0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какая плотность у стали

Свойства стали: удельный вес, плотность кг см3 и другие

Термин «сталь» используется в металлургии и означает смесь железа с углеродом, количество которого варьируется от 0,03% до 2,14% по массе.

Если содержание углерода в железе превышает указанную верхнюю границу, тогда материал теряет свои ковкие свойства, и работать с ним можно только путем литья.

Общие свойства

Не нужно путать сталь с железом, которое представляет собой твердый и относительно пластичный металл, имеет атомный диаметр 2,48 ангстрема, температуру плавления 1535 °C и температуру кипения 2740 °C. В свою очередь, углерод является неметаллом с атомным диаметром 1,54 ангстрема, мягкий и хрупкий в большинстве своих аллотропных модификаций (исключение составляет алмаз). Диффузия этого элемента в кристаллической структуре железа возможна благодаря разнице в их атомных диаметрах. В результате такой диффузии образуется этот материал.

Главным отличием железа от стали является процентное содержание углерода, которое было указано выше. Материал может иметь различную микроструктуру в зависимости от той или иной температуры. Она может находиться в следующих структурах (для большей информации посмотрите фазовую диаграмму железо-углерод):

Материал сохраняет свойства железа в своем чистом состоянии, однако добавка углерода и других элементов, как металлов, так и неметаллов, улучшает ее физико-химические свойства.

Существует много видов стали в зависимости от добавляемых в нее элементов. Группу углеродных сталей образуют материалы, в которых углерод является единственной добавкой. Другие специальные материалы получают свои названия благодаря своим основным функциям и свойствам, которые определяются их структурой и добавленными дополнительными элементами, например, кремниевые, цементирующие, нержавеющие, структурные сплавы и так далее.

Как правило, все материалы с добавками объединяются под одним названием — специальные стали, которые отличаются от обычных углеродных сталей, а последние служат базовым материалом для изготовления специальных материалов. Такое разнообразие данного материала по его характеристикам и свойствам привело к тому, что сталь начали называть «сплав железа и другой субстанции, которая повышает его твердость».

Компоненты металла

Два основных компонента стали встречаются в изобилии в природе, что благоприятствует ее производству в крупных масштабах. Разнообразие свойств и доступность этого материала делает его пригодными для таких отраслей промышленности, как машиностроение, производство инструментов, строительство зданий, внося свой вклад в индустриализацию общества.

Несмотря на свою плотность (удельный вес стали кг м3 составляет 7850, то есть масса стали объемом 1 м³ равна 7850 килограмм, для сравнения плотность алюминия 2700 кг/м3) она используется во всех секторах индустрии, включая аэронавтику. Причинами ее такого разнообразного применения являются как податливость и в то же время твердость, так и ее относительно низкая стоимость.

Добавки и их характеристика

Специальная классификация сталей определяет наличие конкретного элемента в ее составе и его процентное содержание по массе. Элементы добавляются в сплав с целью придания последней специфических свойств, например, увеличения ее механической выносливости, твердости, устойчивости к износу, способности к плавлению и другие. Ниже приведен список наиболее распространенных добавок и эффектов, которые они вызывают.

  • Алюминий: добавляется в концентрациях, близких к 1%, для повышения твердости сплава, а при концентрациях меньше 0,008% как антиокислитель для жаростойких материалов.
  • Бор: при малых концентрациях (0,001—0,006%) увеличивает прокаливаемость материала, не снижая ее способность подвергаться механической обработке. Используется в материалах низкого качества, например, при производстве плугов, проволоки, обеспечивая ее твердость и ковкость. Используется также в качестве ловушек для азота в кристаллической структуре железа.
  • Кобальт. Уменьшает закаливаемость и приводит к упрочнению материала и увеличению его твердости при высоких температурах. Увеличивает также магнитные свойства. Используется в жаропрочных материалах.
  • Хром: благодаря образованию карбидов придает стали прочность и сопротивляемость высоким температурам, увеличивает коррозионную стойкость, увеличивает глубину формирования карбидов и нитридов при термохимической обработке, используется в качестве твердого нержавеющего покрытия для осей, поршней и так далее.
  • Молибден увеличивает твердость и коррозионную стойкость для аустенитных материалов.
  • Азот добавляется для облегчения образования аустенита.
  • Никель делает аустенит стабильным при комнатной температуре, увеличивая твердость материала. Используется в жаростойких сплавах.
  • Свинец образует маленькие глобулярные образования, которые повышают способность к механической обработке стали. Этот элемент обеспечивает смазку материала при процентном содержании от 0,15% до 0,30%.
  • Кремний увеличивает закаливаемость и стойкость к окислению материала.
  • Титан стабилизирует сплав при высоких температурах и увеличивает его сопротивляемость окислению.
  • Вольфрам образует вместе с железом стабильные и очень твердые карбиды, которые остаются устойчивыми при высоких температурах, 14—18% этого элемента позволяет создать режущую сталь, которую можно применять со скоростью в три раза больше, чем обычную углеродную сталь.
  • Ванадий увеличивает сопротивляемость окислению материала и формирует сложные карбиды с железом, которые увеличивают сопротивление усталости.
  • Ниобий придает твердость, пластичность и ковкость сплаву. Используется в структурных материалах и автоматике.

