Плотность стали

Плотность металлов

Таблица плотности ρ материалов г/см3 (кг/дм3) и коэффициентов К = ρ/7.85*

* Согласно данным справочника П.М. Поливанов, Е.П. Поливанова. Таблицы для расчета массы деталей и материалов: Справочник. 13-е издание, 2006 г. (переработанное в соответсвие с ГОСТами).

Наименование группы	Наименование материала, марка	ρ	К
ЧИСТЫЕ МЕТАЛЛЫ
Чистые металлы	Алюминий	2,7	0,34
Бериллий	1,84	0,23
Ванадий	6,5-7,1	0,83-0,90
Висмут	9,8	1,24
Вольфрам	19,3	2,45
Галлий	5,91	0,75
Гафний	13,09	1,66
Германий	5,33	0,68
Золото	19,32	2,45
Индий	7,36	0,93
Иридий	22,4	2,84
Кадмий	8,64	1,10
Кобальт	8,9	1,13
Кремний	2,55	0,32
Литий	0,53	0,07
Магний	1,74	0,22
Медь	8,94	1,14
Молибден	10,3	1,31
Марганец	7,2-7,4	0,91-0,94
Натрий	0,97	0,12
Никель	8,9	1,13
Олово	7,3	0,93
Палладий	12,0	1,52
Платина	21,2-21,5	2,69-2,73
Рений	21,0	2,67
Родий	12,48	1,58
Ртуть	13,6	1,73
Рубидий	1,52	0,19
Рутений	12,45	1,58
Свинец	11,37	1,44
Серебро	10,5	1,33
Талий	11,85	1,50
Тантал	16,6	2,11
Теллур	6,25	0,79
Титан	4,5	0,57
Хром	7,14	0,91
Цинк	7,13	0,91
Цирконий	6,53	0,82
СПЛАВЫ ИЗ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Алюминиевые сплавы литейные	АЛ1	2,75	0,35
АЛ2	2,65	0,34
АЛ3	2,70	0,34
АЛ4	2,65	0,34
АЛ5	2,68	0,34
АЛ7	2,80	0,36
АЛ8	2,55	0,32
АЛ9 (АК7ч)	2,66	0,34
АЛ11 (АК7Ц9)	2,94	0,37
АЛ13 (АМг5К)	2,60	0,33
АЛ19 (АМ5)	2,78	0,35
АЛ21	2,83	0,36
АЛ22 (АМг11)	2,50	0,32
АЛ24 (АЦ4Мг)	2,74	0,35
АЛ25	2,72	0,35
Баббиты оловянные и свинцовые	Б88	7,35	0,93
Б83	7,38	0,94
Б83С	7,40	0,94
БН	9,50	1,21
Б16	9,29	1,18
БС6	10,05	1,29
Бронзы безоловянные, литейные	БрАмц9-2Л	7,6	0,97
БрАЖ9-4Л	7,6	0,97
БрАМЖ10-4-4Л	7,6	0,97
БрС30	9,4	1,19
Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением	БрА5	8,2	1,04
БрА7	7,8	0,99
БрАмц9-2	7,6	0,97
БрАЖ9-4	7,6	0,97
БрАЖМц10-3-1,5	7,5	0,95
БрАЖН10-4-4	7,5	0,95
БрБ2	8,2	1,04
БрБНТ1,7	8,2	1,04
БрБНТ1,9	8,2	1,04
БрКМц3-1	8,4	1,07
БрКН1-3	8,6	1,09
БрМц5	8,6	1,09
Бронзы оловянные деформируемые	БрОФ8-0,3	8,6	1,09
БрОФ7-0,2	8,6	1,09
БрОФ6,5-0,4	8,7	1,11
БрОФ6,5-0,15	8,8	1,12
БрОФ4-0,25	8,9	1,13
БрОЦ4-3	8,8	1,12
БрОЦС4-4-2,5	8,9	1,13
БрОЦС4-4-4	9,1	1,16
Бронзы оловянные литейные	БрО3Ц7С5Н1	8,84	1,12
БрО3Ц12С5	8,69	1,10
БрО5Ц5С5	8,84	1,12
БрО4Ц4С17	9,0	1,14
БрО4Ц7С5	8,70	1,10
Бронзы бериллиевые	БрБ2	8,2	1,04
БрБНТ1,9	8,2	1,04
БрБНТ1,7	8,2	1,04
