах (тн). Выбирайте тот столбик таблицы, который вам нужен самостоятельно. Кстати, когда мы спрашиваем сколько весит 1 куб (1 м3) дюралюминиевого сплава, мы подразумеваем количество килограмм силумина или количество тонн алюминия. Однако, с физической точки зрения нас интересует плотность алюминия или удельный вес серебристого металла Al. Масса единицы объема или количество вещества помещающегося в единице объема - это объемная плотность дуралюмина или удельный вес алюминия. В данном случае объемная плотность алюминиевого сплава и удельный вес алюминия. Плотность дюралюминия и удельный вес авиаля АВ (крылатого металла Al) в физике принято измерять не в кг/м3 или в тн/м3, а в граммах на кубический сантиметр: гр/см3. Поэтому в таблице 1 удельный вес алюминиевого сплава и плотность алюминия, дюралюминия, дюралюминиевого сплава (синонимы) указаны в граммах на кубический сантиметр (гр/см3)
Таблица 1. Сколько весит 1 куб алюминия, дюралюминиевого сплава, вес 1 м3 алюминия - крылатого металла. Объемная плотность алюминиевого сплава и удельный вес алюминия в гр/см3. Сколько килограмм в кубе дюралюминия, тонн в 1 кубическом метре дуралюмина, кг в 1 кубометре силумина, тн в 1 м3 серебристого металла Al.
В производственной практике применяется большое количество различных конструкций, с использованием металлов и сплавов из них, обладающих особыми свойствами. Функциональной особенностью производственного процесса выступает правильный выбор необходимого метала или сплава металлов. Конструкторы обращают внимание на следующие критерии отбора:
Не менее важно, рассчитать потребность в количестве выбранного металла, для производства определенной конструкции или прибора. Расчет производится на основании формулы: Y=P/V , где: Y - это удельный вес; P - вес твердого металла; V - объём металла. Величину, полученную в результате вычислений измеряют в см/м³.
Удельный вес алюминиевых сплавов в таблице
| Вид алюминия | Марка алюминия | Удельный вес в г/см3 |
| Алюминий первичный | 2,71 | |
| 2,71 | ||
| 2,71 | ||
| 2,71 | ||
| 2,7 | ||
| А999 | 2,7 | |
| Алюминий технический | АД1 | 2,71 |
| АД0 | 2,71 | |
| АД | 2,71 | |
| Алюминий литейный | АЛ1 | 2,75 |
| АЛ2 | 2,65 | |
| АЛ3 | 2,7 | |
| АЛ4 | 2,65 | |
| АЛ5 | 2,65 | |
| АЛ7 | 2,68 | |
| АЛ8 | 2,55 | |
| АЛ9 | 2,66 | |
| АЛ19 | 2,78 | |
| АК5М7 | 2,85 | |
| ВАЛ10 | 2,8 | |
| Деформируемый алюминиевый сплав | 1420 | 2,47 |
| АВ | 2,7 | |
| АД31 | 2,71 | |
| АД33 | 2,71 | |
| АК4 | 2,77 | |
| АК4-1 | 2,8 | |
| АК6 | 2,75 | |
| АК8 | 2,8 | |
| АМг1 | 2,67 |
Объемный вес алюминия
УВ прямо пропорционален тяжести металла. К примеру, удельный вес алюминия равен 2,69808 г/см³ (в системе СИ). Алюминий - один из наиболее востребованных промышленных металлов. Его запасы находится в коре Земли, что существенно упрощает производство изделий и конструкций. Рассчитывают УВ алюминия, посредством специального калькулятора или вручную, используя значения из таблицы веса алюминия.
Чаще всего применяется измерение - вес алюминия м³. Чем больше значение УВ, тем больше основной вес алюминия. Существуют небольшие колебания в значениях таблицы, учитывая содержащиеся, в сплаве присадки. Производители также могут допускать незначительные огрехи в каждой партии, выпускаемого товара.
В промышленности, наиболее распространены следующие группы сплавов, на основе алюминия:
Среди часто используемых примесей: магний, железо, марганец, цинк, и кремний. Примеси помогают усовершенствовать свойства основного элемента. Среди качественных характеристик, помогающих в изготовлении различных механизмов и конструкций, выступают:
Алюминий выступает ключевым компонентом во многих соединениях элементов и существенно упрощает производство многих конструкций. Сплавы и соединения алюминия используют в: самолетостроении, ракетостроении, оборонной и строительной промышленности. Многие детали автомобилей и железнодорожных вагонов также изготавливают при помощи алюминиевых конструкций.