Примеси в сплаве

Примесями называются элементы, которые нежелательны в составе стали. Они содержатся в самом материале и попадают в него в результате плавки, так как содержатся в горючем топливе и в минералах. Необходимо уменьшать их содержание, поскольку они ухудшают свойства сплава. В том случае, когда их удаление из состава материала является невозможным или дорогим, тогда стараются сократить их процентное содержание до минимума.

Сера: ее содержание ограничивается 0,04%. Элемент образует сульфиды вместе с железом, которые, в свою очередь, совместно с аустенитом образуют эвтектику с низкой температурой плавления. Сульфиды выделяются на границах зерен. Содержание серы резко ограничивает возможность термо- и механообработки материалов при средних и высоких температурах, поскольку приводит к разрушению материала по границам зерен.

Добавки марганца позволяют контролировать содержание серы в материалах. Марганец имеет большее родство с серой, чем железо, поэтому вместо сульфида железа образуется сульфид марганца, имеющий высокую температуру плавления и хорошие пластические свойства. Концентрация марганца должна быть в пять раз больше, чем концентрация серы, для обеспечения положительного эффекта. Марганец также увеличивает способность к механической обработке сталей.

Фосфор: максимальный предел его содержания в сплаве составляет 0,04%. Фосфор вреден, поскольку растворяется в феррите, уменьшая тем самым его пластичность. Фосфид железа вместе с аустенитом и цементитом образует хрупкую эвтектику с относительно низкой температурой плавления. Выделение фосфида железа на границах зерен делает материал хрупким.

Механические и технологические характеристики стали

Очень тяжело определить конкретные физические и механические свойства стали, поскольку число ее видов разнообразно ввиду различного состава и термической обработки, которые позволяют создавать материалы с широким разнообразием химических и механических характеристик. Такое разнообразие привело к тому, что производство этих материалов и их обработку начали выделять в отдельную отрасль металлургии — черную металлургию, отличающуюся от цветной металлургии. Однако общие свойства для стали привести можно, они представлены в списке ниже.

  • Объемный вес стали, то есть масса 1 м³, составляет 7850 кг. Плотность стали г см3 составляет, таким образом, 7,85.
  • В зависимости от температуры материал можно гнуть, вытягивать и плавить.
  • Температура плавления зависит от типа сплава и процентного содержания добавок. Так, чистое железо плавится при температуре 1510 °C, в свою очередь, сталь имеет точку плавления, равную 1375 °C, которая увеличивается по мере увеличения процентного содержания углерода и других элементов в ней (исключение составляют эвтектики, плавящиеся при более низких температурах). Быстрорежущая сталь плавится при температуре 1650 °C.
  • Кипит материал при температуре 3000 °C.
  • Это стойкий к деформациям материал, твердость которого повышается при добавлении других элементов.
  • Обладает относительной ковкостью (с помощью него можно получать тонкие нити путем волочения — проволоку), а также пластичностью (можно получать плоские металлические листы толщиной 0,12—0,50 мм — жесть, которая обычно покрывается оловом для предотвращения окисления).
  • Перед использованием термического воздействия сплав проходит механическую обработку.
  • Некоторые композиты обладают памятью формы и деформируются на величину, превосходящую предел текучести.
  • Твердость стали варьируется между твердостью железа и твердостью структур, которые получаются с помощью термических и химических процессов. Среди них наиболее известной является закалка, применяемая к материалам с высоким содержанием углерода. Высокая поверхностная твердость стали позволяет ее использовать в качестве режущего инструмента. Для получения этой характеристики, которая сохраняется до высоких температур, в сталь добавляют хром, вольфрам, молибден и ванадий. Измеряют твердость металла по бринеллю, викерсу и роквеллу.
  • Обладает хорошими литейными свойствами.
  • Способность подвергаться коррозии является одним из основных недостатков стали, поскольку окисленное железо увеличивается в объеме и приводит к возникновению трещин на поверхности, что, в свою очередь, еще сильнее ускоряет процесс разрушения. Традиционно металл защищали от коррозии с помощью различных поверхностных обработок. Кроме того, некоторые составы стали устойчивы к окислению, например, нержавеющие материалы.
  • Обладает высокой электропроводностью, которая не сильно изменяется в зависимости от состава сплава. В воздушных линиях электропередач чаще всего используют алюминиевые проводники, которые покрываются стальной рубашкой. Последняя обеспечивает необходимую механическую прочность проводам, а также способствует более дешевому их производству.
  • Используется для производства искусственных постоянных магнитов, поскольку намагниченная сталь не теряет свою магнитную способность до определенной температуры. При этом структура стали феррит обладает магнитными свойствами, в то время как структура аустенит не является магнитной. Магниты на основе стали для стабилизации структуры феррита содержат, как правило, около 10% никеля и хрома.
  • С увеличением температуры изделие из этого материала увеличивает свою длину. Поэтому если в той или иной конструкции существуют степени свободы, то тепловое расширение не является проблемой, если же таких степеней свободы не существует, то расширение стали приведет к появлению дополнительных напряжений, которые нужно учитывать. Коэффициент теплового расширения стали близок к таковому для бетона. Этот факт делает возможным их совместное использование в конструкциях различного типа, такой материал получил название железобетон.
  • Это негорючий материал, однако его фундаментальные механические свойства быстро ухудшаются под воздействием открытого огня.
Читать еще:  Редуктор пропановый для газового баллона с манометром