Медно- цинковые сплавы (латуни) литейные	ЛЦ16К4	8,3	1,05
ЛЦ14К3С3	8,6	1,09
ЛЦ23А6Ж3Мц2	8,5	1,08
ЛЦ30А3	8,5	1,08
ЛЦ38Мц2С2	8,5	1,08
ЛЦ40С	8,5	1,08
ЛС40д	8,5	1,08
ЛЦ37Мц2С2К	8,5	1,08
ЛЦ40Мц3Ж	8,5	1,08
Медно- цинковые сплавы (латуни), обрабатываемые давлением	Л96	8,85	1,12
Л90	8,78	1,12
Л85	8,75	1,11
Л80	8,66	1,10
Л70	8,61	1,09
Л68	8,60	1,09
Л63	8,44	1,07
Л60	8,40	1,07
ЛА77-2	8,60	1,09
ЛАЖ60-1-1	8,20	1,04
ЛАН59-3-2	8,40	1,07
ЛЖМц59-1-1	8,50	1,08
ЛН65-5	8,60	1,09
ЛМц58-2	8,40	1,07
ЛМцА57-3-1	8,10	1,03
Латунные прутки прессованные и тянутые	Л60, Л63	8,40	1,07
ЛС59-1	8,45	1,07
ЛЖС58-1-1	8,45	1,07
ЛС63-3, ЛМц58-2	8,50	1,08
ЛЖМц59-1-1	8,50	1,08
ЛАЖ60-1-1	8,20	1,04
Магниевые сплавы литейные	Мл3	1,78	0,23
Мл4	1,83	0,23
Мл5	1,81	0,23
Мл6	1,76	0,22
Мл10	1,78	0,23
Мл11	1,80	0,23
Мл12	1,81	0,23
Магниевые сплавы деформируемые	МА1	1,76	0,22
МА2	1,78	0,23
МА2-1	1,79	0,23
МА5	1,82	0,23
МА8	1,78	0,23
МА14	1,80	0,23
Медно-никелевые сплавы, обрабатываемые давлением	Копель МНМц43-0,5	8,9	1,13
Константан МНМц40-1,5	8,9	1,13
Мельхиор МнЖМц30-1-1	8,9	1,13
Сплав МНЖ5-1	8,7	1,11
Мельхиор МН19	8,9	1,13
Сплав ТБ МН16	9,02	1,15
Нейзильбер МНЦ15-20	8,7	1,11
Куниаль А МНА13-3	8,5	1,08
Куниаль Б МНА6-1,5	8,7	1,11
Манганин МНМц3-12	8,4	1,07
Никелевые сплавы	НК 0,2	8,9	1,13
НМц2,5	8,9	1,13
НМц5	8,8	1,12
Алюмель НМцАК2-2-1	8,5	1,08
Хромель Т НХ9,5	8,7	1,11
Монель НМЖМц28-2,5-1,5	8,8	1,12
Цинковые сплавы антифрикционные	ЦАМ 9-1,5Л	6,2	0,79
ЦАМ 9-1,5	6,2	0,79
ЦАМ 10-5Л	6,3	0,80
ЦАМ 10-5	6,3	0,80
СТАЛЬ, СТРУЖКА, ЧУГУН
Нержавеющая сталь	04Х18Н10	7,90	1,00
08Х13	7,70	0,98
08Х17Т	7,70	0,98
08Х20Н14С2	7,70	0,98
08Х18Н10	7,90	1,00
08Х18Н10Т	7,90	1,00
08Х18Н12Т	7,95	1,01
08Х17Н15М3Т	8,10	1,03
08Х22Н6Т	7,60	0,97
08Х18Н12Б	7,90	1,00
10Х17Н13М2Т	8,00	1,02
10Х23Н18	7,95	1,01
12Х13	7,70	0,98
12Х17	7,70	0,98
12Х18Н10Т	7,90	1,01
12Х18Н12Т	7,90	1,00
12Х18Н9	7,90	1,00
15Х25Т	7,60	0,97
Сталь конструкционная	Сталь конструкционная	7,85	1,0
Стальное литье	Стальное литьё	7,80	0,99
Сталь быстрорежущая с содержанием вольфрама, %	5	8,10	1,03
10	8,35	1,06
15	8,60	1,09
18	8,90	1,13
Стружка (т/м3)	алюминиевая мелкая дроблёная	0,70
стальная (мелкий вьюн)	0,55
стальная (крупный вьюн)	0,25
чугунная	2,00
Чугун	серый	7,0-7,2	0,89-0,91
ковкий и высокопрочный	7,2-7,4	0,91-0,94
антифрикционный	7,4-7,6	0,94-0,97