Сегодня разработано много сложных конструкций и приборов, где используются металлы и их сплавы с различными свойствами. Чтобы применить в определенной конструкции наиболее подходящий сплав, конструкторы подбирают его в соответствии с требованиями прочности, текучести, упругости, и т.д., а также устойчивости этих характеристик в требуемом диапазоне температур. Далее расчитывается необходимое количество металла, которое требуется для производства изделий из него. Для этого нужно произвести расчет на основе его удельного веса. Данная величина является постоянной - это одна из основных характеристик металлов и сплавов, практически совпадающая с плотностью. Рассчитать ее просто: нужно вес (P) какого-либо куска металла в твердом виде разделить на его объем (V). Полученная величина обозначается γ, а измеряется она в Ньютонах на кубический метр.
Формула удельного веса:
Исходя из того, что вес - это масса, умноженная на ускорение свободного падения, получаем следующее:
Теперь о единицах измерения удельного веса. Вышеупомянутые Ньютоны на кубический метр относятся к системе СИ. Если же используется метрическая система СГС, то данная величина измеряется в динах на кубический сантиметр. Для обозначения удельного веса в системе МКСС применяется следующая единица: килограмм-сила на кубический метр. Иногда допустимо использование грамм-силы на сантиметр кубический - данная единица лежит вне всех метрических систем. Основные соотношения получаются следующими:
1 дин/см 3 = 1,02 кГ/м 3 = 10 н/м 3 .
Чем большее значение удельного веса, тем тяжелее металл. Для легкого алюминия эта величина совсем невелика - в единицах СИ она равна 2,69808 г/см 3 (к примеру, у стали она равна 7,9 г/см3). Алюминий, как и сплавы из него, сегодня является весьма востребованным, а его производство растет постоянно. Ведь это один из немногих нужных для промышленности металлов, запас которых есть в земной коре. Зная удельный вес алюминия, можно рассчитать любое изделие из него. Для этого существует удобный металлический калькулятор, либо можно произвести расчет вручную взяв значения удельного веса нужного алюминиевого сплава из таблички ниже.
Однако важно учитывать, что это теоретический вес проката, поскольку содержание присадок в сплаве не является строго определенным и может колебаться в небольших пределах, то и вес проката одинаковой длины, но разных производителей или партий может отличаться, конечно это отличие невелико, но оно есть.
Приведем несколько примеров расчета:
Пример 1. Расчитаем вес алюминиевой проволоки марки А97 диаметром 4 мм и длиной 2100 метров.
Определим площадь поперечного сечения круга S=πR 2 значит S=3,1415·2 2 =12,56 см 2
Определим вес проката зная, что удельный вес марки А97=2,71 гр/см 3
М=12,56·2,71·2100=71478,96 грамм = 71,47 кг
Итого вес проволоки 71,47 кг
Пример 2. Расчитаем вес круга из алюминия марки АЛ8 диаметром 60 мм и длиной 150 см в количестве 24 штуки.
Определим площадь поперечного сечения круга S=πR 2 значит S=3,1415·3 2 =28,26 см 2
Определим вес проката зная, что удельный вес марки АЛ8=2,55 гр/см 3
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. Удельный вес металлов, свойства, обозначения металлов, температура плавления |
|||
| Наименование металла, обозначение |
Атомный вес | Температура плавления, °C | Удельный вес, г/куб.см |
| Цинк Zn (Zinc) | 65,37 | 419,5 | 7,13 |
| Алюминий Al (Aluminium) | 26,9815 | 659 | 2,69808 |
| Свинец Pb (Lead) | 207,19 | 327,4 | 11,337 |
| Олово Sn (Tin) | 118,69 | 231,9 | 7,29 |
| Медь Cu (Сopper) | 63,54 | 1083 | 8,96 |
| Титан Ti (Titanium) | 47,90 | 1668 | 4,505 |
| Никель Ni (Nickel) | 58,71 | 1455 | 8,91 |
| Магний Mg (Magnesium) | 24 | 650 | 1,74 |
| Ванадий V (Vanadium) | 6 | 1900 | 6,11 |
| Вольфрам W (Wolframium) | 184 | 3422 | 19,3 |
| Хром Cr (Chromium) | 51,996 | 1765 | 7,19 |
| Молибден Mo (Molybdaenum) | 92 | 2622 | 10,22 |
| Серебро Ag (Argentum) | 107,9 | 1000 | 10,5 |
| Тантал Ta (Tantal) | 180 | 3269 | 16,65 |
| Железо Fe (Iron) | 55,85 | 1535 | 7,85 |
| Золото Au (Aurum) | 197 | 1095 | 19,32 |
| Платина Pt (Platina) | 194,8 | 1760 | 21,45 |
При прокате заготовок из цветных металлов необходимо еще точно знать их химический состав, поскольку от него зависят их физические свойства.