Плотность стали

Первые упоминания о стали содержатся в индийские источники, датируемые приблизительно 1 тысячелетием до н. э. Стальные мечи, изготовленные индийскими мастерами, были прочнее и острее бронзовых. Сталь обрабатывалась на Ближнем Востоке и в Древнем Риме. Именно стальные мечи и доспехи помогли римским легионам в их победоносном шествии по античному миру.

Второе рождение материала произошло в 19 веке, года был разработан мартеновский метод ее выплавки, позволяющий получать сплавы высокого и стабильного качества в больших количествах. В 20 веке сталь стала основным конструкционным материалом. Одной из важных характеристик любого материала, является его плотность — масса вещества в единице объема.

Плотность измеряется в граммах на кубический сантиметр или в тоннах на кубометр. Цифровое значение плотности для этих двух единиц измерения будет совпадать. Плотность одного и того же материала при разной температуре меняется вследствие явления теплового и объемного расширения. У большинства веществ, включая металлы, плотность с ростом температуры падает.

Плотность стали конструкционной легированной

Конструкционные легированные сплавы применяются в производстве высоконагруженных ответственных конструкций, в том числе работающих в агрессивных средах. Плотность марки 30ХГСА близка к стандартному значению в 7,85 т/м 3
плотность стали конструкционной низколегированной для сварных конструкций

Низколегированные сплавы обладают прекрасной свариваемостью и высокой стойкостью к коррозии, поэтому их широко применяют для ответственных конструкций в строительстве и кораблестроении. УВ стали этой группы колеблется в пределах 7,85-7,87 т/м 3 и приведен в таблице:

ГруппаМаркаПлотность
низколегированная конструкционная09Г2С7,85
высоко-углеродистая70 (ВС и ОВС)7,85
среднеуглеродистая457,85
мало-углеродистая10, 10А, 20, 20А7,85
углеродистая конструкционнаяСт3сп, Ст3пс7,87

Плотность стали конструкционной повышенной обрабатываемости

Удельный вес стали 30ХГСА, применяемой для валов, осей, рычагов составляет 7,85 т/м 3 . При нагреве до 200 ºС он снижается до 7,8. Плотность стали конструкционной подшипниковой марки 35ХГ2 равна 7,8 т/м 3 .

Удельный вес стали 12Х2Н4А, применяемой для создания высоконагруженных шестерен, поршневых пальцев и т. п., составляет 7,84 т/м 3 при 20 ºС и снижается до 7,63 при нагреве до 600 ºС

Плотность стали конструкционной рессорно – пружинной

Рессорно-пружинные сплавы обладают повышенной упругостью при сохранении высокой прочности и применяются для изготовления элементов упругости механизмов — рессор, пружин, амортизаторов. Плотность марки 65Г составляет 7,85 т/м 3 .

Плотность стали конструкционной углеродистой качественной

Сталь качественная конструкционная углеродистая марок 10, 20, 30, 40 имеет плотность 7,85 т/м 3

Плотность нержавеющей стали

Плотность вещества вычисляется путем деления массы объекта на его объем. Такие вычисления для всех известных человеку веществ уже сделаны, и метрологические службы периодически повторяют и уточняют эти измерения. На практике перед людьми встает другая практическая задача: зная материал, из которого изготовлено изделие, определить его массу.

Плотность вещества также называют удельной массой (или, в быту, удельным весом) — т. е. массой сплошного физического тела изготовленного из данного вещества и имеющего единичный объем.

Следует отметить, что, используя термин «масса», в 99% случаев люди имеют дело с весом — силой притяжения физического тела к Земле. Дело в том, что для определения массы тела в строгом физическом смысле требуется сложное оборудование, доступное лишь в крупнейших научных центрах. Для практического применения в большинстве случаев достаточно обычных, более или менее точных весов, использующих гравитацию Земли и пружины, либо рычаги и стандартные гири, либо пьезоэлементы.