Самые легкие и самые тяжелые алюминиевые сплавы

• Одним из самых легких алюминиевым сплавом является зарубежный литейный сплав 518.0 (7,5-8,5 % магния) – 2,53 г на кубический сантиметр . Отечественный сплав АМг11 (АЛ22) содержит еще больше магния – от 10,5 до 13,0 %. Поэтому, надо думать, он еще легче, но точных данных у нас нет!
• Самыми тяжелыми алюминиевыми сплавами являются зарубежные литейные сплавы 222.0 и 238.0 с номинальным содержанием меди 10 %. Их номинальная плотность – 2,95 г на кубический сантиметр .
• Самый легкий деформируемый сплав – алюминиево-литиевый сплав 8090 с номинальным содержанием лития 2,0 %. Его номинальная плотность – 2,55 г на кубический сантиметр .
• Самые тяжелые деформируемые алюминиевые сплавы – сплав В95 и зарубежный сплав 7175: 2,85 г на кубический сантиметр .

Плотность стали различных типов

Приведена таблица значений плотности распространенных типов стали при комнатной температуре. Плотность стали существенно зависит от типа, который определяется ее химическим составом и назначением.

К легким сталям с не высокой плотностью можно отнести некоторые легированные, жаростойкие и нержавеющие стали. Минимальная плотность распространенных марок таких сталей составляет величину 7640-7670 кг/м3.

Присутствие в стали большого количества никеля делает ее плотность выше. Например, плотность сплавов на никелевой основе может достигать значения 8500 кг/м3. Наиболее тяжелой является быстрорежущая инструментальная сталь. Она содержит в своем составе такие тяжелые металлы, как вольфрам и молибден. Плотность такой стали изменяется в диапазоне от 8000 до 8800 кг/м3. Плотность стали по типам

Тип стали	Примеры	Плотность, кг/м3
Углеродистые качественные	ст.08, ст.10, ст.15, 20, 40, 50, 85, 15К, А12, А30, ОС	7800-7870
Стали низколегированные	15Г, 40Г, 10Г2, 16ГС, 18Г2С, 45Г2, 15Х, 35Х, 50Х	7730-7850
Стали легированные	18ХГТ, 25ХГМ, 40ХС, 35ХМ, 40ХФА, 20ХН, 15Н5А	7640-7880
Стали целевого назначения	65Г, 55С2, 60С2Г, 70С2ХА, ШХ15, ЭИ 229	7650-7850
Нержавеющие, жаростойкие и жаропрочные	03Х8СЮЦ, 12Х18Н10Т, 10Х12НД, 03Н18К9М5Т	7670-8000
Сплавы на железоникелевой основе	ХН32Т, ХН35ВТК, ХН45Ю, 06ХН46Б, ДИ65	7700-8170
Сплавы на никелевой основе	ЭИ 929, ХН60Ю, ЭП 709, ХН70Ю, ХН78Т, ХН80ТБЮ	7900-8570
Углеродистые и легированные	У7, У8, У10, 9ХС, ХВГ	7745-7850
Стали штамповые	Х6ВФ, Х12, 7Х3, 3Х3М3Ф, ЭП 761, ЭИ 958, ДИ 37	7700-7800
Стали валковые	9Х, 9Х2В, 55Х, 60ХН, 75ХМ, 7Х2СМФ	7800-7900
Быстрорежущие	11Р3АМ3Ф2, Р6М3, Р9, Р12, Р18, Р18К5Ф2	8000-8800
Стали для отливок	15Л, 30Л, 70Л, 40ХЛ, 25ГСЛ, 05Х26Н6М2Д2АБФЛ	7730-7850
Сплавы на никелевой основе для отливок	ХН58ВКМТЮБЛ, ХН65ВМТЮЛ, ЦНК 7П, ЦНК 17П	8000-8790

С345 Челябинск

Марка :	С345
Заменитель:	12Г2С, 09Г2С
Классификация :	Сталь для строительных конструкций
Применение:	изготовления проката, предназначенного для строительных стальных конструкций со сварными и другими соединениями
Зарубежные аналоги:	Известны

Химический состав в % материала С345

ГОСТ 27772- 88

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu
до 0.15	до 0.8	1.3- 1.7	до 0.3	до 0.04	до 0.035	до 0.3	до 0.012	до 0.3

Технологические свойства материала С345 .