Например, если в алюминии присутствуют примеси (хотя бы и в пределах 1%) кремния или железа, то пластические характеристики у такого металла будут гораздо хуже.
Другое требование к горячему прокату цветных металлов – это предельно точная выдержка температуры металла. К примеру, цинк требует при прокатке температуры строго 180 градусов - если она будет чуть выше или чуть ниже, капризный металл резко утратит пластичность.
Медь более «лояльна» к температуре (ее можно прокатывать при 850 – 900 градусах), но зато требует, чтобы в плавильной печи непременно была окислительная (с повышенным содержанием кислорода) атмосфера - иначе она становится хрупкой.
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.
|
Список сплавов металлов |
Плотность
сплавов |
|
Адмиралтейская латунь - Admiralty Brass (30% цинка, и 1% олова) |
8525 |
|
Алюминиевая бронза - Aluminum Bronze (3-10% алюминия) |
7700 - 8700 |
|
Баббит - Antifriction metal |
9130 -10600 |
|
Бериллиевая бронза (бериллиевая медь) - Beryllium Copper |
8100 - 8250 |
|
Дельта металл - Delta metal |
8600 |
|
Желтая латунь - Yellow Brass |
8470 |
|
Фосфористые бронзы - Bronze - phosphorous |
8780 - 8920 |
|
Обычные бронзы - Bronze (8-14% Sn) |
7400 - 8900 |
|
Инконель - Inconel |
8497 |
|
Инкалой - Incoloy |
8027 |
|
Ковкий чугун - Wrought Iron |
7750 |
|
Красная латунь (мало цинка) - Red Brass |
8746 |
|
Латунь, литье - Brass - casting |
8400 - 8700 |
|
Латунь, прокат - Brass - rolled and drawn |
8430 - 8730 |
|
Легкиесплавыалюминия - Light alloy based on Al |
2560 - 2800 |
|
Легкиесплавымагния - Light alloy based on Mg |
1760 - 1870 |
|
Марганцовистая бронза - Manganese Bronze |
8359 |
|
Мельхиор - Cupronickel |
8940 |
|
Монель - Monel |
8360 - 8840 |
|
Нержавеющая сталь - Stainless Steel |
7480 - 8000 |
|
Нейзильбер - Nickel silver |
8400 - 8900 |
|
Припой 50% олово/ 50% свинец - Solder 50/50 Sn Pb |
8885 |
|
Светлый антифрикционный сплав для заливки подшипников = |
7100 |
|
Свинцовые бронзы, Bronze - lead |
7700 - 8700 |
|
Углеродистая сталь - Steel |
7850 |
|
Хастелой - Hastelloy |
9245 |
|
Чугуны - Cast iron |
6800 - 7800 |
|
Электрум (сплав золота с серебром, 20% Au) - Electrum |
8400 - 8900 |
Представленная в таблице плотность металлов и сплавов поможет вам посчитать вес изделия. Методика вычисления массы детали заключается в вычислении ее объема, который затем умножается на плотность материала, из которого она изготовлена. Плотность - это масса одного кубического сантиметра или кубического метра металла или сплава. Рассчитанные на калькуляторе по формулам значения массы могут отличаться от реальных на несколько процентов. Это не потому, что формулы не точные, а потому, что в жизни всё чуть сложнее, чем в математике: прямые углы - не совсем прямые, круг и сфера - не идеальные, деформация заготовки при гибке, чеканке и выколотке приводит к неравномерности ее толщины, и можно перечислить еще кучу отклонений от идеала. Последний удар по нашему стремлению к точности наносят шлифовка и полировка, которые приводят к плохо предсказуемым потерям массы изделия. Поэтому к полученным значениям следует относиться как к ориентировочным.