На практике, чтобы рассчитать вес погонного или квадратного метра металлопроката используют удельную массу, или плотность материала, из которого он изготовлен. В справочниках по сортаменту металлопроката среди основных характеристик каждого сорта обязательно указывается масса погонного или квадратного метра и значение плотности, использованное при вычислениях.

В большинстве случаев расчета по массе погонного или квадратного метра хватает для практических применений. Сырье и комплектующие закупаются с некоторым нормированным запасом, а перед отгрузкой потребителю изделие взвешивают на весах для точных взаиморасчетов между контрагентами.

Однако нужно понимать, что данные в справочнике рассчитываются на основании стандартной плотности стали, чаще всего это 7,85 т/м 3 . В то же время фактическая плотность стали конкретной марки зависит от состава и удельного количества присадок и может колебаться от 7,6 до 8,8 т/м 3 .

Это может дать погрешность до 10% в большую или в меньшую сторону для изделия, сделанного из очень легкого или, наоборот, очень тяжелого сплаваю. Для малого количества металла разница будет мала, и ею можно будет пренебречь. Однако для сложных изделий, использующих большие объемы металла, потребуются более точные расчеты.

Масса понадобится при формировании заявки на закупку металла. На основе плотности данного сплава делают корректировку справочных значений массы одного погонного или квадратного метра, и далее в расчетах используют уже уточненное значение.

Как рассчитать P или выполнить корректировку массы 1 метра?

Практический способ определения плотности достаточно прост и известен нам из школьного курса физики. В мерную емкость, заполненную водой до определенной отметки, опускают образец материала. Уровень воды поднимается на определенную высоту. Объем вытесненной воды равен объему образца. Массу образца определяют взвешиванием на точных весах. Плотность будет равна отношению массы и объема.

Чтобы выполнить корректировку массы погонного или квадратного метра, нужно значение из справочника разделить на плотность из справочника и результат умножить на измеренную плотность материала образца. Получится откорректированная величина.

Если предвидится повторение подобных вычислений, то удобнее будет вычислить корректировочный коэффициент, равный отношению стандартной плотности и плотности образца, и далее применять его в расчетах.

Плотность 12Х18Н10Т и некоторых нержавеющих сталей

Марка 12×18Н10Т является одной из самых широко применяемых нержавеющих сталей. Плотность для нее и нескольких популярных в производстве марок приведена в таблице, марки расположены по мере возрастания плотности. В третьей колонке показан коэффициент корректировки плотности относительно стандартного значения в 7,85:

Марка сталиПлотность т/м 3Корректировочный коэффициент
08Х22Н6Т
15Х28
7,600,97
08Х13
12Х17
7,700,98
04Х18Н10
08Х18Н12Б
12Х18Н10Т
17Х18Н9
7,901,01
08Х18Н12Т
10Х23Н18
7,951,01
06ХН28МДТ
08ХН28МДТ
7,961,01
10Х17Н13М2Т8,001,02
08Х17Н15М3Т8,101,03

Плотность других сталей и сплавов

Удельный вес стали других групп приведен в таблице:

Тип сталиМаркаПлотность
криогенная нержавеющая конструкционная12Х18Н10Т7,9
жаропрочная нержавеющая коррозионно-стойкая08Х18Н10Т7,9
штамповая инструментальнаяХ12МФ7,7
штамповая инструментальная5ХНМ7,8
мало-углеродистая электро-техническая (Армко)А и Э; ЭА; ЭАА7,8
хромистая15ХА7,74
хромоалюминиевомолибденовая азотируемая38ХМЮА7,71
хромомарганцовокремнистая25ХГСА7,85
хромованадиевая30ХГСА; 20ХН3А7,85

Сталь — понятие и ее характеристики

Сталь– является самым распространенным материалом для изготовления конструкций, деталей, механизмов и инструмента.
К сталям относятся все сплавы железа и углерода, причем доля железа должна быть не менее 45 %, а доля углерода — менее 2,14 процента. Углерод, выстраиваясь в молекулярные структуры железа, повышает прочность и твердость, но делает сплав менее пластичным и ковким. Кроме углерода, в состав сплава входят металлы и неметаллы.
К наиболее важным характеристикам сплава относятся:

  • модуль сдвига;
  • модуль упругости;
  • плотность;
  • коэффициент линейного расширения.

Разные сферы применения материалов требуют от них отличающихся друг от друга физических и химических свойств. Так, например, стальные сплавы с высоким модулем упругости применяют для производства пружин и амортизаторов рессорного типа. Эти свойства целенаправленно меняются в результате добавления различных присадок.

Читать еще:  Отличия химического состава бронзы и латуни

Плотность стали, или УВ стали — одна из важнейших характеристик сплава. Исходя из нее, конструктор подсчитывает вес детали и общий вес изделия, логистика организует закупку и доставку сырья, заготовок и готовых изделий, экономисты определяют себестоимость.
Вес стали определяется как произведение плотности на объем.