Свариваемость:

без ограничений.

Механические свойства при Т=20oС материала С345 .

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
—	мм	—	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	—
Лист, ГОСТ 27772-88	2-3.9	490	345	15
Лист, ГОСТ 27772-88	4-10	490	345	21
Лист, ГОСТ 27772-88	10-20	470	325	21
Лист, ГОСТ 27772-88	20-40	460	305	21
Лист, ГОСТ 27772-88	40-60	450	285	21
Лист, ГОСТ 27772-88	60-80	440	275	21
Лист, ГОСТ 27772-88	80-160	430	265	21

Зарубежные аналоги материала С345 Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги. 1.0570

США	Германия	Япония	Франция	Англия	Евросоюз	Италия	Китай	Швеция	Польша	Чехия	Австрия
—	DIN,WNr	JIS	AFNOR	BS	EN	UNI	GB	SS	PN	CSN	ONORM
Gr.50type1-4
St52-3

SM490

E36-3

50C

1.0570

S355J2G3

Fe510

16Mn

2132

G355

11483

St52F

Обозначения:

Механические свойства :
sв	-Предел кратковременной прочности ,
sT	-Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации),
d5	-Относительное удлинение при разрыве ,
y	-Относительное сужение ,
KCU	-Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB	-Твердость по Бринеллю ,

Физические свойства :
T	-Температура, при которой получены данные свойства ,
E	-Модуль упругости первого рода ,
a	-Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o-T ) , [1/Град]
l	-Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	-Плотность материала , [кг/м3]
C	-Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o-T ), [Дж/(кг·град)]
R	-Удельное электросопротивление,

Свариваемость :
без ограничений	-сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая	-сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая	-для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки-отжиг

С345-Сталь для строительных конструкций С345-химический состав, механические, физические и технологические свойства, плотность, твердость, применение

Официально принятые пробы

Сплав по определению представляет собой соединение чистого серебра с другими металлами с целью улучшения каких-либо конкретных характеристик. Существует постановление правительства Российской федерации, в котором четко установлены пробы серебра, их химический состав и характерные свойства и характеристики.

Низшая из них — 720 проба: цифирное обозначение указывает на то, что в данном сплаве содержится 72% чистого серебра, а все остальное (28%) — это примеси других материалов. Такой металл находит свое применение исключительно в промышленности и производстве.

800 проба серебряного сплава указывает на то, что в нем содержится не менее 80% чистого металла. Хоть его и принято считать низшим по качеству, однако он обладает хорошими литейными характеристиками. Именно это свойство дает возможность для изготовления наборов столовых приборов из этого драгоценного металла, которые часто становятся семейной реликвией и передаются по наследству. Для этих же целей используется драгоценный металл, имеющий 83% химически чистого по составу серебра, отличается от предыдущего только меньшим количеством примесей в сплаве.

А вот металлическое соединение серебра, которое имеет 875 пробу, может уже использоваться не только в производственных и промышленных нуждах, но и в ювелирном деле. Процент чистого металла в нем составляет 87,5. Все вышеописанные сплавы имеют ярко выраженный желтоватый цвет. Чем ниже проба, тем желтее металл. Соединение серебра с металлическими добавками 925 пробы имеет бело-серебристый («благородный») цвет. Этот состав хорошо себя проявляет при плавке, он очень ковкий и пластичный. Эти характеристики позволяют ювелирам создавать настоящие произведения искусства.

960 проба серебряного сплава по своим механическим и техническим характеристикам очень схожа с химически чистым серебром. Используется ювелирами для создания тончайших драгоценных изделий, отличающихся изяществом и воздушностью: финифть и филигрань, разные виды гравировки, соединение с эмалью.

Сталь — понятие и ее характеристики

Сталь– считается очень распространенным материалом для производства 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, увеличивает прочность и твердость, но выполняет сплав не очень пластичным и ковким. Помимо углерода, в сплав входят металлы и неметаллы. К наиболее весомым характеристикам сплава относятся:

• модуль сдвига;
• модуль упругости;
• плотность;
• показатель линейного увеличения.

Разнообразные области использования материалов просят от них друг от друга отличающихся химических и физических параметров. Так, к примеру, стальные сплавы с высоким модулем упругости применяют для изготовления пружин и демпферов рессорного типа. Данные показатели целенаправленно меняются в результате добавки самых разных присадок.

Плотность стали, или УВ стали — одна из очень важных параметров сплава. Исходя из нее, конструктор подсчитывает вес детали и общий вес изделия, логистика организует закупку и доставку сырья, заготовок и готовых изделий, экономисты формируют отпускная цена. Вес стали устанавливается как творение плотности на объем.

Плотность свинца

Чем более чистое золото, тем менее оно твердое, поэтому раньше желтый металл для проверки надкусывали. Данный метод ненадежен. Украшение может быть сделано из свинца, покрытое очень тонким слоем золота. А свинец также имеет мягкую структуру. Можно попытаться процарапать украшение не с лицевой стороны, и под очень тонким слоем драгоценного металла может быть обнаружен неблагородный металл.

Плотность элемента таблицы Менделеева — свинца и его собрата — золота отличается. Плотность свинца намного меньше, чем золота и составляет 11,34 грамм на сантиметр кубический. Таким образом, если взять желтый металл и свинец одинакового объема, то масса золота будет намного больше, чем свинца.

Белое золото – это сплав желтого драгметалла с платиной или другими металлами, которые придают ему белый, точнее матово – серебристый цвет. В быту ходит мнение, что «белое золото» это одно из названий платины, однако это не так. Данная разновидность золота стоит на немного дороже обычного. По внешнему виду белый металл похож на серебро, которое намного дешевле. Плотность таких элементов таблицы Менделеева, как золота и серебра различна. Как же отличить белое золото от серебра? Данные драгоценные металлы обладают различной плотностью.

Серебро — наименее плотный материал со всех рассмотренных в статье.

Плотность золота больше, чем плотность серебра. Его плотность составляет 10,49 грамм на сантиметр кубический. Серебро намного мягче белого металла. Поэтому, если провести серебряным изделием по белому листу, то останется след. Если проделать тоже самое с белым драгоценным металлом, то следа не будет.

Плотность нержавейки

Плотность вещества вычисляется делением массы объекта на его объем. Такие вычисления для всех популярных человеку веществ уже выполнены, и метрологические службы иногда повторяют и уточняют эти измерения. В работе перед людьми становится иная фактическая задача: зная материал, из которого сделано изделие, определить его массу.

Плотность вещества также называют удельной массой (или, в бытовых условиях, удельным весом) — т. е. массой сплошного физического тела сделанного из этого вещества и содержащего единичный объем.

Нужно сказать, что, применяя термин «масса», в 99% случаев люди имеют дело с весом — силой притяжения физического тела к Земля. А дело все в том, что для определения массы тела в строгом физическом смысле требуется не простое оборудование, доступное лишь в крупных научных центрах. Для использования на практике во многих случаях достаточно обыкновенных, больше или меньше точных весов, применяющих гравитацию Земли и пружины, либо рычаги и обычные гири, либо пьезоэлектрические элементы.

В работе, чтобы высчитать вес погонного или кв.м. металлического проката применяют удельную массу, или плотность материала, из которого он сделан. В справочниках по сортаменту металлического проката среди ключевых параметров каждого сорта в первую очередь указывается масса погонного или кв.м. и значение плотности, использованное при вычислениях.

Но следует понимать, что данные в справочнике рассчитываются на основании типовой плотности стали, практически всегда это 7,85 т/м 3 . В то же время практическая плотность стали определенной марки зависит от состава и удельного количества присадок и колеблется от 7,6 до 8,8 т/м 3 .

Это может дать погрешность до 10% в большую или в меньшую сторону для изделия, выполненного из облегченного либо, наоборот, очень тяжёлого сплаваю. Для небольшого количества металла разница будет мала, и ею можно будет пренебречь. Но для трудных изделий, применяющих значительные объемы металла, понадобятся более правильные расчеты.

https://youtube.com/watch?v=eN9Y_AqExdI

Масса понадобится при формировании заявки на закупку металла. На основе плотности данного сплава делают исправление справочных значений массы одного погонного или кв.м., и дальше в расчетах применяют уже уточненное значение.

Что это — плотность металлов, как она определяется? Расчет плотности для осмия

Плотность является важной физической величиной для любого агрегатного состояния материи. В данной статье рассмотрим вопрос, что это — плотность металлов, приведем таблицу этого параметра для химических элементов и расскажем о самом плотном металле на Земле

О какой физической характеристике пойдет речь?