Классификация стали

В зависимости от доли неметаллических примесей, определяемой методом выплавки данной марки, стальные сплавы разделяют на:

  • особо высококачественные;
  • высококачественные;
  • обыкновенного качества.

По химическому составу сплавы также разделяют на легированные и углеродистые.

Углеродистые стали

Используются преимущественно для производства сварных конструкций и содержит от 0,25 до 2,14 процента углерода. Внутри группы они далее разделяются на подгруппы, и также по процентной доле углерода:

  • высокоуглеродистые (0,6-2,14);
  • среднеуглеродистые (0,3-0,55);
  • низкоуглеродистые (ниже 0,25).

В качестве присадок в них также входят кремний и марганец.
Кроме полезных, вводимых целенаправленно присадок в сплаве могут содержаться и вредные примеси, отрицательно влияющие на ее физико- химические свойства:

  • фосфор снижает пластичность при нагреве и повышает хрупкость при охлаждении;
  • сера приводит к образованию микротрещин.

В состав сплава могут попадать и другие примеси.

Легированная сталь

Для обретения сплавом требуемых свойств при плавке в него добавляют полезные присадки, или легирующие элементы, чаще всего металлы, такие, как алюминий, молибден, хром, марганец, никель, ванадий и другие. Свойства сплава меняются при этом весьма существенно: сплав приобретает стойкость к коррозии, особую прочность, высокую ковкость, повышенную или пониженную электропроводность и т.д.
Сплав с такими добавками называют легированной сталью. По процентному содержанию легирующих присадок они делятся на три группы:

  • высоколегированные – свыше 11;
  • среднелегированные – от 4 до 11;
  • низколегированные – менее 4.

По области применения стальные сплавы делятся на:

  • инструментальные — высокопрочные сплавы применяются для изготовления инструментов, штампов, фрез, сверл и резцов;
  • конструкционные – применяются для производства корпусов и узлов транспортных средств, станков, строительных конструкций;
  • специальные. В эту группу включают сплавы с повышенной стойкостью к кислотной и щелочной среде, радиации, нержавеющие сплавы, электроматериалы и др.

Некоторые присадки и виды обработки повышают плотность материала, а другие – снижают, например:

Метод обработки или присадкаИзменение плотности
углеродснижается
хром, алюминий, марганецснижается
кобальт, вольфрам, медьрастет
волочениерастет в пределах трех процентов

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

Удельный вес стали

Марганец, углерод, хром и особенно алюминий могут уменьшить удельный вес стали; кобальт, никель, медь, а также вольфрам ее могут увеличить.

Ниже приведены данные по удельному весу некоторых наиболее распространенных видов сталей, которые рассчитаны по данной формуле:

Удельный вес наиболее распространенных марок стали
Наименование (тип стали)Марка или обозначениеУдельный вес (г/см 3 )
Сталь нержавеющая конструкционная криогенная12Х18Н10Т7,9
Сталь нержавеющая коррозионно-стойкая жаропрочная08Х18Н10Т7,9
Сталь конструкционная низколегированная09Г2С7,85
Сталь конструкционная углеродистая качественная10,20,30,407,85
Сталь конструкционная углеродистаяСт3сп, Ст3пс7,87
Сталь инструментальная штамповаяХ12МФ7,7
Сталь конструкционная рессорно-пружинная65Г7,85
Сталь инструментальная штамповая5ХНМ7,8
Сталь конструкционная легированная30ХГСА7,85
Удельный вес стали различных марок
Наименование (тип стали)Марка или обозначениеУдельный вес (г/см 3 )
никельхромовая стальЭИ 4188,51
хромомарганцовоникелевая стальХ13Н4Г9 (ЭИ100)8,5
хромистая сталь1Х13 (ЭЖ1)7,75
2Х13 (ЭЖ2)7,70
3Х13 (ЭЖ3)7,70
4Х14 (ЭЖ4)7,70
Х17 (ЭЖ17)7,70
Х18 (ЭИ229)7,75
Х25 (ЭИ181)7,55
Х27 (Ж27)7,55
Х28 (ЭЖ27)7,85
хромоникелевая сталь0Х18Н9 (ЭЯ0)7,85
1Х18Н9 (ЭЯ1)7,85
2Х18Н9 (ЭЯ2)7,85
Х17Н2 (ЭИ268)7,75
ЭИ3077,7
ЭИ3348,4
Х23Н18 (ЭИ417)7,9
хромокремнемолибденовая стальЭИ1077,62
хромоникельвольфрамовая стальЭИ698,0
хромоникельвольфрамовая с кремнием стальХ25Н20С2 (ЭИ283)8,0
хромоникелькремнистая стальЭИ727,7
прочая особая стальЭИ4017,9
ЭИ4188,51
ЭИ4348,13
ЭИ4358,51
ЭИ4378,20
ЭИ4157,85
Удельный вес стали углеродистой и легированной
Наименование (тип стали)Марка или обозначениеУдельный вес (г/см3)
высокоуглеродистая сталь70 (ВС и ОВС)7,85
среднеуглеродистая сталь457,85
малоуглеродистая сталь10 и 10А; 20 и 20А7,85
малоуглеродистая электро-техническая (железо типа Армко) стальА и Э; ЭА; ЭАА7,8
хромистая сталь15ХА7,74
хромоалюминиевомолибденовая азотируемая сталь38ХМЮА7,65
хромомарганцовокремнистая сталь25ХГСА7,85
хромованадиевая сталь30ХГСА7,85
20ХН3А7,85
40ХФА7,80
50ХФА7,74