Плотность представляет собой величину, которая характеризует количество вещества, находящегося в известном объеме. Согласно этому определению, ее можно математически вычислить так:

ρ = m/V.

Обозначают эту величину греческой буквой ρ (ро).

Плотность является универсальной характеристикой, поскольку по ней можно сравнивать разные материалы. Этот факт можно использовать для их идентификации, что и сделал греческий философ Архимед, согласно легенде (он смог установить подделку золотой короны, измерив величину ρ для нее).

Этот параметр для конкретного материала зависит от двух основных факторов:

• от массы составляющих вещество атомов и молекул;
• от средних межатомных и межмолекулярных расстояний.

Например, любой из переходных металлов (золото, железо, ванадий, вольфрам) имеет большую плотность, чем любой углеродный материал, поскольку масса атома последнего в десятки раз меньше. Другой пример. Графит и алмаз — это две углеродные структуры. Второй является более плотным, поскольку межатомные расстояния в его решетке меньше.

Плотность металлов

Это самая многочисленная группа периодической таблицы Менделеева. Металлом является любое вещество, которое обладает высокой тепло- и электропроводностью, характерным блеском поверхности при ее полировке, способностью к пластической деформации.

Такой химический элемент обладает низкой электроотрицательностью в сравнении с такими веществами, как азот, кислород и углерод. Этот факт приводит к тому, что в объемных структурах атомы металла образуют друг с другом металлическую связь. Она представляет собой электрическое взаимодействие между положительно заряженными ионными основаниями и отрицательным электронным газом.

Атомы металлов в пространстве располагаются в виде упорядоченной структуры, которая называется кристаллической решеткой. Существует всего три их типа:

• кубическая;
• ОЦК (объемно-центрированная кубическая);
• ГПУ (гексагональная плотноупакованная);
• ГЦК (гранецентрированная кубическая).

Плотность металлов — это физическая величина, которая зависит от типа кристаллической решетки. Ниже приводится таблица этого параметра для всех химических элементов в г/см3, которые при нормальных условиях находятся в твердом состоянии.

Из таблицы следует, что плотность металлов — это изменяющаяся в широких пределах величина. Так, самым слабым является литий, который при одинаковых объемах в два раза легче воды. Плотность редкого металла осмия является самой большой в природе. Она составляет 22,59 г/см3.

Плотность металлов — это характеристика, которую можно определить двумя принципиально разными способами:

• экспериментальным;
• теоретическим.

Экспериментальные методы бывают следующего вида:

1. Непосредственные измерения веса тела и его объема. Последний легко вычислить, если известны геометрические параметры тела, а его форма является идеальной, например, призмой, пирамидой или шаром.
2. Гидростатические измерения. В этом случае используются специальные весы, изобретенные еще Галилеем в XVI веке. Принцип их действия достаточно прост: сначала взвешивают тело неизвестной плотности в воздухе, а затем — в жидкости (воде). После этого по простой формуле вычисляют искомую величину.

Что касается теоретического способа определения плотности металлов — это достаточно простой метод, который требует знания типа кристаллической решетки, межатомного расстояния в ней и массы атома. Далее покажем на примере осмия, как этот метод применяют.

Плотность редкого металла осмия

Он содержится в незначительных количествах на нашей планете. Чаще всего его встречают в виде сплавов с иридием и платиной, а также в форме оксидов. Осмий обладает ГПУ решеткой с параметрами a = 2,7343 и c = 4,32 ангстрема. Масса одного атома составляет в среднем m = 190,23 а.е.м.

Приведенных выше цифр достаточно, чтобы определить величину ρ. Для этого следует воспользоваться исходной формулой для плотности и учесть, что одна гексагональная призма содержит шесть атомов. В результате мы приходим к рабочей формуле:

ρ = 4*m/(√3*a2*c).

Подставляя записанные выше цифры и учитывая их размерности, приходим к результату: ρ = 22 579 кг/м3.

Таким образом, плотность редкого металла равна 22,58 г/см3, что равняется измеренному экспериментально табличному значению.

Сталь 09Г2С: состав, свойства, категорийность

Версия для печати 14 Ноября 2021 г.

Сталь 09Г2С часто используется на Заводе САРРЗ для производства резервуаров и различного типа емкостей: ресиверов, аппаратов с эллиптическими днищами, сепараторов, отстойников нефти и т.д.

Какие свойства у стали 09Г2С?

Марка стали 09Г2С содержит в названии информацию о химическом составе:

• 09 — содержание 0,09% углерода;
• Г — в составе присутствует марганец;
• 2 — процентное содержание марганца не выше 2%;
• С — в составе есть кремний и его содержание меньше 1%, т.к. в названии марки после С нет цифры.

Таким образом по химическому составу сталь относится к низколегированным.

По классификации сталь является конструкционной. Она обладает отличной сва­ри­ваемостью без ограничений и не склонна к отпускной хрупкости — особому со­стоянию сплава, которое характеризуется невысоким значением ударной вязкости.

При высоком давлении и при нагрузках с переменным вектором силы сталь сохраняет первоначальные характеристики. Также свойства не меняются в широком диапазоне температур — от -70°С до +425°С, что дает возможность устанавливать резервуары из этой марки в районах Крайнего Севера со сложными условиями эксплуатации.

Какие существуют категории?

Сталь 09Г2С подразделяется на категории в зависимости от требований к испытаниям на ударный изгиб. Нормируемой характеристикой является ударная вязкость KCU — это способность материала к поглощению механической энергии в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.

Всего существует 15 категорий, отличия которых рассмотрены в таблице.

Нормируемая характеристика

Категория

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Ударная вязкость KCU при +20 °C

+

+

Ударная вязкость после механического старения

+

+

+

+

+

+

+

Ударная вязкость KCU при -20 °C

+

+

-40 °C

+

+

-50 °C

+

+

-60 °C

+

+

-70 °C

+

+

Ударная вязкость KCV при 0 °C

+

-20 °C

+

Категория указывается вместе с маркой стали. Например, сталь с категорией 12 обозначается как 09Г2С-12.

Сталь 09Г2С не относится к коррозионностойким, поэтому готовое емкостное оборудование требуется покрывать специальными антикоррозионными составами — органосиликатными композициями, полиуретановыми составами, акрилуретановыми эмалями и т.д. Выбор покрытия осуществляется под конкретный заказ и зависит от условий эксплуатации, типа и агрессивности рабочей среды, а также особенностей технологического процесса.

Нержавеющий металлопрокат и отличия между разными типами подробно рассматривались на странице «Блог директора» в статье «Нержавеющие марки стали: химические свойства, классификация, аналоги».

Определение и использование плотности

Как известно, чтобы найти плотность вещества, его массу делят на объем. Плотность является физико-химической характеристикой вещества. Она постоянна. Материалы для промышленного производства должны соответствовать этому показателю. Для её обозначения принято использовать греческую букву ρ.

Плотность железа равна 7874 кг/м³, никеля — 8910 кг/м³, хрома — 7190 кг/м³, вольфрама — 19250 кг/м³. Конечно, это относится к твёрдым сплавам. В расплавленном состоянии веществам присущи другие характеристики.

В природе лишь некоторые металлы присутствуют в большом количестве. Удельный вес железа в земной коре 4,6%, алюминия — 8,9%, магния — 2,1%, титана — 0,63%. Металлы незаменимы в большинстве сфер человеческой деятельности. Их производство растёт год от года. Для удобства металлы разделены на группы.

Железо и его сплавы

Чёрными металлами принято называть стали и чугуны разных марок. Сплав железа и углерода считается сталью, если железа не менее 45%, а содержание углерода 0,1%—2,14%. Чугуны, соответственно, углерода содержат больше.

Для получения необходимых свойств сталям и сплавам их легируют (присаживают при переплаве легирующие добавки). Таким образом плавят заданные марки. Все марки металла строго соответствуют определённым техническим условиям. Свойства каждой марки регламентированы государственными стандартами.

В зависимости от состава плотность стали варьируется в диапазоне 7,6—8,8 (г/см³) в СГС или 7600—8800 (кг/м³) в СИ (это видно из таблицы 1). Конечно, сталь имеет сложную структуру, это не смесь различных веществ. Однако присутствие этих веществ и их соединений изменяют свойства, в частности, плотность. Поэтому самыми большими плотностями обладают быстрорежущие стали с высоким содержанием вольфрама.