Поскольку существует большое количесво марок стали, более 1500 марок, то данная статья будет постепенно пополняться новыми наиболее востребованными марками стали с описанием удельного веса каждой марки.

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

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2011.06.06

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

Таблица плотности материалов

Для быстрого поиска определенного материала или вещества нажмите Ctrl+F.

На этой странице представлена таблица плотностей основных материалов (металлы, резины, древесина, газы, масла) при нормальных условиях.

МатериалПлотность, кг/м3
Сталь 10 ГОСТ 1050-887856
Сталь 20 ГОСТ 1050-887859
Сталь 40 ГОСТ 1050-887850
Сталь 60 ГОСТ 1050-887800
С235-С375 ГОСТ 27772-887850
Ст3пс ГОСТ 380-20057850

‘);> //—>

‘);> //—>

Чугун ковкий КЧ 70-2 ГОСТ 1215-797000
Чугун высокопрочный ВЧ35 ГОСТ 7293-857200
Чугун серый СЧ10 ГОСТ 1412-856800
Чугун серый СЧ20 ГОСТ 1412-857100
Чугун серый СЧ30 ГОСТ 1412-857300
Силумин АК12ж ГОСТ 1583-932700
Сплав АК12 ГОСТ 1583-932710
Сплав АК5М ГОСТ 1583-932640
Сплав АК7 ГОСТ 1583-932700
Сплав АО9-1 ГОСТ 14113-782700
Б83 ГОСТ 1320-747380
Б87 ГОСТ 1320-747300
БН ГОСТ 1320-749550
Сплав МЛ10. МЛ19 ГОСТ 2856-791810
Сплав ВМЛ51890
Сплав ВМЛ91850
Бронза оловянная БрО10C108800
Бронза оловянная БрО198600
Бронза оловянная БрОC10-109100
Бронза оловянная БрОA10-18750
Бронза БрА10Ж3Мч2 ГОСТ 493-798200
Бронза БрА9Ж3Л ГОСТ 493-798200
Бронза БрМц5 ГОСТ 18175-788600
Латунь Л60 ГОСТ 15527-20048800
Латунь ЛА ГОСТ 1020-978500
Медь М0, М1, М2, М3 ГОСТ 859-20018940
Медь МСр1 ГОСТ 16130-908900
ВТ1-0 ГОСТ 19807-914500
ВТ14 ГОСТ 19807-914500
ВТ20Л ГОСТ 19807-914470
Ф-4 ГОСТ 10007-80 Е2100
Фторопласт — 1 ГОСТ 13744-871400
Фторопласт — 2 ГОСТ 13744-871700
Фторопласт — 3 ГОСТ 13744-872710
Фторопласт — 4Д ГОСТ 14906-772150
Дакрил-2М ТУ 2216-265-057 57 593-20001190
Полиметил метакрилат ЛПТ ТУ 6-05-952-741180
Полиметилметакрилат суспензионный ЛСОМ ОСТ 6-01-67-721190
Винипласт УВ-10 ТУ 6-01-737-721450
Поливинил хлоридный пластикат ГОСТ 5960-721400
Полиамид ПА6 блочный Б ТУ 6-05-988-871150
Полиамид ПА66 литьевой ОСТ 6-06-369-741140
Капролон В ТУ 6-05-9881150
Капролон ТУ 6-06-309-701130
Поликарбонат1200
Полипропилен ГОСТ 26996-86900
Полиэтилен СД960
Лавсан литьевой ТУ 6-05-830-761320
Лавсан ЛС-1 ТУ 6-05-830-761530
Стиролпласт АБС 0809Т ТУ 2214-019-002 03521-961050
Полистирол блочный ГОСТ 20282-861050
Сополимер стирола МСН ГОСТ 12271-761060
Полистирол ударопрочный УПС-0505 ГОСТ 28250-891060
Стеклопластик ВПС-81900
Стеклотекстолит конструкционный КАСТ-В ГОСТ 10292-741850
Винилискожа-НТ ГОСТ 10438-781440
Резина 6Ж ТУ 38-005-1166-981050
Резина ВР-10 ТР 18-9621800
Стекло листовое ГОСТ 111-20012500
Стекло органическое техническое ТОСН ГОСТ 17622-721180
Вольфрам ВА ГОСТ 18903-7319300
Вольфрам ВТ-7 ГОСТ 18903-7319300
Золото Зл 99,9 ГОСТ 6835-200219300
Индий ИНО ГОСТ 10297-947300
Кадмий КдО ГОСТ 1467-938640
Олово О1пч ГОСТ 860-757300
Паладий Пд 99,8 ГОСТ 13462-7912160
Платина Пд 99,8 ГОСТ 13498-7921450
Свинец С0 ГОСТ 3778-9811400
Серебро 99,9 ГОСТ 6836-200211500
Цинк Ц1 ГОСТ 3640-947130
Древесина, пробка480
Древесина, лиственница660
Древесина, липа530
Древесина, ель450
Древесина, сосна520
Древесина, береза650
Древесина, буд690
Бумага700-1200
Резина900-2000
Кирпич1400-2100
Фарфор2300
Бетон2000-2200
Цемент2800-3000
Жидкий водород70
Эфир740
Бензин750
Ацетон795
Керосин800
Спирт метиловый810
Нефть820. 920
Масло подсолнечное915
Масло оливковое920
Вода1000
Вода морская1025
Глицерин1260
Серная кислота1840
Ртуть13600
Водород0,090
Гелий0,178
Водяной пар0,598
Метан0,717
Аммиак0,771
Неон0,900
Азот1,250
Этилен1,260
Воздух1,293
Кислород1,429
Аргон1,784
Углекислый газ1,977
Хлор3,214
Криптон3,743
Ксенон5,851
Песок1550-1800
Щебень1300-1400
Асфальт1020-1100
Земля1200-2000
Мусор160-640
Гравий1400-1700
Грунт1200-2000
Бетонный раствор2000-2200
Чернозем1200-1400
Каменьболее 2200
Шлак3300-3800
Навоз400-1020
Глина1600-1900
Зерно300-820
Снег100-400

Смотрите также:

Знать плотность материалов необходимо для выполнения простых физических расчетов (например для вывоза мусора).
Наша проектная организация готова разработать для Вас проекты водоснабжения и канализации для объектов любой сложности на любом этапе проектирования.

Общая характеристика стали. Плотность стали

Сталь – это не чистый металл, а сплав железа и углерода. Его получают в кислородных конвертерах или в мартеновских печах, сплавляя чугун и стальной лом.

Плотность нержавеющей стали зависит от марки. Она может варьироваться от 7,6 г/см³ до 8,10 г/см³.

Стоит отметить, что если в сплаве железа с углеродом содержание углерода более 2,14%, то этот сплав называют чугуном.

Классификация стали

Существует несколько классификаций:

  1. По структурному составу.
  2. По химическому составу.
  3. По назначению.
  4. По качеству.

Классификация по структурному составу

Легированная сталь (или ее сплавы) могут быть:

  • в нормализованном состоянии аутенитная, мартенситная, перлитная;
  • в отожженном состоянии ферритная, доэвтектоидная, заэвтектоидная, карбидная, аустенитная.

Классификация по химическому составу

В данной группе сталь делится на классы в зависимости от процентного содержания в ее сплаве углерода. Бывают:

  1. Низкоуглеродистая или малоуглеродистая. Содержание углерода менее 0,3%.
  2. Среднеуглеродистые. Содержание углерода от 0,3% до 0,7%.
  3. Высокоуглеродистые. Содержание углерода более 0,7%.

Чистой стали не бывает. Для того чтобы сплав был более крепким и имел необходимые качества, ее легируют, т. е. добавляют легирующие элементы: натрий, хлор, никель, молибден, вольфрам, алюминий и др.

В легированной стали классификация по химическому составу всегда определяется процентом содержания вышеперечисленных легирующих элементов.

Классификация по назначению

Эта классификация достаточно широкая. Здесь выделяют следующие типы: конструкционные, с особыми химическими и физическими свойствами, а также инструментальные.

Конструкционные: строительные, цементируемые, улучшаемые, высокопрочные, для холодной штамповки, автоматные, пружинные, подшипниковые и другие.

Инструментальные: штампованные, для режущих инструментов, для измерительных инструментов.

Общие сведения об изделиях

Средняя плотность стали составляет 8,0 г/см³. Плотность зависит от того, какое количество углерода содержится, какие легирующие вещества были использованы. Плотность нержавеющей стали в среднем равна 7,9 г/см³.

Почти все сплавы, о которых идет речь в этой статье, изготавливается для конструкционного материала, в широком смысле этого слова. Главные качества, необходимые для данного материала, – это прочность и пластичность. Необходимо, чтобы материал выдерживал достаточные нагрузки во время работы и не ломался.

Существует более 1500 марок, каждая из которых предназначается для определенной продукции, поэтому удельная плотность стали сильно отличается у каждой марки.