Цветные металлы и их сплавы

Изделия из бронзы, латуни, меди, алюминия широко применяются на производстве:

• Обычно бронзы это сплавы меди с оловом, алюминием, свинцом и бериллием. Однако в бронзовом веке, когда удельный вес бронзы в общей массе металлических изделий составлял почти 100%, это были сплавы медь — мышьяк.
• Сплавы на основе цинка — латуни. В латуни может присутствовать олово, но его количество меньше, чем цинка. Чтобы получить сыпучую стружку, иногда добавляют свинец. Кроме ювелирных сплавов латуни и бронзы, они нужны для деталей машин и морских судов, скобяных изделий, пружин. Некоторые сорта применяют в авиации и ракетостроении.
• Дюралюминий (дюраль) — сплав алюминия с медью (меди 4,4%) — это высокопрочный сплав. Главным образом применяется в авиации.
• Титан по прочности превосходит многие марки стали. Одновременно он вдвое легче. Эти качества сделали его незаменимым в большинстве отраслей промышленности. А также он широко применяется в медицине (протезировании). Удельный вес титана в производстве летательных аппаратов достигает 70% от всего выплавляемого в мире. Около 15% титана идёт для химического машиностроения.
• Серебро и золото — первые металлы, с которыми познакомился человек. За всю историю существования человечества эти металлы, по большей части, шли на ювелирные изделия. И в настоящее время тенденция сохраняется.
• Вольфрам из-за высокой тугоплавкости незаменим в приборостроении. Большая плотность позволяет применять его, как защиту от радиации.
• Никель и хром образуют нихром — жаропрочный пластичный сплав, очень долговечный и надёжный.

Различные марки сталей и чугунов, бронз и других металлов имеют разный химический состав и разную плотность. Плотности всех востребованных материалов измерены и систематизированы. Таблицы, содержащие эти данные доступны пользователям. С их помощью можно легко найти массу изделия заданной формы.

Плотности некоторых газов [ править | править код ]

Плотность газов, кг/м³ при НУ.

Азот	1,250	Кислород	1,429
Аммиак	0,771	Криптон	3,743
Аргон	1,784	Ксенон	5,851
Водород	0,090	Метан	0,717
Водяной пар (100 °C)	0,598	Неон	0,900
Воздух	1,293	Радон	9,81
Гексафторид вольфрама	12,9	Углекислый газ	1,977
Гелий	0,178	Хлор	3,164
Дициан	2,38	Этилен	1,260

Для вычисления плотности произвольного идеального газа, находящегося в произвольных условиях, можно использовать формулу, выводящуюся из уравнения состояния идеального газа:

ρ = p M R T ho =>> ,

p — давление, M — молярная масса, R — универсальная газовая постоянная, равная приблизительно 8,314 Дж/(моль·К) T — термодинамическая температура.

Метод 1. Определение плотности

Применяют для определения плотности жидкостей с точностью до ± 0,001 г/cм3 с помощью пикнометра.

Чистый сухой пикнометр взвешивают с точностью до 0,0002 г, заполняют с помощью маленькой воронки водой очищенной немного выше метки, закрывают пробкой и выдерживают в течение 20 мин в термостате при температуре (20 ± 0,1) ºС. При этой температуре уровень воды в пикнометре доводят до метки, отбирая излишек воды при помощи пипетки или свернутой в трубку полоски фильтровальной бумаги. Пикнометр снова закрывают пробкой и выдерживают в термостате еще 10 мин. Затем пикнометр вынимают из термостата, проверяют положение мениска воды, который должен находиться на уровне метки. Вытирают фильтровальной бумагой внутреннюю поверхность горлышка и весь пикнометр снаружи, закрывают пробкой. Выдерживают пикнометр под стеклом аналитических весов в течение 10 мин и взвешивают с той же точностью.

Пикнометр освобождают от воды, высушивают, ополаскивая последовательно спиртом и эфиром (сушить пикнометр нагреванием не допускается), удаляют остатки эфира продуванием воздуха, заполняют пикнометр испытуемой жидкостью и проводят те же операции, что и с водой.

Плотность с₂₀ (г/см3) вычисляют по формуле:

где

m – масса пустого пикнометра, г;

m₁ – масса пикнометра с водой очищенной, г;

m₂ – масса пикнометра с испытуемой жидкостью, г;

0,99703 – значение плотности воды при 20 °С, г/см3 (с учетом плотности воздуха);

0,0012 – значение плотности воздуха при 20 °С и барометрическом давлении 101,1 кПа (760 мм рт. ст.).