Например, для того чтобы изготовить подшипники, необходима хромистая специальная шарикоподшипниковая сталь марки ШХ15 и ШХ15СГ. Она отличается высокой твердостью, прочностью и контактной выносливостью. Плотность нержавеющей стали этой марки равна 7,65 г/см³.

Различные упругие элементы, например рессоры, пружины, должны быть изготовлены из материала, который будет хорошо выдерживать высокую деформацию детали. Марки 50ХФА, 30Х13, 03Х12Н10Д2Т обладают такой важной характеристикой, как высокая упругость, выносливость, текучесть. Плотность стали этих марок равна 7,6 г/см³.

40ХН2МА – это марка сплава, содержащая среднее количество углерода и легирующие элементы, поэтому она имеет высокую прочность и достаточно пластична. Плотность стали данной марки составляет 7,8 г/см³. Из нее делают высокопрочные конструкции.

Человечество с незапамятных времен добывает железо и делает из него различные орудия труда. В настоящее время производство стали является ведущей отраслью. Практически все, что нас окружает, имеет в составе сталь: автомобили, каркасы зданий, предметы обихода, инструменты и др.

Плотность стали в кг/м3. Углеродистые и легированные стали

Сталь является самым распространенным в промышленности металлическим материалом, на основе которого изготавливают конструкции и инструменты с заданными свойствами. В зависимости от назначения этого материала изменяются многие его физические свойства, включая плотность. В данной статье рассмотрим, какой обладает плотностью сталь в кг/м3.

Что такое сталь, и какой она бывает?

Прежде чем приводить таблицы плотность стали в кг/м3, познакомимся с самим материалом. Сталью в металлургии называют сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,1 атомных процентов. Если углерода будет больше, то начинает образовываться графит в системе, что приводит к резкому изменению свойств сплава. В частности, увеличивается его твердость и хрупкость, и уменьшается пластичность. Если углерода больше, чем 2,1 %, то сплав называется чугуном.

Следует понимать главную вещь, что сталь — это сплав железа с другими элементами, которые выступают в качестве примесей. Если железо становится не основным компонентом, тогда такой сплав сталью не является.

Стали бывают самые разные. Так, низкое содержание углерода приводит к образованию класса конструкционных материалов. Более высокое его содержание образует класс инструментальных сталей. Помимо углеродистых, существуют легированные разными элементами материалы. Например, добавление больше 13% хрома приводит к образованию нержавеющих материалов, а большое содержание молибдена и вольфрама образует класс режущих сталей.

От чего зависит плотность стали?

Существует ряд факторов, которые определяют плотность стали в кг/м3. К ним относятся следующие:

  • плотность собственно железа для данной кристаллической решетки;
  • количество и тип примесей;
  • наличие фаз.

Из названых факторов первый является самым главным, поскольку именно железо является основой рассматриваемых сплавов. Как известно, оно может существовать в двух кристаллических решетках: ОЦК (объемно-центрированная кубическая) и ГЦК (гранецентрированная кубическая).

Первый тип решетки образует, так называемые ферритные стали, второй — аустенитные. Решетка ГЦК является плотноупакованной, в то время как ОЦК — это более рыхлая упаковка атомов. Тем не менее плотность ферритных сталей, как правило, выше, чем аустенитных. Причина этого проста, дело в том, что ГЦК является стабильной структурой только при высоких температурах для чистого железа, а все металлы при нагреве сильно расширяются. Последнее приводит к падению плотности.

Стали углеродистые

Чему равна плотность стали углеродистой? В общем можно сказать, что она немного ниже плотности чистого ОЦК железа (7874 кг/м 3 ). Это незначительное уменьшение связано с тем, что углерод в ОЦК решетке занимает октаэдрические поры. Плотность самого углерода в структурах алмаза и графита очень низкая, поэтому его добавка к железу уменьшает его среднюю плотность. Поскольку атомы углерода занимают большие октаэдрические поры, то они незначительно увеличивают средний параметр решетки, что сказывается на небольшом снижении рассматриваемого показателя. Ниже приведена таблица плотности стали в кг/м3 в зависимости от марки и температуры.

Легированные стали

Как было сказано, к ним относятся любые сплавы на основе железа, которые, помимо углерода, содержат другие элементы, например, хром, никель, вольфрам, ванадий и так далее. Так, плотность нержавеющей стали 12Х18Н9, содержащей, помимо хрома, никель, при комнатной температуре составляет 7900 кг/м 3 , что выше, чем у чистого ОЦК железа. Если в «нержавейке» никеля не будет, то ее плотность окажется ниже, чем у чистого железа, поскольку атом хрома легче железного.

Самыми плотными являются быстрорежущие стали. Они содержат в больших количествах такие тяжелые металлы, как молибден и вольфрам. Плотность их может достигать 8800 кг/м 3 .

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector